Rimozione degli odori dal filtro a carbone attivo: cosa può e cosa non può fare
Viene utilizzato principalmente un filtro a carbone attivofiltrazione in fase-gassosa. Prende di mira gli odori, i COV e alcuni vapori chimici che i normali filtri antiparticolato non possono rimuovere.
Un pre-filtro standard o un filtro HEPA cattura le particelle. Polvere, polline, fibre, particelle di fumo e aerosol fini sono problemi legati alle particelle. L'odore e i COV sono diversi. Sono contaminanti in fase-gassosa, quindi necessitano di un meccanismo di filtraggio diverso.
I filtri a carbone attivo sono comunemente usati per:
•Riduzione generale degli odori
•Supporto per la rimozione dei COV
•Controllo del vapore dei solventi
•Controllo degli odori dell'inquinamento esterno
•Lucidatura degli odori di scarico
•Tutela dell'aria dei musei e degli archivi
•Trattamento aria aeroportuale ed edifici pubblici
•Controllo degli odori di laboratorio e di prodotti chimici leggeri
Ma il carbone attivo non rimuove tutti gli odori allo stesso modo.
Potrebbe avere prestazioni limitate rispetto ad alcuni gas a basso-peso molecolare-o altamente polari, a meno che il carbonio non venga trattato in modo speciale. La formaldeide, l'ammoniaca, i composti dello zolfo, i gas acidi e alcuni prodotti chimici industriali spesso lo richiedonocarbonio impregnatoo un mezzo chimico miscelato.
Per la rimozione degli odori dal filtro a carbone attivo, la scelta del mezzo è più importante del nome del prodotto.
Adsorbimento fisico vs adsorbimento chimico
Il carbone attivo funziona attraverso due meccanismi principali:assorbimento fisicoEadsorbimento chimico.
Non sono la stessa cosa.
Adsorbimento fisico
L'adsorbimento fisico avviene quando le molecole di gas vengono attratte dalla superficie del carbone attivo e trattenute all'interno della sua struttura porosa.
Il carbone attivo ha una superficie interna molto ampia. Questo è il motivo per cui può contenere molte molecole di odore all'interno dei media. L'adsorbimento fisico è utile per molti odori organici e COV, in particolare composti con dimensioni molecolari e affinità adeguate per il carbonio.
Esempi comuni includono:
Odori di solvente
Odori legati alla vernice-
Odori di carburante-come
Alcuni odori-legati alla cucina
Molti COV organici
Odori di fase gassosa-correlati al fumo-o al tabacco
Il problema è la capacità.
Una volta riempiti i pori del carbone, il filtro raggiunge la saturazione. Successivamente, la diffusione dell'odore può avvenire rapidamente. Un filtro al carbone saturo non continua a rimuovere gli odori solo perché l'aria lo attraversa ancora.
I nostri ingegneri spesso vedono gli acquirenti concentrarsi solo sulla dimensione del filtro. Per la filtrazione del gas, il peso del carbonio e il tempo di contatto sono generalmente più importanti.
Adsorbimento chimico
L'adsorbimento chimico, o chemisorbimento, comporta una reazione tra il gas e la superficie del mezzo trattato.
Ciò è spesso necessario per i gas che il semplice carbone attivo non gestisce bene.
Gli esempi includono:
•Formaldeide
•Gas acidi
•Ammoniaca
•Solfuro di idrogeno
•Alcuni composti dello zolfo
•Alcuni vapori chimici industriali
Per questi gas, potrebbe essere necessario impregnare il carbonio con sostanze chimiche specifiche o miscelarlo con altri mezzi. Il trattamento dipende dal contaminante bersaglio.
Ad esempio, un filtro per il controllo del gas acido può richiedere un mezzo impregnato alcalino. Un filtro per il controllo della formaldeide può richiedere carbone modificato o uno speciale adsorbente chimico. Un foglio di carbonio standard non deve essere venduto come soluzione per la rimozione della formaldeide senza dati di test.
Ecco dovefiltrazione chimica dell'ariadiventa più guidato dall'ingegneria-. I media devono corrispondere al gas.
Perché alcuni odori si diffondono più velocemente
La fuoriuscita di odori non significa sempre che il filtro sia difettoso. In molti casi, il filtro era sottodimensionato oppure era stato selezionato il materiale sbagliato.
