Filtro de carvão ativado

Recentemente, tem havido um interesse crescente emfiltros de carvão ativado. E como muitas vezes acontece, há muita ambiguidade e simplificação em torno deste tema. Muitas vezes você ouve que “um filtro de carbono é uma panacéia para tudo” ou, inversamente, que “eles são absolutamente inúteis”. A realidade, como sempre, está em algum lugar no meio. Gostaria de compartilhar algumas observações baseadas em muitos anos de experiência e, talvez, em uma série de experimentos malsucedidos que ajudaram a entender melhor como usar adequadamente esta tecnologia.

O que o carvão ativado realmente faz?

Gostaria de dissipar imediatamente um equívoco comum – isto não é apenas “poeira preta”. O carvão ativado é um material com uma enorme área superficial criada artificialmente. Essa grande área permite adsorver, ou seja, atrair e reter muitas substâncias diferentes. No contexto da filtragem do ar, estamos falando de diversos gases, odores, compostos orgânicos voláteis (COV) e outros poluentes.

É importante entender que adsorção não é absorção. As moléculas adsorvidas são mantidas na superfície da estrutura de carbono devido a várias forças físicas e químicas. Isso significa quefiltro de carvão ativadotem recurso limitado e “seca” com o tempo, perdendo eficácia. Este é um dos fatores mais subestimados, na minha opinião.

Por exemplo, certa vez produzimos filtros para purificar o ar em uma sala de servidores. Inicialmente, o resultado foi excelente - os odores desagradáveis ​​foram eliminados e o teor de VOC foi visivelmente reduzido. Mas depois de seis meses, a eficiência do filtro caiu drasticamente. Uma análise detalhada revelou que o adsorvente estava completamente saturado de poluentes. A simples substituição do filtro não resolveu o problema - era necessária uma pré-filtração mais agressiva ou uma substituição periódica da camada de carbono.

Tipos de carvão ativado e suas aplicações

Nem todo carvão ativado é criado da mesma forma. Existem diferentes tipos, diferindo no tamanho das partículas, estrutura porosa e método de processamento. Escolhendo o tipo certocarvão ativadoé um fator chave na eficiência da filtração.

Por exemplo, para remover odores em filtros domésticos, costuma-se usar carbono com uma estrutura fina. E para remover gases nocivos em ambientes industriais, onde a concentração de poluentes é maior, utiliza-se carvão com partículas maiores e maior porosidade. Colaboramos frequentemente com o instituto de pesquisa de ar condicionado do Instituto Chinês de Ciências da Construção para desenvolver filtros para uma variedade de ambientes, desde uso doméstico até aplicações industriais. Esta experiência mostrou que não existe carvão “universal”.

Não subestime a importância dos padrões de qualidade. O carvão ativado deve atender a determinados requisitos específicos de área superficial, porosidade e composição química. O carvão barato, não produzido com a mesma tecnologia, pode não apenas não fornecer uma filtragem eficaz, mas, pelo contrário, liberar substâncias nocivas no ar.

Fatores que influenciam a eficiênciafiltro de carvão ativado

Além do tipo de carvão ativado, outros fatores que afetam a eficiência da filtração incluem taxa de fluxo de ar, umidade, temperatura e concentração de contaminantes. Por exemplo, em alta umidade, as propriedades de adsorção do carvão podem diminuir. Portanto, em alguns casos, é necessário prever uma etapa preliminar de secagem ao ar.

Em nossa prática, muitas vezes encontramos o problema do não cumprimento da vazão de ar recomendada. Se o fluxo for muito lento, os contaminantes não terão tempo de entrar em contato com o adsorvente. Se o fluxo for muito rápido, o carbono não terá tempo para adsorver eficazmente os contaminantes. Portanto, ao projetar sistemas de filtração, todos esses fatores devem ser levados em consideração.

Outro ponto importante é a pré-filtração. Antes que o ar chegue ao filtro de carbono, ele deve ser limpo de grandes partículas de poeira e sujeira. Caso contrário, o carvão obstrui-se rapidamente, perdendo a sua eficácia. Usamos filtros combinados que combinam pré-filtros e filtros de carbono para fornecer proteção máxima.

Experiência com filtros de formaldeído

De particular interesse é o usocarvão ativadopara remover formaldeído. Esta é uma tarefa muito urgente, dada a utilização generalizada de aglomerados e outros materiais contendo formaldeído na indústria da construção e do mobiliário. Neste caso, é necessário carbono com alta capacidade de adsorção de formaldeído. E, claro, deve ser garantida uma concentração suficiente deste carbono no filtro.

Desenvolvemos filtros para purificar o ar em áreas residenciais do formaldeído. Vários testes foram realizados e parecia que a eficácia do filtro dependia da área superficial do leito de carbono e da vazão de ar. Os resultados mostraram que a vazão de ar ideal é de 0,5 m3/h por unidade de área da camada de carvão. É este modo que permite a máxima adsorção de formaldeído.

É importante notar que a adsorção de formaldeído é um processo bastante lento. Portanto, para atingir o grau de purificação necessário, é necessário um longo tempo de operação do filtro. E, claro, é necessária a substituição regular do filtro.

Além disso, deve-se levar em consideração que a adsorção do formaldeído pode ser acompanhada pela liberação de outras substâncias. Portanto, é importante utilizar carbono de alta qualidade e controlar a composição do ar após a filtração.