Depuración del aire
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El aire es una mezcla gaseosa inodora
La vida humana y la del planeta han construido un equilibrio con el aire que siempre ha logrado controlar las causas naturales de contaminación. Sin embargo, el desarrollo de la actividad empresarial e industrial ha originado la contaminación atmosférica de modo permanente y con consecuencias desastrosas para el ser humano ya en un futuro próximo. Por eso, controlar las emisiones gaseosas representa una asunción de responsabilidad. Además, en la sociedad hay que difundir la conciencia de la necesidad de evitar o de limitar su degradación. Respectando los límites de concentración de los agentes contaminantes se asegura una buena calidad del aire y, por lo tanto, la protección de la salud pública.
El empleo de los carbones activados para restablecer un equilibrio interrumpido
La tecnología de la adsorción se basa en la capacidad del carbón activado de tratar la mayor parte de las Sustancias Orgánicas Volátiles (S.O.V.). Las industrial han usado carbón activado desde hace mucho tiempo para mejorar la calidad del aire en las siguientes aplicaciones:
- Eliminación/recuperación de disolventes o mezcla de estos
- Purificación del aire efluente de procesos industriales
- Separación de mezclas de gases
- Purificación de gases naturales y gases de síntesis
- Desengrase del aire comprimido
- Desodorización del aire agotado y gas de ventilación
- Eliminación de sustancias nocivas en sistemas del aire acondicionado
La eficacia del carbón activado depende de innumerables factores como la temperatura, la humedad relativa, el tiempo de contacto, la velocidad y la distribución del aire a través del lecho de carbono, la naturaleza y la concentración de las sustancias contaminantes.
La siguiente tabla facilita la identificación del grado de adsorción de varias sustancias químicas en nuestra línea de productos de carbones activados para el aire.
La numeración de 1 a 4 que acompaña a cada sustancia tiene el siguiente significado:
1 = excelente adsorción, del orden de 30% en peso
2 = buena adsorción, del orden de 15% en peso
3 = débil adsorción, normalmente inferior a 5% en peso
4 = la adsorción no es perceptible.
Lista de las capacidades de adsorción de algunas sustancias en fase gas sobre carbón activado:
| Acetaldehído | 3 | Crotonaldehído | 1 | Nonano | 1 |
| Acetato de butilo | 1 | Decano | 1 | Octano | 1 |
| Acetato de etilo | 1 | Desodorantes | 1 | Olor a pescado | 1 |
| Acetato de metilo | 2 | Detergentes | 1 | Olores animales | 2 |
| Acetato de propilo | 1 | Diclobenceno | 1 | Olores de cocina | 1 |
| Acetato isopropílico | 1 | Diclorodifluorometano | 2 | Olores de descomposició | 1 |
| Acetileno | 4 | Dicloroetano | 1 | Olores de pintura | 1 |
| Acrilato de metilo | 1 | Dicloroetileno | 1 | Olores medicinales | 1 |
| Acrilonitrilo | 1 | Dicloromonofluorometano | 2 | Ozono | 1 |
| Acroleína | 2 | Dicloronitroetano | 1 | Pentano | 1 |
| Adhesivos | 1 | Dicloropropano | 1 | Pentanona | 2 |
| Alcanfor | 1 | Diclorotetrafluoroetano | 2 | Penteno | 1 |
| Alcohol amínico | 1 | Dietilamina | 2 | Percloroetilo | 2 |
| Alcohol butílico | 1 | Dietilchetone | 1 | Perfumes | 1 |
| Alcohol isopropílico | 1 | Dimetilanilina | 1 | Piridina | 1 |
