Węgiel aktywny
Na czym polega filtracja węglem aktywnym?
Filtracja węglem aktywnym (adsorpcja) jest niezwykle skutecznym sposobem na walkę z gazowymi zanieczyszczeniami powietrza. Jest on znanym od dawna adsorbentem, który znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach, nawet tak nieoczywistych jak medycyna czy akwarystyka.
Do oczyszczania powietrza stosuje się filtry węglowe o maksymalnie rozwiniętej powierzchni. Aby uzyskać wysoką skuteczność filtracji, należy stosować odpowiedni węgiel w odpowiedniej ilości a wszystko w zależności od rodzaju związków i wielkości strumienia powietrza.
Kiedy filtr węglowy jest niezbędny?
Oddychanie powietrzem złej jakości ma negatywny wpływ na zdrowie i samopoczucie. Tak jak nie pijemy brudnej wody, co już jest dla wszystkich oczywiste, tak nie powinniśmy godzić się na konieczność oddychania brudnym powietrzem. Jednym ze sposobów na walkę z uciążliwymi zapachami czy substancjami chemicznymi są filtry węglowe. Ważne jest, aby określić, w jakim celu będziesz stosował filtr. Jeżeli chcesz usunąć z powietrza szkodliwe pyły, skorzystaj ze filtrów przeciwpyłowych.
Filtr węglowy będzie niezbędny jeśli problemem są: przykre zapachy, gazy, niepożądane opary.
Jeżeli chcesz usunąć z powietrza niepożądane gazy stosuj filtry węglowe. Nie wiesz jakie? Czytaj niżej lub skontaktuj się z nami.
Wszystko, co musisz wiedzieć o węglu aktywnym i filtrach węglowych
Co to jest filtr węglowy?
Filtr węglowy to nic innego jak węgiel aktywny umieszczony w obudowie. Ze względu na specyfikę węgla (jego sypkość) musi się on w czymś utrzymać. Tak więc filtr węglowy to wszelkiego rodzaju wyroby, urządzenia w których znajduje się węgiel aktywny, a przez które może swobodnie przepłynąć powietrze (gazy) lub ciecz.
Co to jest węgiel aktywny? A może aktywowany?
To substancja składająca się z węgla pierwiastkowego w formie bezpostaciowej.
albo
przetworzone amorficzne materiały węglowe charakteryzujące się mikrokrystaliczną
strukturą, wysokim stopniem porowatości i rozwiniętą powierzchnią.
Czyli?
Węgiel poddany działaniu pary wodnej i dwutlenku węgla o temperaturze ponad 900°C. Porowata substancja, która może zbierać i zatrzymywać związki chemiczne, zwane Lotnymi Związkami Organicznymi na swojej powierzchni.
Ale, że co?
Węgiel aktywny powstaje z torfu, węgla brunatnego, węgla kamiennego, antracytu, materiału drzewnego (drewna, węgla drzewnego, trocin, odpadów przemysłu papierniczego), kości ale i ze skorup kokosowych i innych orzechów oraz z pestek. Taki materiał podgrzewa się bez dostępu powietrza do temperatury ok 800°C. Następuje tzw. karbonizacja lub piroliza. W ten sposób uchodzą z materiału części lotne (wilgoć, żywice) a zostaje sam karbonizat czyli czysty węgiel.
Prawie czysty. (88% węgla C; 0,5% wodoru H; 0,5% azotu N; 1% siarki S i 6-7% tlenu O; reszta to nieorganiczny popiół).
Aktywacja, w ten sposób uzyskanego węgla, poprzez oddziaływanie parowo – gazowe powoduje zwiększenie powierzchni, uporządkowanie warstw i „posprzątanie” struktur karbonizatu.
Jednym słowem tworzymy w nim dziurki i zwiększamy powierzchnię czynną.
I dopiero taki produkt jest stosowany w filtrach węglowych.
Im węgiel aktywny jest lżejszy w stosunku do swojej objętości, tym produkt doskonalszy. 1 litr węgla aktywnego, który waży 500g będzie dużo skuteczniej filtrował niż 1 litr węgla, który waży 750g. A to dlatego, że w węglu aktywnym lżejszym jest więcej ścianek (dziurek i korytarzy) niż w węglu cięższym. Węgiel aktywny łączy się z LZO na zasadzie kondensacji. W wielkim powiększeniu i uproszczeniu, wygląda to jak oszroniona szklanka z zimnym napojem w słoneczny dzień.
