carbone attivo: aspetti e problematiche della riattivazione - Watergas

More documents

Recommendations

Info

Figura 5: Profilo di disattivazione del carbone attivo in funzione del volume trattato. Il processo di rigenerazione non consente però di desorbire tutto l’organico adsorbito e quindi di liberare tutti i pori riportando la capacità adsorbitiva del carbone al valore iniziale, le molecole presenti all’interno dei micropori non riescono a desorbire all’esterno come risultato si ha che la durata del carbone sarà inferiore nel successivo ciclo produttivo rispetto a quello vergine, dopo alcuni cicli di stripping il carbone attivo deve necessariamente subire un pro cesso di riattivazione termica per ripristinare anche i micropori. La riattivazione termica è un processo, al contrario, in cui si ha la totale distruzione dei composti adsorbiti per mezzo della temperatura (di solito >900°C) in forni rotativi o multistrato,(Fig. 6 e 7). In entrambi i forni la riattivazione viene effettuata alimentando vapore in controcorrente al flusso del carbone. Il processo di riattivazione all’interno dei forni possiamo dividerlo sostanzialmente in quattro stadi: 1) Essiccamento a temperatura intorno ai 100-200°C. Viene eliminata la maggior parte dell’acqua contenuta nel carbone insieme agli adsorbati altamente volatili; 2) Evaporazione dell'acqua residua e degli adsorbati volatili a temperature comprese tra 200 e 500°C. In questa fase si decompongono anche gli adsorbati instabili per formare frammenti volatili; 3) Pirolisi delle sostanze adsorbite non volatili e dei frammenti adsorbiti, fino a formare un residuo carbonioso tra 500 e 700 °C; 4) Attivazione del carbone a temperature superiori a 700°C. Viene ossidato il residuo pirolizzato mediante vapore o anidride carbonica. La temperatura necessaria per il processo di riattivazione viene fornita di solito da un bruciatore a metano posizionato all’estremità di uscita del carbone, sono rari gli impianti che utilizzato un riscaldamento per mezzo di resistenze elettriche. In entrambi i forni il flusso del carbone è in controcorrente al flusso gassoso e la temperatura cresce dalla zona di entrata a quella di uscita secondo un gradiente che dipende da caso a caso
Fig. 6- Forno a Multistadi Fig. 7 – Forno Rotativo Durante la fase di asciugatura viene desorbita la maggior parte dell’acqua (se il carbone è bagnato) e dei composti volatili (che possono bruciare se è presente dell’ossigeno nella fase gassosa), man mano che la temperatura sale i composti più altobollenti presenti all’interno dei pori o desorbono o subiscono processi di decomposizione formando molecole più piccole che diffondono nella fase gassosa o per effetto della temperatura reagiscono per dare molecole a più alto peso molecolare che rimangono all’interno dei pori. Raggiunti i 500 °C i composti organici ancora presenti nella struttura del carbone cominciano a pirolizzare formando coke che si deposita all’interno dei pori. A questo punto si potrebbe pensare che il carbone è riattivato, ma in realtà non è così in quanto il coke depositandosi sulle pareti dei pori ne blocca i siti attivi oppure può nel caso dei micropori chiuderli completamente impedendone l’accesso, si ha come conseguenza una diminuizione delle capacità adsorbitive del carbone. Se andassimo ad analizzare l’indice di iodio (parametro che ci indica la capacità adsorbitiva) troveremo un valore di molto inferiore rispetto al valore iniziale. Fondamentale per la riattivazione del carbone è lo stadio successivo dove si raggiungono temperature maggiori di 900 °C, in questo stadio si ha l’ossidazione del coke, non da parte dell’ossigeno, dato che all’interno del forno il contenuto di ossigeno deve essere piuttosto basso altrimenti si avrebbe la totale combustione anche del carbone con notevoli perdite di materiale, ma dalla reazione del coke con H2O e CO2. Le reazioni chimiche che intervengono al momento della riattivazione sono simili a quelle usate per la produzione del carbone attivo vergine, dove il vapore e l’anidride carbonica sono gli agenti ossidanti: CO può quindi reagire con il vapore: H2O(g) + C(s) → CO(g) + H2(g) CO2(g) + C(s) → 2CO(g) CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g) L’H2O presente all’interno del forno proviene sia da quella che si forma durante la combustione del metano sia da quella che si introduce nel forno proveniente da generatori di vapore.
Page 1 and 2: CARBONI ATTIVI CARBONE ATTIVO: ASPE
Page 3 and 4: . FIGURA 2. Particolare microscopic
Page 5 and 6: Figura 5. Isoterma di adsorbimento
Page 7 and 8: • la Densità Apparente rappresen
Page 9: Tabella 1- Confronto tra carboni at
Page 13 and 14: I carboni attivi com’è noto poss
Page 15: di cui si prevede la riattivazione

carbone attivo: aspetti e problematiche della riattivazione - Watergas

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?