| Alcohol metílico | 2 | Dimetilsulfato | 1 | Propano | 1 |
| Alcohol propílico | 1 | Dioxano | 1 | Propileno | 3 |
| Aldehído butílico | 2 | Dipropilchetone | 1 | Propilmercaptano | 3 |
| Aldehído valeriánico | 1 | Disinfectantes | 1 | Putrescina | 1 |
| Alimentos aromáticos | 1 | Esileno | 2 | Queroseno | 1 |
| Amilacetato | 1 | Estireno | 3 | Resinas | 1 |
| Aminas | 3 | Etano | 4 | Sulfuro de carbono | 1 |
| Amoniaco | 3 | Etilacrilato | 1 | Sulfuro de hidrógeno | 3 |
| Anestéticos | 2 | Etilamina | 2 | Tetracloretano | 1 |
| Anhídrido acético | 1 | Etilbenceno | 1 | Tetracloroetileno | 1 |
| Anhídrido carbónico | 4 | Etilene | 4 | Tetracloruro de carbono | 1 |
| Anhídrido sulfuroso | 3 | Etilmercaptano | 1 | Tolueno | 1 |
| Anhídrido sulfúrico | 3 | Eucaliptol | 1 | Toluidina | 1 |
| Anilina | 1 | Fenol | 1 | Tricloroetileno | 1 |
| Antisépticos | 1 | Fluorotriclorometano | 2 | Urea | 1 |
| Bacterias | 2 | Formaldehido | 3 | Virus | 1 |
| Benceno | 1 | Fosgeno | 2 | Xileno | 2 |
| Bencina | 1 | Freón | 2 | Yodo | 1 |
| Bióxido de azoe | 3 | Gas corrosivos | 3 | Yodoformo | 1 |
| Bromo | 1 | Heptano | 1 | Ácido acrílico | 1 |
| Bromuro de etilo | 2 | Heptileno | 1 | Ácido acético | 1 |
| Bromuro de metilo | 2 | Hexano | 2 | Ácido bromhídrico | 3 |
| Butadieno | 2 | Hidrógeno | 4 | Ácido butírico | 1 |
| Butano | 3 | Hidrógeno sulf. | 3 | Ácido caprílico | 1 |
| Butanona | 3 | Humos de cigarrillo | 1 | Ácido cianhídrico | 3 |
| Buteno | 3 | Incienso | 1 | Ácido clorhídrico | 3 |
| Butilcellosolve | 1 | Indol | 1 | Ácido fluorhídrico | 3 |
| Butilcloruro | 1 | Isopreno | 2 | Ácido fórmico | 2 |
| Butileno | 3 | Mentol | 1 | Ácido láctico | 1 |
| Carburantes líquidos | 1 | Mercaptanos | 1 | Ácido nítrico | 2 |
| Cellosolve | 1 | Metano | 4 | Ácido palmítico | 1 |
| Cellosolve acetato | 1 | Metilbutilcetona | 1 | Ácido propiónico | 1 |
| Ciclohexano | 1 | Metilcellosolve | 1 | Ácido sulfúrico | 1 |
| Ciclohexanolo | 1 | Metilcellosolve acetato | 1 | Ácido valeriánico | 1 |
| Ciclohexanona | 1 | Metilciclohexano | 1 | Ácido yodhídrico | 3 |
| Ciclohexeno | 1 | Metilciclohexanona | 1 | Ácido úrico | 1 |
| Cloro | 3 | Metilcloroformo | 1 | Éter | 2 |
| Clorobenzeno | 1 | Metiletilcetona | 1 | Éter amílico | 1 |
| Clorobutadieno | 1 | Metilisobutilcetona | 1 | Éter butílico | 1 |
| Clorodina de etileno | 1 | Metilmercaptano | 1 | Éter dicloroetílico | 1 |
| Cloroformo | 1 | Monofluorotriclorometano | 2 | Éter etilíco | 2 |
| Cloronitropropano | 1 | Monóxido de carbono | 4 | Éter isopropílico | 1 |
| Cloropicrina | 1 | Naftalina | 1 | Éter metílico | 2 |
| Cloruro de etilo | 2 | Nicotina | 1 | Éter propílico | 1 |
| Cloruro de metileno | 1 | Nitrobenceno | 1 | Óleos esenciales | 1 |
| Cloruro de metilo | 3 | Nitroetano | 1 | Óleos lubrificantes grasos | 1 |
| Cloruro de propilo | 1 | Nitroglicerina | 1 | Óxido de etileno | 1 |
| Cloruro de vinilo | 2 | Nitrometano | 1 | Óxido de mesitilo | 2 |
| Creosola | 1 | Nitropropano | 1 | ||
| Croesota | 1 | Nitrotolueno | 1 | ||
Purificación del humo
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Purificación de los humos de incineración
El carbón activado en polvo se emplea para la remoción de Dioxinas, de furanos y Mercurio de los humos de incineración.