I dlatego powierzchnia ma tak wielkie znaczenie.
Podstawowe rodzaje węgla aktywnego.
Węgiel aktywny formowany. Ma postać pałeczek. Różnego rozmiaru.
Węgiel aktywny granulowany. Również różny rozmiar. Wygląda jak pokruszony.
Węgiel aktywny pylisty. Pył. Drobny. I jeszcze drobniejszy
Adsorpcja czy Absorpcja?
Choć te dwa pojęcia brzmią podobnie, oznaczają dwa zupełnie różne sposoby pochłaniania substancji. Zarówno adsorpcja, jak i absorpcja polegają na zatrzymywaniu cząsteczek, ale robią to w inny sposób i mają różne zastosowania.
Adsorpcja to proces, w którym cząsteczki gazów, par lub cieczy osadzają się na powierzchni innego materiału. Dobrym i łatwym do zrozumienia przykładem jest rosa osadzająca się na zimnej szklance piwa w upalny dzień – para wodna z powietrza nie wnika do środka szkła, tylko zatrzymuje się na jego powierzchni. Podobnie działa węgiel aktywny – ma ogromną powierzchnię wewnętrzną, na której osadzają się cząsteczki zapachów, lotnych związków organicznych (LZO) czy innych zanieczyszczeń. Dlatego adsorpcja jest podstawą działania filtrów powietrza, pochłaniaczy zapachów czy systemów oczyszczania gazów przemysłowych.
Absorpcja przebiega inaczej – tutaj substancja wnika do wnętrza materiału i rozchodzi się w jego objętości. Dobrym przykładem jest żel pochłaniający wilgoć, który często spotykamy w opakowaniach butów czy elektroniki. Gdy w powietrzu pojawia się para wodna, żel nie zatrzymuje jej tylko na swojej powierzchni – „wciąga” ją do środka i tam magazynuje.
Podsumowując:
Adsorpcja – substancja zatrzymuje się na powierzchni (jak rosa na zimnej szklance piwa albo cząsteczki zapachów na węglu aktywnym).
Absorpcja – substancja wnika do wnętrza materiału (jak para wodna pochłaniana przez żel pochłaniający wilgoć).
W oczyszczaniu powietrza i neutralizacji zapachów kluczową rolę odgrywa właśnie adsorpcja. Dzięki niej można skutecznie usuwać szkodliwe lub nieprzyjemne substancje z otoczenia – bez konieczności używania dodatkowej chemii.
Do czego służą filtry węglowe?
Filtry węglowe służą do oczyszczania, odbarwiania, wyłapywania zanieczyszczeń, które występują w formie gazowej w powietrzu lub rozpuszczonej w wodzie.
Jeżeli chcemy złapać:
- odparowany rozpuszczalnik w powietrzu czyli LZO
- zapach drożdży w doskonałym bimbrze,
- niebieską poświatę w denaturacie,
- zapach wędzonki lub palonego plastiku z komina sąsiada,
Do oczyszczania powietrza (par lub gazów) wykorzystuje się głównie węgiel aktywny formowany. Ma postać „pałeczek”. Stosując ten węgiel aktywny do filtrów powietrza, uzyskuje się dużo mniejsze spadki ciśnienia niż stosując węgiel aktywny granulowany.(Choć zdarza się, że węgiel granulowany w dużym rozmiarze jest stosowany do oczyszczania powietrza).
Natomiast wszędzie tam, gdzie rozmiar filtra jest niewielki, przepływ powietrza powolny a jego skuteczność mimo to musi być wysoka (np. maski przeciwgazowe), stosuje się węgiel aktywny formowany o granulacji 1, 2 mm lub właśnie drobny węgiel granulowany. Taki drobny węgiel aktywny jest bardzo mocno i szczelnie ubity w złożu, co wiąże się ze znacznym spadkiem ciśnienia na nim dla większych przepływów.
Z jakich związków oczyszcza filtr węglowy? Czyli na co działa węgiel aktywny.
Węgiel aktywny „łapie” Lotne Związki Organiczne zwane LZO lub VOC (Volatile Organic Compounds) Czyli związki chemiczne, które w swoim wzorze sumarycznym mają węgiel C. np. C2H2Cl4 czyli czterochloroetan.
