Carbonio attivato della pallina del carbone

Cos'è il carbone attivo a pellet di carbone?

Il carbone attivo a pellet di carbone è un tipo di carbone attivo prodotto da carbone polverizzato (spesso bituminoso) che viene miscelato con un legante e poi estruso in pellet cilindrici. Questi pellet hanno tipicamente un diametro da 1 mm a 4 mm e hanno una forma uniforme e cilindrica.

Questo fattore di forma ingegnerizzato è il suo principale elemento di differenziazione, offrendo vantaggi specifici per la manipolazione e le prestazioni in sistemi su larga scala, in particolare quelli che coinvolgono il flusso di gas.

Come viene prodotto?

Il processo di produzione è studiato per creare un prodotto forte e uniforme:

1. Polverizzazione: Carbone di alta qualità viene macinato in una polvere molto fine.

2. Aggiunta di legante: La polvere di carbone viene miscelata con un legante (come pece di catrame di carbone o un legante sintetico). Questo è fondamentale per dare ai pellet la loro integrità strutturale.

3. Estrusione: La miscela carbone-legante viene forzata attraverso una filiera ad alta pressione, creando lunghi fili simili a spaghetti di diametro uniforme.

4. Pellettizzazione: I fili estrusi vengono tagliati in pellet cilindrici corti di una lunghezza specifica.

5. Carbonizzazione e attivazione: I pellet vengono prima carbonizzati in un forno privo di ossigeno per convertire il materiale in carbonio fisso. Vengono quindi attivati con vapore ad alte temperature (800-1100°C) per sviluppare la struttura porosa. Questo passaggio carbonizza anche il legante, integrandolo completamente nella struttura del carbonio.

Caratteristiche e vantaggi principali

La forma a pellet offre una serie unica di proprietà:

• Dimensioni e forma uniformi: La forma cilindrica ingegnerizzata crea un letto impaccato con dinamiche di flusso altamente prevedibili e coerenti. Ciò si traduce in una bassissima caduta di pressione per i gas che attraversano il letto, che è un fattore economico critico nei grandi sistemi.

• Elevata resistenza meccanica: Il processo di estrusione e i leganti creano un pellet estremamente duro e resistente all'abrasione. Questo riduce al minimo la generazione di polvere durante la manipolazione e l'uso, il che è fondamentale per proteggere le apparecchiature a valle come ventilatori e compressori.

• Struttura dei pori controllata: I pellet a base di carbone hanno tipicamente una distribuzione delle dimensioni dei pori ideale per l'adsorbimento di un'ampia gamma di molecole di gas e vapore. Sono ottimizzati per mesopori e macropori.

• Elevata purezza: Il processo di produzione può produrre un prodotto di carbonio molto puro con basso contenuto di ceneri, il che è importante per applicazioni sensibili.

Applicazioni principali

Il carbone attivo a pellet di carbone viene utilizzato quasi esclusivamente in applicazioni in fase vapore (gas e aria) dove le sue caratteristiche strutturali e di flusso sono più vantaggiose.

1. Purificazione dell'aria e controllo dei COV

• Emissioni industriali: Utilizzato per catturare composti organici volatili (COV), solventi e inquinanti atmosferici pericolosi (HAP) dai flussi di scarico in impianti chimici, strutture di stampa, cabine di verniciatura a spruzzo e produzione di plastica.

• Ventilazione dell'aria interna (HVAC): Utilizzato in sistemi specializzati per grandi edifici (come aeroporti o uffici) per rimuovere inquinanti esterni e odori dall'aria di aspirazione.

2. Purificazione e separazione dei gas

• Recupero dei vapori di solvente: Nei processi in cui vengono utilizzati solventi come acetone, toluene o esano, i letti di carbone a pellet vengono utilizzati per catturare e recuperare questi vapori per il riutilizzo, risparmiando sui costi e riducendo le emissioni.

• Recupero del gas di discarica: Purifica il metano estratto dalle discariche rimuovendo tracce di COV e silossani (che possono danneggiare i motori che generano energia) in modo che il metano possa essere utilizzato come fonte di energia pulita.

• Trattamento del gas naturale: Utilizzato come letto di guardia per rimuovere odoranti (come mercaptani) e idrocarburi più pesanti dai flussi di gas naturale.

3. Applicazioni protettive speciali

• Filtrazione di agenti bellici chimici (CWA): Nelle maschere militari e protettive, la natura dura, priva di polvere e altamente adsorbente di alcuni gradi di carbone pellettizzato li rende ideali per i filtri a letto fisso.

• Industria nucleare: Utilizzato nei sistemi di filtrazione per catturare iodio radioattivo e altri radionuclidi volatili dai flussi d'aria negli impianti nucleari.