¿Cómo funciona el carbón activado catalítico?

¡Hola! soy proveedor deCarbón activado catalítico, y estoy muy emocionado de compartir contigo cómo funciona este material increíble. El carbón activado catalítico es como un superhéroe en el mundo de la purificación y la protección del medio ambiente. Tiene algunos trucos muy interesantes bajo la manga y te los voy a desglosar todos.

¿Qué es el carbón activado catalítico?

Primero lo primero, hablemos de qué es realmente el carbón activado catalítico. Es un tipo especial de carbón activado que ha sido mejorado con propiedades catalíticas. El carbón activado, en general, es un material poroso con una gran superficie. ¡Un solo gramo puede tener una superficie de más de 1000 metros cuadrados! Es como un campo de fútbol encerrado en un pequeño trozo de carbono.

Esta alta superficie permite que el carbón activado absorba todo tipo de impurezas. La adsorción es diferente de la absorción. En la absorción, una sustancia se introduce dentro de otra sustancia, como una esponja que absorbe agua. En la adsorción, las moléculas se adhieren a la superficie del material. Por lo tanto, el carbón activado normal es excelente para captar cosas como olores, colores y algunos productos químicos con solo hacer que se adhieran a su superficie.

Pero el carbón activado catalítico va un paso más allá. Se le añaden agentes catalíticos. Estos agentes son como pequeños ayudantes químicos que pueden acelerar las reacciones químicas. Pueden convertir sustancias nocivas en otras menos dañinas o incluso inofensivas.

¿Cómo funciona?

Adsorción

El primer paso en el funcionamiento del carbón activado catalítico es la adsorción. Cuando un gas o líquido que contiene impurezas entra en contacto con el carbono, las impurezas son atraídas hacia la superficie del carbono. La estructura porosa del carbono proporciona muchos rincones y recovecos donde estas moléculas quedan atrapadas.

Piense en ello como una red grande y pegajosa. Las impurezas son los pececitos que nadan y el carbono es la red que los atrapa. Cuanto más poroso es el carbono, más peces (impurezas) puede capturar. Por eso es tan importante la gran superficie del carbón activado. Da más espacio para que se adhieran las impurezas.

Por ejemplo, si tiene una corriente de gas que contiene algunos compuestos orgánicos volátiles (COV), las moléculas de COV serán atraídas hacia la superficie del carbón activado catalítico y serán adsorbidas. Esto ayuda a limpiar el gas eliminando estos químicos dañinos.

Catálisis

Una vez que las impurezas se absorben en la superficie del carbón, entran en juego los agentes catalíticos. Estos agentes pueden desencadenar reacciones químicas que cambian la naturaleza de las sustancias adsorbidas.

Digamos que tienes un gas que contiene sulfuro de hidrógeno (H₂S), que es un gas muy maloliente y tóxico. Cuando las moléculas de H₂S se adsorben en el carbón activado catalítico, los agentes catalíticos pueden provocar una reacción en la que el H₂S se convierte en azufre y agua. El azufre es un sólido que permanece en el carbón y el agua es un subproducto inofensivo que se puede eliminar fácilmente.

Los agentes catalíticos actúan reduciendo la energía de activación de la reacción química. La energía de activación es como una colina que las moléculas reactivas tienen que escalar para convertirse en productos. Los agentes catalíticos hacen que la colina sea más pequeña, por lo que la reacción puede ocurrir más fácil y rápidamente.

Reacciones de oxidación y reducción.

Muchas de las reacciones que ocurren en la superficie del carbón activado catalítico son reacciones de oxidación - reducción (redox). En una reacción de oxidación, una sustancia pierde electrones y en una reacción de reducción, una sustancia gana electrones.

Por ejemplo, en el caso de eliminar óxidos de nitrógeno (NOₓ) de una corriente gaseosa, el carbón activado catalíticamente puede facilitar una reacción redox. Las moléculas de NOₓ se reducen a gas nitrógeno (N₂), que es un componente inofensivo del aire, y oxígeno. Esta es una excelente manera de reducir la contaminación del aire causada por emisiones industriales.

Aplicaciones del carbón activado catalítico

Purificación de aire

Una de las aplicaciones más comunes del carbón activado catalítico es la purificación del aire. Puede utilizarse en filtros de aire para hogares, oficinas e instalaciones industriales. En entornos industriales, puede eliminar gases nocivos como COV, NOₓ y H₂S del aire de escape antes de que se libere al medio ambiente.

Por ejemplo, en una fábrica de pinturas hay muchos COV en el aire. Mediante el uso de filtros de carbón activado catalítico, estos COV se pueden eliminar, lo que hace que el aire sea más seguro para los trabajadores y reduce el impacto ambiental.

Tratamiento de agua

El carbón activado catalítico también se utiliza en el tratamiento del agua. Puede eliminar contaminantes orgánicos, metales pesados ​​y cloro del agua. En una planta de tratamiento de agua, el agua puede pasar a través de un lecho de carbón activado catalítico. Las impurezas del agua son adsorbidas y luego, en algunos casos, transformadas químicamente por los agentes catalíticos.

Por ejemplo, si hay algunos pesticidas en el agua, el carbón activado catalítico puede descomponerlos en sustancias menos nocivas.

Purificación de gases

En la industria del gas,Carbón activado extruido para purificación de gasesSe utiliza para purificar gas natural, biogás y otros gases industriales. Puede eliminar contaminantes como dióxido de carbono (CO₂), sulfuro de hidrógeno (H₂S) y humedad.

Por ejemplo, cuando se produce biogás a partir de digestión anaeróbica, el biogás contiene mucho CO₂ y H₂S. Al hacer pasar el biogás a través de un lecho de carbón activado catalítico, estas impurezas pueden eliminarse, lo que convierte al biogás en un combustible de combustión más eficiente y limpio.

Tipos de carbón activado catalítico

Existen diferentes tipos de carbón activado catalítico y un tipo popular esPellets de carbón activado de 2 mm. Estos pellets tienen un tamaño y una forma específicos que los hacen adecuados para determinadas aplicaciones.

El tamaño de 2 mm es ideal para usar en reactores de lecho fijo. Un reactor de lecho fijo es un recipiente lleno de gránulos de carbono. El gas o líquido a depurar fluye a través del lecho de pellets. El tamaño de los gránulos afecta la forma en que el fluido fluye a través del lecho y el contacto que tienen las impurezas con la superficie del carbono.

Ventajas de utilizar carbón activado catalítico

Alta eficiencia

El carbón activado catalítico es muy eficaz para eliminar impurezas. Puede manejar una amplia gama de contaminantes y la combinación de adsorción y catálisis lo hace más eficaz que el carbón activado normal en muchos casos.

Costo - Efectivo

A largo plazo, el uso de carbón activado catalítico puede resultar rentable. Puede reducir la necesidad de múltiples pasos de tratamiento. Por ejemplo, en lugar de tener procesos separados para eliminar diferentes tipos de contaminantes, el carbón activado catalítico puede hacerlo todo de una sola vez.

Respetuoso con el medio ambiente

Dado que puede convertir sustancias nocivas en otras menos nocivas, el carbón activado catalítico es una opción respetuosa con el medio ambiente. Ayuda a reducir la contaminación y proteger el medio ambiente.

Contacto para Compra y Colaboración

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Referencias

• "Carbón activado: tecnología y aplicaciones de adsorción" por Yang, RT
• "Catálisis: un enfoque integrado" por van Santen, RA, et al.
• Artículos de revistas sobre ciencia e ingeniería ambiental relacionados con aplicaciones de carbón activado catalítico.