Zjawisko sorpcji, jakie zachodzi w takim przypadku, nosi nazwę adsorpcji fizycznej – fizysporpcji. „Węgiel przykleja się do węgla”
Można również zastosować węgiel aktywny do oczyszczania powietrza ze związków nieorganicznych. Takim związkiem jest amoniak NH3, siarkowodór H2S. W takim przypadku w filtrze węglowym należy zastosować węgiel aktywny impregnowany. Sorpcja na węglu impregnowanym nazywa się adsorpcją chemiczną czyli chemisorpcją.
Oczywiście są wyjątki. Alkohole. C2H5OH. Popularny spirytus. Związek organiczny. A przelatuje przez węgiel. Oczyszcza się go na węglu aktywnym granulowanym. Alkohol przelatuje a w węglu zostają tylko zanieczyszczenia inne niż alkohol.
Dodatkowo związki, których temperatura wrzenia jest niższa niż 80-90°C też w temperaturze pokojowej się na węglu nie złapią. Taki aceton. Związek organiczny C3H6O, ale temperatura wrzenia 56°C i nic z tego nie będzie.
Lista większości niemetanowych związków organicznych (LZO)
| l.p. | Nazwa | Synonimy | Wzór sumaryczny | Numer CAS | Temp. wrzenia | Gęstość |
|---|
Od czego zależy ilość użytego węgla aktywnego w filtrze węglowym?
Węgiel aktywny magazynuje w sobie Lotne Związki Organiczne. Tak jak worek odkurzacza magazynuje „Stałe Zanieczyszczenia Wszelakie”. Rozmiar worka i ilość Zanieczyszczeń pozwalają określić żywotność i kiedy będzie trzeba wymienić worek w odkurzaczu, tak ilość zastosowanego węgla aktywnego oraz ilość dostarczanego do niego LZO pozwoli określić żywotność. Można przyjąć, że 1 kg węgla aktywnego pozwala zmagazynować od 300 do 600 gram LZO.
Dlaczego taki rozrzut?
- Bo w węglu są dziurki i dziury i korytarze. Czyli mezopory, mikropory i makropory. W przypadku adsorbcji Lotnych Związków Organicznych cała powierzchnia owych kanalików i dziurek stanowi miejsce gromadzenia tychże związków. Niestety w owe dziurki i kanaliki bardzo często (przy słabej filtracji przeciwpyłowej) zamiast LZO wpadają zanieczyszczenia stałe. Rozmiary mikroporów, mezoporów i makroporów wahają się od 2nm (i mniej) do 50 nm (a często i do 2000 nm). 2 nm to 0,002 mikrona, 50 nm to 0,05 mikrona. Rozmiar wirusów waha się w granicach 0,06 do 0,14 mikrona. A większe zanieczyszczenia zapychają jeszcze bardziej. I dlatego zdolność magazynowania LZO zależy od zanieczyszczeń pyłowych.
Bo węgiel lubi jak jest czysto. - Każdy związek ma swój rozmiar. A w węglu jest określona liczba małych i dużych komór.
Duże związki nie wpadną do małej komory. Złapiemy ich więc mniej I dlatego zdolność magazynowania LZO zależy od rodzaju związków.
Bo węgiel lubi wiedzieć co będzie łapał. - Każdy związek ma swoją temperaturę wrzenia. I w związku z tym łapie się na węglu lepiej lub gorzej. Czyli znowu złapiemy go mniej lub więcej. I dlatego zdolność magazynowania LZO zależy od temperatury.
Bo węgiel lubi jak jest zimno - Woda też ma wpływ. Większa wilgotność czyli bardziej mokry węgiel aktywny to mniej miejsca na Lotne Związki Organiczne. I dlatego zdolność magazynowania LZO zależy od wilgotności.
Bo węgiel lubi jak jest sucho.
Produkty
Węgiel aktywny ogrodniczy
Naturalne i skuteczne wsparcie dla roślin w ogrodzie i doniczkach. Poprawia strukturę gleby, napowietrza ją, zatrzymuje wilgoć i oczyszcza z toksyn oraz nadmiaru nawozów. Dzięki pochodzeniu z drewna jest ekologiczny, bezpieczny i biodegradowalny – wzbogaca ziemię w cenne minerały, takie jak wapń, magnez czy potas.
Doskonały do mieszania z ziemią, kompostowania lub ukorzeniania roślin w wodzie. Sprawdza się lepiej niż keramzyt – nie tylko spulchnia podłoże, ale też realnie wpływa na zdrowie roślin. Dostępny w różnych formach: pył, granulki, pałeczki – wybierz idealny wariant dla swojego ogrodu.
