Adsorpcja na węglu aktywnym w procesie usuwania zapachów przemysłowych

 Metody adsorpcji na węglu aktywnym

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

• Fizysorpcja : Cząsteczki słabo wiążą się z powierzchnią węgla dzięki siłom międzycząsteczkowym. Wiązanie to jest odwracalne.
• Chemisorpcja : Cząsteczki tworzą silniejsze, często trwałe wiązania z powierzchnią węgla. Metoda ta jest przydatna do wychwytywania związków takich jak amoniak i siarkowodór.

Reaktywowany węgiel aktywny :

Zdolność adsorpcyjną nasyconego węgla aktywnego można przywrócić poprzez desorpcję, zwaną również regeneracją lub reaktywacją. Proces ten obejmuje proces pirolizy w wysokiej temperaturze (700–1000°C) z użyciem pary wodnej i beztlenowej, który usuwa adsorbaty. Proces ten przywraca właściwości węgla aktywnego, który następnie można ponownie wykorzystać, zmniejszając ilość odpadów. Do niszczenia desorbowanych cząsteczek stosuje się systemy oczyszczania spalin, takie jak skrubery lub dopalacze.

Węgiel na bazie węgla a odnawialny węgiel na bazie łupin

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

• Węgle aktywne na bazie węgla , otrzymywane ze źródeł kopalnych, charakteryzują się zazwyczaj różną wielkością porów, co umożliwia wychwytywanie większych cząsteczek.
• Odnawialne węgle na bazie muszli zazwyczaj charakteryzują się większą objętością mikroporów. Dzięki temu węgle aktywne na bazie muszli są bardziej odpowiednie do wychwytywania mniejszych cząsteczek LZO .

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

Odnawialne prekursory zyskują na popularności, ponieważ pozwalają ograniczyć wpływ produkcji węgla aktywnego na środowisko. Oceny cyklu życia (LCA) pokazują, że wykorzystanie biomasy odpadowej, takiej jak łupiny orzechów, zamiast węgla jest bardziej przyjazne dla klimatu, a korzyści z reaktywacji węgla, a nie jego wymiany, są jeszcze większe. Asortyment węgla aktywnego DESOTEC obejmuje coraz więcej gatunków odnawialnych, stopniowo zastępując gatunki węglowe w licznych zastosowaniach, gdy jest to możliwe.

Projekt filtra musi uwzględniać zmiany składu strumienia powietrza i wody, wynikające z takich czynników, jak zmiany procesu, rodzaje zanieczyszczeń i poziomy ich stężenia. Prawidłowy dobór wielkości filtra jest niezbędny zarówno dla wydajności, jak i opłacalności, choć 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, a mobilne jednostki filtracyjne oferują elastyczność i zmniejszają ryzyko finansowe w porównaniu z systemami stacjonarnymi.

Filtry mobilne, generalnie bezpieczniejsze i bardziej ekonomiczne niż filtry stacjonarne, zmniejszają nakład pracy ręcznej i ryzyko związane z obsługą zużytego węgla. Są szczególnie przydatne w sytuacjach wysokiego przepływu, umożliwiając szybszą i bezpieczniejszą wymianę przy minimalnym przestoju. Filtry można łączyć szeregowo lub równolegle, w zależności od potrzeb: układy równoległe zapewniają wyższe natężenia przepływu i niższe spadki ciśnienia, natomiast układy szeregowe optymalizują zużycie węgla, zapewniając zgodność z normami emisji, umożliwiając aktywację drugiego filtra po nasyceniu pierwszego.

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

Wyzwanie
Firma z branży chemikaliów specjalistycznych, klient DESOTEC, borykała się z problemami z nieprzyjemnymi zapachami w swojej oczyszczalni ścieków z powodu wysokiego stężenia 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, były powodem skarg pracowników i sąsiadów, szczególnie w cieplejszych miesiącach. Firma poszukiwała skutecznego i szybkiego rozwiązania problemu tych zapachów.

Rozwiązanie
Firma DESOTEC wdrożyła 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. Instalacja trwała 30 minut, dzięki technologii Plug & Play, bez przerywania pracy.

Wyniki
System filtracji osiągnął 99,5% redukcję związków zapachowych. Działając przez trzy lata, skutecznie zapobiegło dalszym reklamacjom. Filtr mobilny wymaga corocznej wymiany, aby zapewnić optymalną wydajność, a DESOTEC zarządza bezpieczną i zrównoważoną utylizacją zużytych filtrów, reaktywując węgiel, co pozwala na stworzenie przyjaznego dla środowiska procesu o obiegu zamkniętym.

Wnioski

• Skuteczne i szybkie łagodzenie zapachów

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

• Minimalne zakłócenia operacyjne

Konstrukcja Plug & Play pozwoliła na szybką konfigurację i wymianę filtrów bez przestojów, co zagwarantowało 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.