Pulverförmige Aktivkohle und granulare Aktivkohle: Unterschiede, die Sie kennen sollten

Grundlegende Unterschiede in der physikalischen Struktur

Wenn es um Aktivkohle geht, ist eine der wichtigsten Methoden, verschiedene Arten zu unterscheiden, der Blick auf ihre Partikelgröße. Pulverförmige Aktivkohle, kurz PAC, ist sehr fein. Ihre Partikel sind normalerweise weniger als 0,2 mm im Durchmesser. Sie ist so fein, dass sie wie ein Staub wirkt. Dies macht sie ideal, um Substanzen schnell in Flüssigkeiten aufzunehmen. Granulare Aktivkohle hingegen, GAC, hat größere Partikel, die von 0,2 bis 5 mm variieren. Diese Partikel haben eine unregelmäßige, poröse Struktur. Diese Struktur ist ideal für Gasreinigungssysteme, da sie längere Kontaktdauern mit dem Gas ermöglicht. Die Größenunterschiede beeinflussen auch ihr Verhalten in Flüssigkeiten. PAC schwimmt in einer Flüssigkeit herum, während GAC am besten funktioniert, wenn sie in einem Festbettreaktor eingerichtet wird.

Betriebliche Effizienz in Wasserbehandlungssystemen

Nun, da wir die physikalischen Unterschiede zwischen PAC und GAC kennen, sehen wir uns an, wie sie in Wasseraufbereitungssystemen funktionieren. Kommunale Wasseraufbereitungsanlagen müssen oft entscheiden, ob PAC oder GAC verwendet werden soll, basierend darauf, welche Art von Schadstoffen sich im Wasser befindet. PAC ist sehr gut in Notfällen, wenn schnell Schadstoffe entfernt werden müssen. Zum Beispiel ist es hervorragend bei der Bekämpfung saisonaler Algentoxine oder Medikamentenspuren, die plötzlich im Wasser auftreten können. Es kann sich sofort im Wasser verteilen, was den Entfernungsvorgang unterstützt. GAC dagegen ist eher eine langfristige Lösung. Es verfügt über permanente Filterbetten, die kontinuierlichen Schutz bieten. Es ist besonders gut darin, persistente organische Verbindungen wie Pestizide zu entfernen. Einige aktuelle Studien haben gezeigt, dass PAC volatile organische Verbindungen (VOCs) um 85 - 92 % innerhalb von 15 Minuten reduzieren kann. Aber GAC erreicht eine Entfernung von über 95 %, wobei es eine längere Kontaktdauer erfordert, normalerweise etwa 48 Stunden.

Kostenbetrachtungen über den Lebenszyklus hinweg

Wir haben gesehen, wie PAC und GAC bei der Wasserbehandlung performen, aber Kosten spielen ebenfalls eine große Rolle. Beim ersten Kauf ist PAC billiger. Es kostet normalerweise zwischen 1,50 und 2,50 Dollar pro Kilogramm, während GAC teurer ist, im Bereich von 3 bis 5 Dollar pro Kilogramm. Betrachtet man jedoch den gesamten Lebenszyklus dieser aktiven Kohlen, ändert sich das Bild. GAC kann wiederaufbereitet werden. In thermischen Reaktivierungssystemen kann es 3 bis 5 Mal wieder verwendet werden. Das kann die langfristigen Kosten erheblich senken, insbesondere für Anlagen, die dauerhaft betrieben werden. PAC hingegen ist ein Einwegprodukt. Daher kann es für Batchprozesse, in denen Kontaminationsereignisse nicht häufig auftreten, kostenEFFektiver sein. Wenn industrielle Nutzer entscheiden, welche Variante sie verwenden sollen, müssen sie Faktoren wie die Häufigkeit des Kohlenzusatzes, die Kosten für die Entsorgung der Abfälle und ob Infrastruktur für die Reaktivierung des Kohlestoffs eingerichtet werden muss, berücksichtigen.

Industrielle Anwendungsspezifika

Kosten sind wichtig, aber verschiedene Industrien verwenden PAC und GAC auch auf unterschiedliche Weise. In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie wird oft PAC für die Entfärbung verwendet. Dies liegt daran, dass es bei Batch-Verarbeitung einfach ist, zu kontrollieren, wie viel PAC Sie hinzufügen. In der Petrochemieindustrie sind GAC-Kanister wirklich nützlich. Sie werden in kontinuierlichen Dampferholungssystemen eingesetzt. GAC kann hohe Druckbedingungen gut verarbeiten, dank seiner robusten Struktur. In aufkommenden Anwendungen wie der Biogasreinigung kann GAC 98 % des Schwefelwassers (H2S) über 6 bis 9 Monate entfernen. Wenn Sie jedoch PAC in Waschsystemen für die Biogasreinigung verwenden, müssen Sie es stündlich in kleinen Mengen hinzufügen. Also hängt die Wahl zwischen PAC und GAC in industriellen Anwendungen wirklich davon ab, wie kontinuierlich der Prozess ist und wie stark die Verschmutzung ausfällt.

Wartungs- und Handhabungsanforderungen

Wir haben beschrieben, wie verschiedene Industrien PAC und GAC einsetzen, aber es gibt auch Unterschiede in Bezug darauf, wie sie gewartet und behandelt werden müssen. GAC-Systeme benötigen viel Infrastruktur. Man braucht Druckbehälter, um das GAC aufzunehmen, Rückspülumpumpen, um es zu reinigen, und thermische Reaktivatoren, um seine Wirksamkeit wiederherzustellen. Das bedeutet, dass man einen speziellen Raum in der Anlage für all dieses Equipment benötigt und auch Techniker, die wissen, wie man es bedient. PAC-Anwendungen hingegen benötigen präzise Schlämmvorbereitungssysteme mit speziellen Injektoren, die nicht verstopfen. Das Gute ist jedoch, dass man weniger Geld in das Equipment investieren muss. Auch die Sicherheit unterscheidet sich bei beiden. