Węgiel aktywny granulowany na bazie węgla

Co to jest węgiel aktywny granulowany?

Węgiel aktywny granulowany (GAC) na bazie węgla to forma węgla aktywnego wytwarzana specjalnie z węgla (zazwyczaj bitumicznego lub subbitumicznego) i przetwarzana na grube, granulowane cząstki, a nie na drobny proszek. Cząstki te są na ogół większe niż 0,4 mm, co sprawia, że idealnie nadają się do stosowania w filtrach i reaktorach z złożem stałym.

Forma "granulowana" zapewnia dużą powierzchnię wewnętrzną, a jednocześnie tworzy przestrzenie między cząstkami, które pozwalają na przepływ płynu przy minimalnym spadku ciśnienia. To kluczowa różnica w stosunku do proszku, który jest przeznaczony do mieszania i osadzania.

Jak się go wytwarza?

Proces jest podobny do innych węgli aktywnych, ale zoptymalizowany pod kątem węgla:

1. Wybór surowca: Wysokiej jakości węgiel jest mielony i mieszany ze spoiwem.

2. Brykietowanie i granulacja: Mieszanina węgla i spoiwa jest formowana w określone kształty (granulki, brykiety), aby uzyskać pożądaną wielkość granulacji i wytrzymałość mechaniczną.

3. Węglizacja: Uformowany węgiel jest podgrzewany w piecu ubogim w tlen w wysokich temperaturach (600-700°C), aby usunąć lotne składniki i utworzyć strukturę węgla stałego.

4. Aktywacja: Zwęglony materiał jest następnie wystawiany na działanie środka utleniającego (zazwyczaj pary wodnej) w temperaturze 800-1100°C. Proces ten "wytrawia" rozległą sieć mikroporów i mezoporów, tworząc ogromną powierzchnię.

5. Przesiewanie: Produkt końcowy jest przesiewany i sortowany na określone rozkłady wielkości cząstek (np. 8x20, 12x40 mesh) dla różnych zastosowań.

Kluczowe cechy

• Struktura porów: Węgiel aktywny granulowany na bazie węgla ma zazwyczaj mieszaninę mikroporów i mezoporów. Dzięki temu doskonale nadaje się do adsorpcji szerokiej gamy zanieczyszczeń, od małych cząsteczek po większe związki organiczne.

• Wysoka twardość i odporność na ścieranie: Węgle na bazie węgla znane są ze swojej wytrzymałości mechanicznej i trwałości, co ma kluczowe znaczenie w systemach, w których węgiel jest stale poddawany ciśnieniu, płukaniu wstecznemu i ruchowi. Powoduje to mniejszą ilość pyłu i mniejsze straty.

• Wysoka gęstość: Zapewnia większą zdolność adsorpcji na jednostkę objętości w złożu filtracyjnym.

• Naturalne powinowactwo do związków organicznych: Jest szczególnie skuteczny w usuwaniu chloru, chloramin i szerokiego spektrum związków organicznych.

Główne zastosowania węgla aktywnego granulowanego na bazie węgla

Ten rodzaj węgla jest koniem roboczym filtracji przemysłowej i komunalnej. Jego główną zaletą w stosunku do proszku (PAC) jest to, że może być stosowany w zamkniętym złożu filtracyjnym do ciągłej, wielkoskalowej obróbki.

1. Uzdatnianie wody i ścieków

• Oczyszczanie wody pitnej w miastach: Stosowany w filtrach ze złożem stałym do usuwania:

  • Produkty uboczne dezynfekcji (DBP) takie jak trihalometany (THM) i kwasy haloacetowe (HAA).

  • Naturalna materia organiczna (NOM) która powoduje zabarwienie, smak i zapach.

  • Pestycydy i herbicydy z odpływów rolniczych.

  • Chlor i chloraminy.

• Oczyszczanie ścieków przemysłowych: Oczyszcza wodę z zakładów chemicznych, producentów farmaceutycznych i zakładów przetwórstwa spożywczego poprzez adsorpcję toksycznych związków organicznych, rozpuszczalników i barwników przed zrzutem lub ponownym użyciem.

2. Oczyszczanie powietrza i gazu

• Kontrola lotnych związków organicznych (LZO): Stosowany w filtrach fazy gazowej w zakładach produkcyjnych, kabinach lakierniczych i drukarniach do wychwytywania oparów rozpuszczalników.

• Kontrola zapachów: Instalowany w systemach wentylacyjnych oczyszczalni ścieków, kompostowni i zakładów przemysłowych w celu usunięcia siarkowodoru i innych gazów zapachowych.

• Odzysk gazu wysypiskowego: Oczyszcza gaz metanowy wydobywany ze składowisk, dzięki czemu może być wykorzystywany jako źródło energii.

3. Przemysł spożywczy i napojów

• Odszlamianie: Stosowany do usuwania zanieczyszczeń barwnych z produktów takich jak syropy cukrowe, słodziki kukurydziane i kwas cytrynowy.

• Oczyszczanie: Stosowany na końcowych etapach polerowania produktów takich jak alkohole i oleje jadalne w celu zapewnienia czystości i usunięcia obcych smaków.

4. Inne specjalistyczne zastosowania

• Rekultywacja wód gruntowych: Stosowany w systemach pompowania i oczyszczania w celu usunięcia rozpuszczalników przemysłowych (np. TCE, PCE) i produktów naftowych ze skażonych wód gruntowych.

• Nośnik katalizatora: Jego duża powierzchnia sprawia, że jest doskonałym materiałem nośnym dla katalizatorów w różnych procesach chemicznych.

•