El grado de adsorción de estos contaminantes depende:
- la materia prima de la que se obtiene el carbón activado
- el grado de activación del carbón
- varios parámetros físicos del carbón activado
- el método con el que se utilizado el carbón activado en un sistema
Los carbonos activados utilizados en esta aplicación pueden ser de origen vegetal (coco, madera, etc.) o de origen mineral (lignito, carbón bituminoso, turba, antracita, etc.).
El grado de actividad calculado analíticamente por el "Índice de yodo" y el "Área de superficie activa" es, sin duda, muy importante. De hecho, cuanto más altos son estos valores, mayor es la capacidad de adsorción de un carbón activado. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, a menudo, en esta aplicación, debido al corto tiempo de contacto entre el gas de combustión y el carbón activado en polvo, un alto "Área de superficie activa" (mayor de 600 - 700 m² / g) no se explotan completamente.
Tampoco se deben descartar los parámetros físicos, como la distribución granulométrica y el contenido de cenizas. Entre estos dos parámetros, la distribución granulométrica es sin duda la más importante, ya que la captura de dioxinas, furanos y mercurio se produce a través de la cinética de adsorción, es decir, el gas de combustión pasa a través de una nube de carbón activado en polvo que se ha inyectado en un reactor o en un conducto. para el paso del gas de combustión. Cuanto más fino es el tamaño del grano de carbón activo, más compacta y suspendida queda la nube y mayor es la probabilidad de contacto con las partículas de los contaminantes. Por lo tanto, recomendamos el uso de carbón activado en polvo con un tamaño de grano promedio de 20 a 25 micras y un tamaño de partícula máximo de 100 a 150 micras.
No se recomienda un alto contenido de cenizas (superior al 10%) ya que reduce el "área de superficie activa". Si este parámetro es alto, se reconoce el carbón activado regenerado que, además de proporcionar un rendimiento más bajo, puede contener un alto nivel de compuestos volátiles (mayor de 5 a 6%) y, por lo tanto, aumentar la posibilidad de autoinflamación a altas temperaturas (superiores a 150 ° C). Una dosis promedio de carbón activado en polvo puede variar entre 50 y 200 mg / Nm³ por humos producidos. La dosis correcta depende no solo del tipo de carbón activado utilizado sino también del sistema de dosificación utilizado y, sobre todo, de la concentración de contaminantes en la entrada. Este último siempre debe ser controlado antes de seleccionar el tipo de carbón activado que se utilizará. Un parámetro final a tener en cuenta, cuando se almacena carbón activado en polvo en silos, es el riesgo de explosión, es decir, la clasificación de peligro en ST1 de acuerdo con el método VDI2263 que siempre debe ser declarado por el fabricante / distribuidor.
Tratamiento del agua
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El proceso de la adsorción se usa ampliamente en el tratamiento del agua y el carbón activado es el adsorbente más comúnmente utilizado para la eliminación de numerosos contaminantes orgánicos. En los últimos años, la tecnología relacionada con su uso se ha desarrollado ampliamente y esencialmente en las siguientes aplicaciones:
En el tratamiento de la potabilización:
- Para la decloración
- Para la eliminación de sabores y olores desagradables
- Para adsorber pesticidas y triazinas
- Para la eliminación de hidrocarburos clorados
- Para la adsorción de los tensioactivos
- Para enfrentar situaciones de contaminación accidental.
En el tratamiento de aguas residuales:
- Para la eliminación de compuestos tóxicos
- Para bajar el D.Q.O. (demanda química de oxígeno) a nivel reglamentario
- Eliminación de color y olor
- Para evitar la formación de espumas
- Para favorecer el condicionamiento de los fangos en las plantas de tratamiento biológico
- En tratamientos de decloración y desozonización
- En la filtración de aguas de piscinas y acuarios.
En la consideración de las necesidades combinadas, en las cuales las cantidades pueden variar significativamente, es necesario un diagnóstico preciso para conocer qué es razonablemente posible de obtener del carbón activado y cuál es el medio para alcanzar el objetivo deseado.
