Than hoạt tính lọc khí loại bỏ các hợp chất không mong muốn như hydro sunfua, siloxan, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi VOC, loại bỏ cacbondioxit, nito, các nguyên tố kim loại như thủy ngân … Bài viết giúp bạn tìm hiểu than hoạt tính  được sử dụng để làm gì, bộ lọc than hoạt tính lọc khí hoạt động như thế nào, các loại bộ lọc than hoạt tính lọc khí, đặc điểm của bộ lọc than hoạt tính và những điều cần cân nhắc khi sử dụng bộ lọc than hoạt tính.

Than hoạt tính là gì

Than hoạt tính là vật liệu carbon có độ xốp cao đã trải qua một quá trình gọi là hoạt hóa. Quá trình này bao gồm xử lý các vật liệu hữu cơ như gỗ, vỏ dừa, than bùn và than đá bằng nhiệt độ cao và đôi khi là các tác nhân hóa học để tạo ra mạng lưới các lỗ nhỏ giúp tối đa hóa diện tích bề mặt để hấp phụ các hạt chất gây ô nhiễm. Than hoạt tính có đặc tính hấp phụ đặc biệt được sử dụng để loại bỏ tạp chất, chất gây ô nhiễm khỏi khí, chất lỏng hoặc hỗn hợp giữa 2 chất này (dung dịch)

Hấp phụ: Là hiện tượng bề mặt trong đó các chất ô nhiễm bám vào bề mặt của chất rắn hoặc chất lỏng mà không trở thành một phần của vật liệu hấp phụ

Hấp thụ: Là quá trình các chất ô nhiễm hòa tan hoặc thấm qua chất lỏng hoặc chất rắn và trở thành một phần của chất hấp thụ.

Các lỗ rỗng trong than hoạt tính có thể thay đổi về kích thước và phân bổ, góp phần vào khả năng hấp thụ nhiều loại phân tử và hạt. Diện tích bề mặt của than hoạt tính có thể rất lớn, thường trên vài trăm mét vuông trên một gam vật liệu. Diện tích bề mặt này cung cấp đủ không gian để các phân tử bám vào bề mặt cacbon thông qua hấp thụ vật lý hoặc trong một số trường hợp là phản ứng hóa học (hút).

Hấp thụ vật lý: Các phân tử bám vào bề mặt than hoạt tính do lực yếu, ví dụ tương tác “Van der waals” Đây là tương tác ở cấp độ bề mặt và thường không làm thay đổi tính chất của các phân tử.

Hấp thụ hóa học: Các phân tử hình thành liên kết hóa học mạnh với bề mặt than hoạt tính, thường làm thay đổi tính chất của các phân tử.

Than hoạt tính được sử dụng để làm gì

Than hoạt tính được sử dụng để lọc nước, lọc khí, lọc tạp chất cải thiện hương vị, mùi của thực phẩm đồ uống, giải độc, thu hồi dung môi, tinh luyện vàng và trong một số ngành công nghiệp sản xuất hóa chất.

Lọc nước: Trong xử lý nước, than hoạt tính có hiệu quả cao trong việc loại bỏ clo, hợp chất hữu cơ và một số kim loại nặng.

Lọc khí: Than hoạt tính được sử dụng trong hệ thống lọc khí để loại bỏ khí độc hại, mùi hôi và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi VOC giúp cải thiện chất lượng không khí trong môi trường công nghiệp và thương mại.

Điều trị y tế: Trong điều trị y tế than hoạt tính được sử dụng để giải độc vì nó liên kết với độc tố và ngăn không cho chúng hấp thụ vào cơ thể

Trong công nghiệp: Than hoạt tính được sử dụng để thu hồi dung môi, tinh luyện vàng và trong một số ngành công nghiệp chế biến hóa chất.