I motivi più comuni sono:
Massa di carbonio insufficiente
Un sottile strato di carbonio può ridurre l’odore per un breve periodo, ma non può trattenere molto gas. Per odori più forti o esposizione continua a COV, il sistema necessita di più massa di carbonio.
Questo è il motivo per cui nei progetti commerciali vengono spesso utilizzati moduli a carbone-a letto profondo, filtri a carbone V-bank e vassoi a carbone ricaricabili.
Troppo flusso d'aria
La filtrazione del gas richiede tempo di contatto. Se l'aria passa attraverso il carbone troppo velocemente, le molecole dell'odore potrebbero non rimanere in contatto con il materiale abbastanza a lungo.
Una caduta di pressione ridotta è utile, ma non se il filtro diventa troppo sottile per assorbire il gas target.
Umidità elevata
L'umidità può competere con alcune molecole di gas per i siti di adsorbimento. Nei climi umidi o nelle aree di processo umide, le prestazioni del carbonio possono cambiare più rapidamente del previsto.
Ciò è particolarmente importante nel Sud-Est asiatico, nelle aree costiere del Medio Oriente e negli edifici industriali tropicali.
Tipo di carbonio sbagliato
Non tutto il carbone attivo è uguale.
La fonte di carbonio, la struttura dei pori, la dimensione del pellet, l'impregnazione, il numero di iodio, il peso del carbonio e il design del filtro influiscono tutti sulle prestazioni. Un filtro al carbone progettato per gli odori generici potrebbe non funzionare bene per i fumi chimici.
Nessuna protezione dalle particelle a monte
La polvere può bloccare le superfici in carbonio e ridurre la vita utile. Per la maggior parte dei sistemi HVAC, un filtro a carbone attivo deve essere protetto da un pre-filtro.
Una disposizione tipica può essere:
Pre-filtro → filtro a carboni attivi → filtro finale o sezione dell'aria di mandata
Carbonio a nido d'ape vs carbonio granulare
Gli acquirenti spesso chiedono se sia migliore il carbonio a nido d'ape o il carbonio granulare.
La risposta dipende dal sistema.
Carbone attivo a nido d'ape
I filtri al carbone a nido d'ape utilizzano una struttura rigida a nido d'ape. L'aria passa attraverso molti piccoli canali rivestiti o riempiti di materiale di carbonio.
Spesso vengono selezionati quando il progetto necessita di:
Caduta di pressione inferiore
Gestione più pulita
Meno polvere di carbonio
Profondità del filtro compatta
Buona distribuzione del flusso d'aria
Facile installazione in cornici in stile pannello-
Il carbonio a nido d'ape è comune nei purificatori d'aria, nelle unità di ventilazione, nei pannelli di controllo degli odori e nei sistemi HVAC compatti.
Non è sempre l'opzione con la capacità più-massima, perché il carico di carbonio può essere inferiore rispetto ai letti granulari profondi. Per carichi pesanti di COV, la massa di carbonio deve essere controllata attentamente.
Carbone attivo granulare
Il carbone attivo granulare utilizza granuli di carbone sfusi, pellet o vassoi pieni. Può fornire una massa di carbonio più elevata e un tempo di residenza più lungo se progettato con una profondità del letto sufficiente.
Viene spesso utilizzato per:
•Carico di COV più elevato
•Controllo degli odori industriali
•Progetti per grandi volumi d'aria
•Moduli di carbonio ricaricabili
•Sistemi di filtrazione chimica dell'aria
•Protezione presa d'aria esterna
Il compromesso è la caduta di pressione, il controllo della polvere, la tenuta e la movimentazione. I sistemi a carbone granulare scarsamente sigillati possono perdere aria di bypass. Il carbonio sciolto può anche creare polvere se la struttura non è progettata bene.
Confronto rapido
| Articolo | Carbonio a nido d'ape | Carbonio granulare |
|---|
| Struttura | Canali rigidi a nido d'ape | Granuli o pellet sfusi |
| Caduta di pressione | Di solito più basso | Spesso più alto, a seconda della profondità del letto |
| Massa di carbonio | Limitato dal design a nido d'ape | Può essere più alto con il letto profondo |
| Gestione | Più pulito e più facile | Richiede una migliore sigillatura e contenimento |
| Miglior utilizzo | Controllo degli odori compatto, purificatori d'aria, pannelli HVAC | Maggiore-carico di COV e filtraggio chimico |
| Rischio principale | Massa di carbonio insufficiente | Perdite di bypass, polvere, maggiore resistenza |
Un buon filtro per la rimozione dei COV non viene scelto solo dalla struttura. Viene scelto in base al tipo di contaminante, al flusso d'aria, alla massa di carbonio e alla durata di servizio prevista.