Cabe señalar que no existe un carbón activado compuesto únicamente por una estructura porosa determinada. Las diferentes materias primas y su activación térmica o química, sólo pueden conducir a una estructura porosa donde predomina una configuración de porosidad determinada. Macro, meso y microporos están presentes en el mismo carbón y provocan un fenómeno de tamizado molecular que puede orientar, no sólo la elección del tipo de carbón activado, sino también el tipo de proceso, considerando el fenómeno de competitividad existente entre las diferentes moléculas a adsorber.
Las algas microscópicas y los ácidos húmicos responden preferiblemente a macroporos y una fracción de los mesoporos.
Los tintes y los taninos son adsorbidos principalmente por mesoporos.
Para detergentes, clorofenoles, hidrocarburos halogenados, triazinas, etc., la microporosidad es decisiva.
Decoloración de líquidos alimenticios
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La alimentación y la salud siempre han estado en los proyectos del hombre para mejorar su calidad de la vida
La decoloración afecta casi exclusivamente a las industrias químico-farmacéuticas y para las industrias agroalimentarias..
El carbón activado decolorante puede ser utilizado en las siguientes aplicaciones:
- decoloración del vino
- decoloración de los zumos de fruta
- decoloración y purificación de la glucosa
- decoloración y purificación de los aceites y grasas
- decoloración y purificación de productos químico-farmacéuticos.
El carbón activado garantiza la posibilidad de obtener productos finales de calidad constante, puros y de alto rendimiento. La tecnología de los carbones activados ha permitido, en la última década, muchos progresos orientados en dos direcciones, mejora de la calidad y las tecnologías de uso más racionales con respecto a la calidad del carbón.
El nivel de actividad del carbón activado elegido es muy importante porque, dependiendo de la dosis necesaria, puede pesar mucho sobre el costo total, especialmente cuando hay costos de manipulación, filtrado y eliminación de lodo.
Antes de evaluar las propiedades adsorbentes de un carbón activado, debemos asegurarnos de que no sea un vehículo para las impurezas capaces de interferir con los productos a tratar.
La referencia se debe a las impurezas orgánicas minerales a menudo contenidas en los carbones activados: las primeras casi nulas, consideradas las temperaturas que se alcanzan en los procesos de activación física o química; las segundas analíticamente verificables, se deben esencialmente a la materia prima utilizada.
El carbón activo para garantizar calidad y la reproducibilidad del producto final
Para determinar el poder decolorante de los carbones activados, entre los diferentes métodos de prueba existentes, señalamos los siguientes:
Índice de azul de metileno
Establece la cantidad de solución de azul de metileno a 0,15% puede decolorarse con 100 mg de carbón activado ( sustancia seca) en 5 minutos.
Índice de melaza
Esta prueba ha sido adoptada por los productores de carbón activado como método estándar para la determinación del poder decolorante.
Principio
La decoloración con carbón activo de una solución de melaza estandarizada se compara colorimétricamente con la decoloración de un carbón estándar (medidas de extinción fotoeléctricas). Este método permite establecer el rendimiento de decoloración de diferentes carbones activados poniendo a su vez en evidencia, en las condiciones que reflejan la práctica, la cantidad d cada tipo de carbón activado necesaria para obtener el mismo grado de decoloración.
Ejecución
Colocar varias cantidades de carbón activado - por ejemplo 100, 300, 500, 700 mg -dentro de vasos de vidrio y mezclar con 100ml de solución a tratar. Esta se lleva a 80°C de temperatura o a una temperatura efectiva. Se prepara 1 litro de solución a tratar para cada tipo de carbón activado y además, 1 muestra sin carbón. Esta será la solución de referencia (el así llamado tipo cero) y por tanto, se someterá a la misma secuencia de pruebas y mediciones ópticas. Conviene calcular la cantidad de carbón activado necesario utilizando precedentes de dichas pruebas.
Decoloración
Las muestras se tratan al baño María alcanzando las temperaturas indicadas anteriormente y se agitan a intervalos cortos. Después de aproximadamente treinta minutos se podrá determinar el equilibrio de adsorción.
