Adsorbenti economici: esempi e applicazioni? 

Adsorbenti economici: esempi e applicazioni?

Quando si parla di adsorbenti economici, spesso si pensa subito alla bassa qualità. Non è sempre così. A volte parliamo di materiali convenienti che, in determinate condizioni, non funzionano peggio degli analoghi costosi, ma in alcuni casi il loro utilizzo è l'unica opzione economicamente praticabile. La chiave è capire cosa è “economico” per un'applicazione specifica: prezzo basso per chilogrammo o costo basso per volume unitario di materiale contaminato? Queste sono cose diverse e la confusione qui porta a spese inutili. L'ho riscontrato io stesso quando abbiamo acquistato una tonnellata del carbone più conveniente ad un prezzo, ma si è rivelato poco poroso per la nostra emissione di vapori di solvente, abbiamo dovuto cambiarlo tre volte più spesso: il risparmio si è trasformato in una perdita.

Cos'è generalmente considerato un adsorbente economico?

Qui dobbiamo separarci. Innanzitutto, si tratta di materiali naturali o sottoprodotti che richiedono una lavorazione minima:carboni attivia base di scarti di legno o conchiglie, alcune zeoliti, segatura, torba, cenere. Il loro prezzo è spesso determinato dalla logistica e non dalla tecnologia di produzione stessa. In secondo luogo, si tratta di adsorbenti rigenerabili, dove il costo per ciclo diventa basso. Ad esempio, il gel di silice o alcune zeoliti che possono essere essiccate. E in terzo luogo, si tratta di prodotti specializzati ma prodotti in serie, come l'ossido di alluminio o semplici resine a scambio ionico per la pulizia grossolana.

Un punto importante è che l’ambito di applicazione esclude immediatamente molte opzioni. Per ripulire le fuoriuscite di petrolio sul posto, è più economico ed efficace utilizzare torba o segatura impregnata con una composizione idrofobica piuttosto che utilizzare materiale sintetico altamente poroso. Ma per la post-purificazione dell'acqua potabile utilizzando un filtro municipale, l'economicità del carbone ricavato dai gusci di cocco può essere condizionata: sono necessari certificati rigorosi e qui sorge la questione dell'affidabilità del fornitore.

A volte anche gli adsorbenti esausti di altri settori sono considerati economici. Diciamo, un supporto per catalizzatore esaurito a base di ossido di alluminio. Puoi provare a usarlo per l'assorbimento di metalli pesanti dalle acque reflue. Ma questa è sempre una lotteria: bisogna conoscere esattamente la storia del materiale, altrimenti invece di pulire si può ottenere una contaminazione secondaria. Una volta l'abbiamo provato con la zeolite dei rifiuti: la porosità sembrava essere preservata, ma l'analisi ha mostrato composti organoclorurati residui, quindi abbiamo dovuto abbandonare questa idea.

Esempi pratici: cosa funziona e dove

Prendiamo i classici -carbone attivoAG-3 o suoi analoghi. Il carbone è economico e prodotto in grandi quantità. Ideale per catturare i vapori organici nei sistemi di ventilazione degli impianti di verniciatura, dove le concentrazioni non sono proibitive, ma i requisiti per le concentrazioni massime ammissibili sono severi. Il suo vantaggio è che può essere rigenerato soffiando con vapore caldo, anche se con una perdita di attività. Lo abbiamo fatto in uno degli stabilimenti: il ciclo di adsorbimento è di 2-3 settimane, quindi la rigenerazione. Dopo 5-6 cicli, il carbone veniva ancora cambiato, ma il costo totale di gestione era notevolmente diminuito.

Un altro esempio sono le argille bentonitiche. Un materiale molto economico per creare schermi impermeabili nelle discariche o per l'assorbimento di ioni di metalli pesanti sotto forma di sospensione. Ma c’è una sfumatura: la sua capacità di assorbimento dipende fortemente dal pH dell’ambiente. Nelle acque reflue acide potrebbe difficilmente funzionare, ma nelle acque reflue neutre può dare buoni risultati. È sempre necessario effettuare prima i test su un ambiente reale e non su una soluzione modello.

