Węgiel aktywowany w peletach węgla

Co to jest węgiel aktywny w postaci peletu?

Węgiel aktywny w postaci peletu to rodzaj węgla aktywnego produkowanego z węgla sproszkowanego (często bitumicznego), który jest mieszany ze spoiwem, a następnie wytłaczany w cylindryczne pelety. Pelety te mają zazwyczaj średnicę od 1 mm do 4 mm i mają jednolity, cylindryczny kształt.

Ten inżynieryjny kształt jest jego kluczową cechą wyróżniającą, oferując specyficzne korzyści w zakresie obsługi i wydajności w systemach wielkoskalowych, zwłaszcza tych związanych z przepływem gazu.

Jak się go wytwarza?

Proces produkcyjny jest dostosowany do wytworzenia mocnego, jednolitego produktu:

1. Rozdrabnianie: Wysokiej jakości węgiel jest mielony na bardzo drobny proszek.

2. Dodawanie spoiwa: Proszek węglowy jest mieszany ze spoiwem (takim jak smoła węglowa lub spoiwo syntetyczne). Jest to kluczowe dla nadania peletom integralności strukturalnej.

3. Wytłaczanie: Mieszanina węgla i spoiwa jest wtłaczana przez matrycę pod wysokim ciśnieniem, tworząc długie, przypominające spaghetti pasma o jednolitej średnicy.

4. Peletyzacja: Wytłaczane pasma są cięte na krótkie, cylindryczne pelety o określonej długości.

5. Karbonizacja i aktywacja: Pelety są najpierw karbonizowane w piecu beztlenowym, aby przekształcić materiał w węgiel stały. Następnie są aktywowane parą wodną w wysokich temperaturach (800-1100°C), aby rozwinąć porowatą strukturę. Ten etap karbonizuje również spoiwo, integrując je w pełni ze strukturą węgla.

Kluczowe cechy i zalety

Forma peletu zapewnia unikalny zestaw właściwości:

• Jednolity rozmiar i kształt: Inżynieryjny cylindryczny kształt tworzy złoże o wysoce przewidywalnej i spójnej dynamice przepływu. Powoduje to bardzo niski spadek ciśnienia dla gazów przechodzących przez złoże, co jest krytycznym czynnikiem ekonomicznym w dużych systemach.

• Wysoka wytrzymałość mechaniczna: Proces wytłaczania i spoiwa tworzą niezwykle twardy i odporny na ścieranie pelet. Minimalizuje to generowanie pyłu podczas obsługi i użytkowania, co jest niezbędne do ochrony urządzeń znajdujących się poniżej, takich jak wentylatory i sprężarki.

• Kontrolowana struktura porów: Pelety na bazie węgla mają zazwyczaj rozkład wielkości porów idealny do adsorpcji szerokiej gamy cząsteczek gazów i par. Są zoptymalizowane pod kątem mezoporów i makroporów.

• Wysoka czystość: Proces produkcyjny może wytworzyć bardzo czysty produkt węglowy o niskiej zawartości popiołu, co jest ważne w przypadku wrażliwych zastosowań.

Główne zastosowania

Węgiel aktywny w postaci peletu jest prawie wyłącznie stosowany w zastosowaniach w fazie gazowej (gazy i powietrze) gdzie jego właściwości strukturalne i przepływowe są najbardziej korzystne.

1. Oczyszczanie powietrza i kontrola LZO

• Emisje przemysłowe: Stosowany do wychwytywania lotnych związków organicznych (LZO), rozpuszczalników i niebezpiecznych zanieczyszczeń powietrza (HAP) ze strumieni spalin w zakładach chemicznych, drukarniach, kabinach lakierniczych i produkcji tworzyw sztucznych.

• Wentylacja powietrza wewnętrznego (HVAC): Stosowany w specjalistycznych systemach dla dużych budynków (takich jak lotniska lub biura) do usuwania zanieczyszczeń zewnętrznych i zapachów z powietrza wlotowego.

2. Oczyszczanie i separacja gazu

• Odzyskiwanie par rozpuszczalników: W procesach, w których stosuje się rozpuszczalniki, takie jak aceton, toluen lub heksan, złoża węgla w postaci peletu służą do wychwytywania i odzyskiwania tych par do ponownego użycia, oszczędzając koszty i redukując emisje.

• Odzyskiwanie gazu wysypiskowego: Oczyszcza gaz metanowy wydobywany z wysypisk poprzez usuwanie śladowych ilości LZO i siloksanów (które mogą uszkodzić silniki wytwarzające energię), dzięki czemu metan może być wykorzystywany jako czyste źródło energii.

• Obróbka gazu ziemnego: Stosowany jako złoże ochronne do usuwania odorantów (takich jak merkaptany) i cięższych węglowodorów ze strumieni gazu ziemnego.

3. Specjalistyczne zastosowania ochronne

• Filtracja środków bojowych (CWA): W maskach wojskowych i ochronnych twarda, bezpyłowa i wysoce adsorbentowa natura niektórych gatunków węgla w postaci peletu sprawia, że ​​są one idealne do filtrów ze złożem stałym.

• Przemysł jądrowy: Stosowany w systemach filtracyjnych do wychwytywania radioaktywnego jodu i innych lotnych radionuklidów ze strumieni powietrza w obiektach jądrowych.