carbone attivo: aspetti e problematiche della riattivazione - Watergas

L’attivazione viene effettuata in una fase successiva, condotta a temperature comprese tra i 700 e
1100 °C e in atmosfera di CO2, aria e vapore acqueo (gas ossidanti); in tale fase ha luogo la
formazione dei pori.
Le principali reazioni responsabili dell’attivazione sono:
a) Reazione con vapore:
b) Reazione CO2:
C+H2O CO + H2
C+2 H2O CO2 + 2 H2
C + CO2 2CO
Nel caso dell’attivazione chimica, invece, la materia prima viene mantenuta a contatto per un tempo
che varia da 5 a 24 ore con ZnCl2 o con P2O5 ad una temperatura tra 400 e 700°C.
L’utilizzo di ZnCl2 nell’attivazione chimica è in pratica abbandonato a causa dell’impatto
ambientale della sostanza e dell’inapplicabilità del carbone attivo in alcuni casi dovuta proprio alla
presenza dello zinco.
Il carbone attivato chimicamente viene utilizzato principalmente nel trattamento di prodotti
farmaceutici, alimentari tipo (succhi di frutta, olio, vino, zuccheri).In alcuni casi per la rimozione di
sostanze nocive gassose (es. SO2, H2S, Hg, o materiali radioattivi ) e la catalisi è necessaria un
impregnazione con composti inorganici o organici.
Con l’impregnazione si rende il carbone più selettivo o più efficace nei confronti di una specifica
classe di inquinanti.
Sono disponibili tre differenti forme di carbone attivo: in polvere o PAC (Powdered Activated
Carbon), granulare o GAC (Granular Activated Carbon) e estruso (Pelletized Activated Carbon).
Il carbone in polvere è usato soprattutto nel trattamento di liquidi, il carbone granulare viene usato
sia per liquidi che per gas, mentre la forma estrusa è maggiormente usata nel trattamento degli
aeriformi, grazie alle ridotte perdite di carico ed all’elevata resistenza all’abrasione.
Ogni tipo di Carbone Attivo può essere caratterizzato da una serie di parametri, generalmente
riportati sulle schede tecniche, che ne individuano alcune proprietà:
• la Granulometria indica la dimensione dei granuli di carbone, espressa usualmente in Mesh o in
mm. Un carbone attivo si definisce in polvere quando il 90 % delle particelle è inferiore a 80 Mesh
(0.18 mm) mentre un carbone attivo granulare può essere presente in diverse dimensioni, di solito lo
si produce in un range di dimensioni di cui le più comuni sono 12x40 mesh (1,7 -0.425 mm), 8x30
mesh (2.36 -0.6 mm), 10x20 mesh (2.0 – 0.85 mm), 4x8 mesh (4.75- 2.36 mm).
Il carbone attivo estruso si presenta sotto forma di cilindri con il diametro da 0.8 a 4 mm e
lunghezza da 4 a 15 mm.
Due grandezze collegate alla granulometria sono:
a) La taglia effettiva che rappresenta la luce della maglia attraversata dal 10% in peso del
carbone setacciato.
b) Il coefficiente di uniformità che è dato dal rapporto tra la luce della maglia che corrisponde
al 60% in peso del passante e la luce della maglia che corrisponde al 10% in peso del
passante (cioè la taglia effettiva).