Ceneri volanti provenienti da centrali termoelettriche. Quasi uno spreco, il costo è contenuto. La ricerca e la nostra esperienza dimostrano che può assorbire abbastanza bene, ad esempio, i fenoli o alcuni coloranti. Ma il problema è l’eterogeneità: la composizione delle ceneri varia a seconda del carbone bruciato e della stagione. Se non c’è stabilità, non esiste alcun processo tecnologico prevedibile. Pertanto non viene utilizzato per compiti critici, ma per la depurazione locale di alcune acque di lavaggio a composizione variabile, talvolta viene utilizzato come soluzione temporanea.

Limitazioni e costi nascosti

L’errore più grande è guardare solo il prezzo per bagaglio. Un adsorbente economico spesso ha una bassa resistenza meccanica. Lo stesso carbone granulato ricavato dai gusci di noce è più resistente di quello del legno, ma anche più costoso. Il carbone economico in un letto mobile o in un filtro di controlavaggio si riduce rapidamente in polvere, il che diventa quindi un problema. È necessario installare trappole aggiuntive per questa polvere, il che annulla il risparmio iniziale.

Il secondo punto è la capacità. Il materiale economico può avere una superficie specifica più piccola. Ciò significa che deve avere un peso maggiore, essere cambiato più spesso e un volume di rifiuti maggiore. Lo smaltimento dell'adsorbente esaurito è una voce di costo separata e, se è anche classificato come rifiuto pericoloso (ad esempio, dopo l'assorbimento di metalli pesanti), il costo del suo smaltimento può essere molte volte superiore al costo del materiale stesso.

Il terzo aspetto è la selettività. Gli adsorbenti economici e ad ampio spettro spesso “afferrano” tutto, compreso ciò che non ha bisogno di essere assorbito. Di conseguenza, la loro capacità per il componente target diminuisce drasticamente. Ad esempio, quando si purificano le acque sotterranee dagli idrocarburi clorurati, il carbone attivo economico può rapidamente intasarsi con le sostanze organiche naturali (umati) presenti nell'acqua. E invece di fatturare mesi, lavorerà per settimane.

Caso: applicazione nella depurazione dei gas

Esisteva un progetto per catturare i vapori di solventi volatili (acetone, toluene) in una piccola produzione di mobili. Il cliente lo voleva il più economico possibile. Abbiamo considerato l'opzione di utilizzare la zeolite NaA domestica: il prezzo è interessante. Ma i modelli e i dati del passaporto hanno mostrato che per il vapore acqueo, anch’esso abbondante nelle emissioni, ha un’affinità ancora maggiore che per la materia organica. Cioè, si saturerà rapidamente di umidità e smetterà di funzionare sui componenti target.

Abbiamo optato per un compromesso: non il carbone impregnato importato più costoso, ma con un tempo di ciclo chiaramente calcolato e un sistema per pre-essiccare l'aria utilizzando un semplice metodo di refrigerazione. Sì, abbiamo dovuto aggiungere un'unità di essiccazione, ma ciò ha reso possibile aumentare il ciclo di inter-rigenerazione del carbone di 4 volte rispetto all'utilizzo della zeolite economica senza essiccazione. Alla lunga il sistema si è rivelato più economico. Questo è un tipico esempio in cui l'economicità immediata del materiale porta a un vicolo cieco.

Esperienza interessante con l'aziendaChengdu Yizhi Technology Co.. Sulla loro risorsayzkjhx.ruMi sono imbattuto in informazioni su assorbenti modificati economici a base minerale.Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd. è un istituto di design fondato da Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd.e spesso lavorano sulla personalizzazione degli adsorbenti per emissioni o effluenti specifici.