• Than hoạt tính dùng để làm gì

Than hoạt tính lọc khí loại bỏ những chất nào trong không khí

Than hoạt tính lọc khí có thể loại bỏ các hợp chất như hydrosunfua, siloxan, các hợp chất dễ bay hơi VOC, loại bỏ thủy ngân, loại bỏ amoniac, loại bỏ vết dầu bôi trơn trong luồng khí, sử dụng trong hệ thống lọc kiểm soát cacbon dioxide và ethylene trong các cơ sở bảo quản trái cây nhằm ngăn ngừa trái cây chín sớm hoặc hư hỏng, hấp phụ tạp chất hữu cơ trong quá trình tách hydro liên tục.

Than hoạt tính lọc khí được sử dụng để làm gì

Than hoạt tính lọc khí được sử dụng để:

• Loại bỏ các hợp chất như hydrosunfua H₂S, siloxan và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi VOC
• Làm sạch chất lỏng xử lý khí để giảm bọt và ăn mòn, tăng hiệu quả hoạt động của nhà máy
• Kiểm soát màu sắc và tạp chất trong chất lỏng khí tự nhiên
• Loại bỏ cacbon dioxide, nito, và các kim loại như thủy ngân khỏi khí tự nhiên
• Thu hồi dung môi để tái sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp
• Kiểm soát mùi hôi đô thị và ocong nghiệp
• Khí thải từ các nhà máy công nghệp
• Nước thải nhà máy lọc dầu và hóa chất
• Khai thác hơi đất
• Khí thải từ hoạt động xử lý chất thải
• Máy tách khí loại bỏ khí VOC
• Lỗ thông hơi tách API
• Lỗ thông hơi bể chứa nước thải và sản phẩm
• Kiểm soát chất lượng không khí khẩn cấp
• Lỗ thông hơi của bể chứa  hoặc hố chứa
• Hệ thống ACI để giảm thủy ngân.

Bộ lọc than hoạt tính lọc khí hoạt động như thế nào

Bộ lọc than hoạt tính lọc khí thải hoạt động bằng cách hấp thụ các chất ô nhiễm trong không khí, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi VOC, mùi và các chất gây ô nhiễm khác từ không khí. Dưới đây là quá trình hoạt động của bộ lọc than hoạt tính lọc khí

Hấp thụ không khí ô nhiễm: Không khí ô nhiễm chứa các chất gây ô nhiễm, VOC và mùi hôi được đẩy vào bộ lọc than hoạt tính. Không khí đi qua lớp than hoạt tính, than hoạt tính có thể ở dạng hạt, viên. Khi không khí ô nhiễm đi qua lớp than hoạt tính, các chất gây ô nhiễm sẽ tiếp xúc với bề mặt và lỗ rỗng của than và liên kết với than  hoạt tính qua quá trình hấp phụ vật lý hoặc hấp phụ hóa học

Không khí thoát ra khỏi  bộ lọc than hoạt tính chứa ít chất gây ô nhiễm hơn đáng kể. Tuy nhiên theo thời gian các lỗ lọc của than hoạt tính có thể bị bão hòa với các chất gây ô nhiễm bị giữ lại, điều này làm giảm hiệu quả của bộ lọc. Tùy thuộc vào ứng dụng và nồng độ chất gây ô nhiễm, bộ lọc than hoạt tính có thể cần được thay thế hoặc tái tạo.

Các loại bộ lọc than hoạt tính lọc không khí

Than hoạt tính lọc khí có thể dạng bột, dạng hạt, dạng viên hoặc dạng vải hoặc được tẩm thêm một số chất.

Than hoạt tính dạng bột: Than hoạt tính dạng bột rất mịn và hiếm khi được sử dụng dưới dạng bộ lọc lõi vì nó có thể gây ra sự sụt áp rất lớn thay vào đó có thể sử dụng trực tiếp vào bình lọc như lọc áp, bể lắng lọc.