Filtrazione chimica dell'aria negli edifici pubblici
Il carbone attivo e i mezzi chimici sono ampiamente utilizzati negli edifici pubblici dove il comfort, la qualità dell'aria e la protezione delle risorse sono importanti.
Ecco tre situazioni comuni di progetto.
•Terminal aeroportuali
Gli aeroporti devono far fronte all'inquinamento esterno, ai gas di scarico dei veicoli, agli odori-correlati al carburante, agli odori dei punti ristoro, ai gas di scarico dei bagni e all'elevata densità di passeggeri.
In questi sistemi i filtri a carboni attivi possono essere utilizzati in:
•Unità di aspirazione aria esterna
Sezioni di controllo degli odori dell'aria di ritorno
Trattamento degli scarichi delle sale fumatori, ove previsto
•Scarico del bagno o dell'area dei rifiuti
Sale VIP e aree commerciali
La scelta del filtro solitamente deve bilanciare la riduzione degli odori e la caduta di pressione. I team di manutenzione si preoccupano anche degli intervalli di sostituzione perché i sistemi HVAC aeroportuali spesso funzionano per lunghe ore.
Per questi progetti, solitamente consigliamo di confermare:
Fonte dell'odore target
Volume d'aria
Profondità del filtro
Tipo di carbonio
Resistenza iniziale
Spazio di installazione disponibile
Accesso sostitutivo
Musei e archivi
I musei hanno una preoccupazione diversa. Non stanno solo proteggendo le persone. Stanno proteggendo le collezioni.
Dipinti, carta, tessuti, fotografie, metalli e oggetti storici possono essere sensibili agli inquinanti atmosferici. È possibile utilizzare carbone attivo o miscele chimiche per ridurre determinati contaminanti in fase gassosa- nelle gallerie, nei magazzini e nelle aree protette.
Per queste applicazioni sono importanti un flusso d'aria stabile e una gestione pulita dei fluidi. La polvere di carbonio dovrebbe essere controllata. Il sistema potrebbe anche necessitare di filtrazione del particolato a monte e a valle.
Una tipica catena di filtrazione può includere:
Pre-filtro → filtro per particelle fini → filtro a carbone attivo o chimico → stadio di protezione finale
La struttura esatta dipende dal rischio di raccolta, dalla progettazione HVAC e dal metodo di monitoraggio.
Non utilizzare gli standard delle particelle per giudicare la rimozione degli odori
MERV, ISO 16890 ed EN 779 sono utilizzati per la filtrazione delle particelle. Aiutano a classificare i filtri in base alle prestazioni di cattura delle particelle.
Non ti dicono quanto bene un filtro rimuove i COV o gli odori.
Un filtro MERV 13 può catturare bene le particelle fini, ma non rimuoverà l'odore della fase gassosa-a meno che non siano inclusi carbone o sostanze chimiche. Un filtro HEPA può essere eccellente per le particelle, ma i filtri HEPA non assorbono la maggior parte dei gas.
Per quanto riguarda le prestazioni della fase-gas, gli acquirenti devono considerare il tipo di carbonio, la massa media, il gas target, il tempo di permanenza e i dati dei test disponibili. Per i test formali in fase-gas, la norma ISO 10121 è più rilevante degli standard-solo per le particelle.
Cosa verificare prima di acquistare un filtro a carbone attivo
Prima di richiedere un preventivo, invia qualcosa di più della semplice dimensione del filtro.
Per una raccomandazione affidabile, il nostro team di ingegneri richiede solitamente:
Odore o tipo di gas target
Volume dell'aria o velocità facciale
Dimensioni del filtro e profondità disponibile
Fonte di odore continua o intermittente
Applicazione con aria interna o esterna
Temperatura e umidità
Limite di caduta di pressione richiesto
Tipo di filtro e foto esistenti
Intervallo di sostituzione previsto
Documenti richiesti o rapporti di prova
Paese di destinazione e standard di progetto
Per progetti OEM e di sostituzione, possiamo abbinare pannelli al carbonio, filtri al carbone a nido d'ape, moduli al carbone ricaricabili e filtri compositi in base alla struttura dell'apparecchiatura.