Adsorpcja za pomocą węgla aktywnego do usuwania zapachów przemysłowych

Podstawy adsorpcji węgla aktywnego

Węgiel aktywny wychwytuje cząsteczki zapachowe (adsorbuje) na swojej powierzchni za pomocą dwóch głównych metod:

• Physisorption : Cząsteczki słabo przylegają do powierzchni węgla ze względu na siły międzycząsteczkowe. To wiązanie jest odwracalne.
• Chemisorpcja : Cząsteczki tworzą silniejsze, często trwałe wiązania z powierzchnią węgla. Ta metoda jest przydatna do wychwytywania związków takich jak amoniak i siarkowodór.

Regenerujący węgiel aktywowany :

Zdolność adsorpcji nasyconego węgla aktywowanego można przywrócić przez desorpcję, zwaną również regeneracją lub reaktywacją. Obejmuje ona proces pirolizy w wysokiej temperaturze (700–1000°C) z parą wodną i bez tlenu, który usuwa adsorbaty. Proces ten przywraca właściwości węgla aktywowanego, który następnie może być ponownie użyty, zmniejszając ilość odpadów. Systemy oczyszczania spalin, takie jak skrubery lub dopalacze, są używane do niszczenia desorbowanych cząsteczek.

Węgiel na bazie węgla kontra odnawialny węgiel na bazie łupin

Węgiel aktywowany może pochodzić z węgla lub odnawialnych źródeł, na przykład łupin orzechów.

• Węgle aktywne na bazie węgla , pozyskiwane ze źródeł kopalnych, charakteryzują się zazwyczaj różną wielkością porów, co umożliwia wychwytywanie większych cząsteczek.
• Odnawialne węgle na bazie muszli , zazwyczaj mają większą objętość mikroporów. To sprawia, że węgle aktywowane na bazie muszli są bardziej odpowiednie do wychwytywania mniejszych cząsteczek LZO .

Badania DESOTEC wykazały, że węgle aktywowane na bazie muszli mogą osiągać wyższe pojemności ładowania niż węgle mineralne dla niektórych cząsteczek. Ponadto węgle na bazie muszli uwalniają adsorbaty bardziej stopniowo, co zmniejsza ryzyko przekroczenia limitów emisji podczas np. operacji wsadowych.

Odnawialne prekursory zyskują zainteresowanie w celu zmniejszenia wpływu produkcji węgla aktywnego na środowisko. Oceny cyklu życia (LCA) pokazują, że stosowanie biomasy odpadowej, takiej jak łupiny orzechów, zamiast węgla jest bardziej przyjazne dla klimatu, a nawet przynosi większe korzyści, gdy węgiel jest reaktywowany, a nie zastępowany. Asortyment węgla aktywnego DESOTEC obejmuje coraz więcej gatunków odnawialnych, stopniowo zastępując gatunki oparte na węglu w licznych zastosowaniach, gdy jest to odpowiednie.

Projekt filtra musi uwzględniać zmiany w składzie strumienia powietrza i wody ze względu na czynniki takie jak zmiany procesu, rodzaje zanieczyszczeń i poziomy stężeń. Prawidłowy rozmiar filtra jest niezbędny zarówno dla wydajności, jak i efektywności kosztowej, chociaż może być trudny ze względu na niepewność składu gazu i natężenia przepływu, szczególnie przy wysokiej wilgotności. Instalacje pilotażowe pomagają w oszacowaniu żywotności filtra i zużycia węgla, podczas gdy mobilne jednostki filtracyjne oferują elastyczność i zmniejszają ryzyko finansowe w porównaniu do systemów stałych.

Filtry mobilne, generalnie bezpieczniejsze i bardziej opłacalne niż stacjonarne, wymagają mniejszej pracy ręcznej i ryzyka związanego z obsługą zużytego węgla. Są szczególnie przydatne w sytuacjach dużego przepływu, umożliwiając szybszą, bezpieczniejszą wymianę przy minimalnym przestoju. Filtry mogą być ustawione szeregowo lub równolegle w zależności od potrzeb: konfiguracje równoległe są dostosowane do wyższych przepływów i niższych spadków ciśnienia, podczas gdy konfiguracje szeregowe optymalizują wykorzystanie węgla, zapewniając zgodność emisji poprzez umożliwienie aktywacji drugiego filtra po nasyceniu pierwszego.

Studium przypadku ilustruje zdolność firmy DESOTEC do dostarczania szybkich, skutecznych i zrównoważonych rozwiązań filtracyjnych dostosowanych do potrzeb klientów z sektora chemikaliów specjalistycznych.

Wyzwanie
Firma specjalizująca się w chemikaliach, klient DESOTEC, miała problemy z zapachem w swojej oczyszczalni ścieków z powodu wysokiego poziomu związków zapachowych, takich jak alkohole (757 µg/m³) i organiczne związki siarki (1846 µg/m³). Te lotne związki, w tym dimetylodisulfid i 2-etylo-1-heksanol, powodowały skargi pracowników i sąsiadów, szczególnie w cieplejszych miesiącach. Firma szukała skutecznego, szybkiego rozwiązania, aby poradzić sobie z tymi zapachami.

Rozwiązanie
DESOTEC wdrożył swój mobilny system filtracji AIRCON 3000 z odnawialnym węglem aktywnym B-PURE 10 NB. System wychwytywał emisje zapachowe ze zbiornika buforowego i odprowadzał czyste powietrze przez komin, zainstalowany w ciągu 30 minut przy użyciu technologii Plug & Play, bez przerywania operacji.

Wyniki
System filtracji osiągnął 99,5% redukcję związków zapachowych. Działając przez trzy lata, skutecznie zapobiegał dalszym skargom. Mobilny filtr wymaga corocznej wymiany, aby zapewnić optymalną wydajność, a DESOTEC zarządza bezpieczną i zrównoważoną utylizacją zużytych filtrów, reaktywując węgiel, aby stworzyć cykliczny, przyjazny dla środowiska proces.

Wnioski

• Skuteczne i szybkie łagodzenie nieprzyjemnych zapachów

Mobilne filtry firmy DESOTEC pozwoliły ograniczyć emisję lotnych związków organicznych (LZO) o 99%, co pozwoliło na szybkie rozwiązywanie skarg i zapewnienie zgodności z przepisami w obliczu sezonowych wyzwań.

• Minimalne zakłócenia operacyjne

Konstrukcja Plug & Play umożliwia szybką konfigurację i wymianę filtrów bez przestojów, co gwarantuje bezproblemową działalność firmy.

• Zrównoważone i cyrkularne zarządzanie odpadami

Zewnętrzna reaktywacja filtrów firmy DESOTEC minimalizuje wpływ na środowisko, upraszcza gospodarkę odpadami i jest zgodna z wartościami klientów.