Than hoạt tính dạng hạt: Than hoạt tính dạng hạt có kích thước hạt lớn hơn so với than hoạt tính dạng bột do đó có thể sử dụng cho lõi lọc hay làm vật liệu lọc trong các bình lọc hay sử dụng để lọc không khí như khử mùi

Than hoạt tính dạng viên: Bằng cách đùn hỗn hợp bột than hoạt tính với hợp chất liên kết có thể sản xuất ra viên than tính. Do đặc tính giảm áp suất thấp nó được sử dụng cho cả lọc khí và lọc chất lỏng.

Vải than hoạt tính: Than hoạt tính có thể làm thành sợi và dệt thành vật liệu giống vải sau đó có thể sử dụng làm thiết bị lọc không khí bị ô nhiễm hoặc các loại khí khác. Vải than hoạt tính cũng được sử dụng rộng rãi cho mục đích y tế và được phẩm.

Thanh hoạt tính tẩm: Than hoat tính có thể được bổ sung thêm các nguyên tố như bạc hoặc I ốt để tăng khả năng hấp phụ các chất gây ô nhiễm cụ thể như hydro sunfua, amoniac, oxit kim loại, …

Đặc điểm của bộ lọc than hoạt tính

Hấp phụ có mục tiêu: Hiệu quả của than hoạt tính phụ thuộc vào bản chất của chất gây ô nhiễm. Nó có thể không hấp phụ hiệu quả một số hợp chất vô cơ hoặc các phân tử có độ phân cực cao.

Lưu lượng thấp: Thích hợp cho luồng không khí lưu lượng thấp

Tiêu thụ năng lượng thấp: Bộ lọc than hoạt tính thường hoạt động ở nhiệt độ môi trường và yêu cầu đầu vào năng lượng tối thiểu so với các công nghiệ khác

Kích thước: Bộ lọc than hoạt tính thường có diện tích nhỏ gọn và không yêu cầu bất kỳ tiện ích bổ sug nào

Những điều cần cân nhắc khi sử dụng bộ lọc than hoạt tính

Khi sử dụng bộ lọc than hoạt tính cần cân nhắc một số yếu tố như loại chất gây ô nhiễm, thời gian tiếp xúc, nhiệt độ và độ ẩm, bảo trì, yêu cầu tái sinh, yêu cầu theo quy định, tác động môi trường, sức khỏe và an toàn.

Loại chất gây ô nhiễm: Các chất gây ô nhiễm, VOC và mùi cụ thể có trong khí thải sẽ quyết định loại than hoạt tính và kích thước lỗ phân bố của nó

Thời gian tiếp xúc: Thời gian không khí ô nhiễm tiếp xúc với than hoạt tính ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả hấp phụ. Thời gian tiếp xúc dài hơn cải thiện khả năng hấp phụ nhưng áp lực dòng chảy thích  hợp là rất quan trọng.

Nhiệt độ và độ ẩm: Các yếu tố này ảnh hưởng đến cả quá trình hấp phụ vật lý và hóa học. Nhiệt độ cao hơn có thể làm tăng quá trình giải hấp trong khi độ ẩm có thể ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ

Bảo trì: Việc theo dõi, bảo trì và thay thế bộ lọc thường xuyên là điều cần thiết để đảm bảo hiệu suất nhất quán và hiệu quả. Nồng độ chất ô nhiễm cao hơn có thể dẫn đến quá trình bão hòa than hoạt tính nhanh hơn cần phải thay thế hoặc tái sinh thường xuyên hơn.

Yêu cầu theo quy định: Việc đáp ứng các tiêu chuẩn quy định cụ thể về chất lượng không khí và khí thải có thể quyết định thiết kế và hiệu suất của hệ thống lọc than hoạt tính.

Tác động môi trường: Việc thải bỏ than hoạt tính đã qua sử dụng đặc biệt khi hấp thụ các chất độc hại có thể gây ra những tác động đến môi trường

Sức khỏe và an toàn: Bụi sinh ra trong quá trình xử lý than hoạt tính hoặc than đã qua sử dụng có thể gây ra rủi ro về sức khỏe và an toàn cho người lao động.