Filtro a carbone attivo

Recentemente, c'è stato un crescente interesse perfiltri a carbone attivo. E come spesso accade, intorno a questo argomento c’è molta ambiguità e semplificazione. Si sente spesso dire che “i filtri al carbone sono la panacea per tutto” o, al contrario, che “sono assolutamente inutili”. La realtà, come sempre, è da qualche parte nel mezzo. Vorrei condividere alcune osservazioni basate su tanti anni di esperienza e, forse, una serie di esperimenti falliti che hanno aiutato a capire meglio come utilizzare correttamente questa tecnologia.

Cosa fa realmente il carbone attivo?

Vorrei sfatare immediatamente un malinteso comune: non si tratta solo di "polvere nera". Il carbone attivo è un materiale con un'enorme superficie creata artificialmente. Questa vasta area gli consente di adsorbire, cioè attrarre e trattenere, molte sostanze diverse. Nel contesto della filtrazione dell'aria si parla di vari gas, odori, composti organici volatili (COV) e altri inquinanti.

È importante capire che l'adsorbimento non è assorbimento. Le molecole adsorbite vengono trattenute sulla superficie della struttura del carbonio a causa di varie forze fisiche e chimiche. Questo significa questofiltro a carbone attivoha una risorsa limitata e “si secca” nel tempo, perdendo la sua efficacia. Questo è uno dei fattori più spesso sottovalutati, secondo me.

Ad esempio, una volta producevamo filtri per purificare l'aria in una sala server. Inizialmente il risultato è stato eccellente: gli odori sgradevoli sono stati eliminati e il contenuto di COV è stato notevolmente ridotto. Ma dopo sei mesi, l’efficienza del filtro è diminuita drasticamente. Un'analisi dettagliata ha rivelato che l'adsorbente era completamente saturo di sostanze inquinanti. La semplice sostituzione del filtro non ha risolto il problema: era necessaria una prefiltrazione più aggressiva o la sostituzione periodica dello strato di carbone.

Tipi di carbone attivo e loro applicazioni

Non tutto il carbone attivo è uguale. Ne esistono diversi tipi, che differiscono per dimensione delle particelle, struttura porosa e metodo di lavorazione. Scegliere il tipo giustocarbone attivoè un fattore chiave per l’efficienza della filtrazione.

Ad esempio, per rimuovere gli odori nei filtri domestici, viene spesso utilizzato il carbone a struttura fine. E per rimuovere i gas nocivi negli ambienti industriali, dove la concentrazione di inquinanti è maggiore, viene utilizzato carbone con particelle più grandi e maggiore porosità. Collaboriamo spesso con l'istituto di ricerca sul condizionamento dell'aria del China Institute of Building Sciences per sviluppare filtri per una varietà di ambienti, dall'uso domestico alle applicazioni industriali. Questa esperienza ha dimostrato che non esiste un carbone “universale”.

Non sottovalutare l'importanza degli standard di qualità. Il carbone attivo deve soddisfare determinati requisiti specifici di superficie, porosità e composizione chimica. Il carbone economico, non prodotto utilizzando la stessa tecnologia, potrebbe non solo non fornire una filtrazione efficace, ma, al contrario, rilasciare sostanze nocive nell'aria.

Fattori che influenzano l'efficienzafiltro a carbone attivo

Oltre al tipo di carbone attivo, altri fattori che influenzano l’efficienza della filtrazione includono la portata dell’aria, l’umidità, la temperatura e la concentrazione di contaminanti. Ad esempio, con elevata umidità, le proprietà di adsorbimento del carbone potrebbero diminuire. Pertanto, in alcuni casi, è necessario prevedere una fase preliminare di asciugatura all'aria.

Nella nostra pratica, incontriamo spesso il problema del mancato rispetto della portata d'aria consigliata. Se il flusso è troppo lento, i contaminanti non hanno il tempo di entrare in contatto con l'adsorbente. Se il flusso è troppo veloce, il carbone non ha il tempo di assorbire efficacemente i contaminanti. Pertanto, quando si progettano sistemi di filtrazione, è necessario tenere conto di tutti questi fattori.

Un altro punto importante è la prefiltrazione. Prima che l'aria raggiunga il filtro al carbone, è necessario pulirlo da grandi particelle di polvere e sporco. Altrimenti il ​​carbone si intasa rapidamente, perdendo la sua efficacia. Utilizziamo filtri combinati che combinano prefiltri e filtri al carbone per fornire la massima protezione.

Esperienza con filtri alla formaldeide

Di particolare interesse è l'usocarbone attivoper rimuovere la formaldeide. Si tratta di un compito molto urgente, dato l’uso diffuso di pannelli truciolari e altri materiali contenenti formaldeide nell’industria dell’edilizia e del mobile. In questo caso è necessario carbonio con elevata capacità di adsorbimento della formaldeide. E, naturalmente, deve essere garantita una concentrazione sufficiente di questo carbonio nel filtro.

Abbiamo sviluppato filtri per purificare l'aria nelle aree residenziali dalla formaldeide. Sono stati effettuati diversi test e sembrava che l’efficacia del filtro dipendesse dalla superficie del letto di carbone e dalla portata del flusso d’aria. I risultati hanno mostrato che la portata d’aria ottimale è di 0,5 m3/h per unità di superficie dello strato di carbone. È questa modalità che consente il massimo assorbimento della formaldeide.

È importante notare che l'adsorbimento della formaldeide è un processo abbastanza lento. Pertanto, per raggiungere il grado di purificazione richiesto, è necessario un lungo tempo di funzionamento del filtro. E, naturalmente, è necessaria la sostituzione regolare del filtro.

Inoltre, va tenuto presente che l'assorbimento della formaldeide può essere accompagnato dal rilascio di altre sostanze. Pertanto, è importante utilizzare carbone di alta qualità e controllare la composizione dell'aria dopo la filtrazione.