Filtración
Posteriormente, el carbón activado se filtra varias veces hasta que el líquido es transparente. Si es necesario, se añaden coadyuvantes de filtración; por ejemplo, harina fósil. El líquido transparente filtrado se enfría hasta temperatura ambiente.
Colorimetría
La comparación colorimétrica entre la solución de referencia y las muestras más o menos decoloradas proporcionan una serie de mediciones.
A partir de la relación cuantitativa entre dos carbones activados se consigue una comparación confiable de la relación precio/eficiencia y, por lo tanto, una evaluación económica de diferentes tipos de carbones activados.
Decoloración y purificación de aceites y grasas
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Decoloración y purificación de aceites y grasas con tierras decolorantes activadas y carbón activo.
Los aceites y las grasas vegetales contienen colores e impurezas derivados de carotenoides, clorofila, oxidación etc., que deben eliminarse para obtener un producto final de alta calidad. La tierra decolorante activada elimina los colores indeseados y otras impurezas como jabones, fosfolípidos, oxidaciones producidas por metales, mejorando el aspecto y el sabor del producto final. El carbón activado, por otro lado, tiene una doble función: además de eliminar los colores indeseados, es capaz de absorber los Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos (H.A.P.).
Carbonitalia comercializa, en toda el área mediterránea, tierra decolorante activada. Esta se obtiene de Bentonita y de Montmorilonite. Carbonitalia garantiza una atención particular durante el proceso de producción asegurando un producto final con una calidad constante. Todo eso incluye el proceso de activación con ácido sulfúrico, de lavado, de desecación y control de la granulometría. Las tierras activadas producidas tienen una levada superficie activa y porosidad para conseguir una correcta decoloración y velocidad de filtración para la mayoría de los aceites y grasas.
Las tierras decolorantes activadas producidas por Carbonitalia han sido desarrolladas para proporcionar al cliente un alto rendimiento y, por lo tanto, dosis más baja. Carbonitalia ofrece en el mercado una variedad de tierras decolorantes con diferente actividad y distribución granulométrica para adaptarse a diferentes sistemas de filtración y minimizar la retención de aceites en las tierras residuales.
Carbonitalia produce también tierras activadas con diferentes grados de acidez, con el fin de obtener una menor acidez residual del producto final, cuando se deben reducir los ácidos grasos libres, y una mayor acidez residual para aplicaciones donde se requieren propiedades catalíticas dadas por la superficie del ácido.
La tierra decolorante puede ser suministrada en distintos formatos de embalaje: empaquetadas en sacos pequeños apilados en pallet, sacones en pallet o a granel en camión cisterna.
En la planta de Carbonitalia de La Spezia, la tierra decolorante puede ser mezclada con carbón activado en polvo de alta actividad, especialmente utilizado para remover hidrocarburos policíclicos aromáticos de los aceites alimenticios. La tierra decolorante y el carbón activado pueden ser mezclados en diferente porcentaje según solicite el cliente, consiguiendo un producto final homogéneo.
Catálisis y quimiadsorción
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El carbón activado cataliza directamente algunas reacciones. Por esto, la porosidad y la superficie son factores esenciales y que deben ser seleccionados en función de la reacción de catalizar. Se puede también adaptar el carbón activado, granular o en polvo al tipo de reactor donde se tendrá lugar la catálisis, dependiendo del sistema a emplear (lecho fijo, móvil, fluido).
El poder catalítico se ejerce en un gran número de reacciones de isomerización, polimerización, oxidación, halogenación. El carbón activado también es utilizado como soporte catalítico, gracias a su gran área superficial. Su inercia química y su resistencia a las temperaturas elevadas aumentan aún más el interés hacia este particular empleo.
Cuando el carbón activado se impregna con diferentes metales, óxidos o sales metálicas, se convierte en un catalizador que no se aglomera y que se opone a una volatilización demasiado rápida del agente de impregnación. En algunos casos, actúa como promotor, aumentando la velocidad de reacción y permitiendo que esta tenga lugar a temperaturas más bajas, si es necesario.
El desarrollo de los procesos catalíticos en las industrias químicas ha aumentado el interés por los carbones activados en este campo de aplicación.
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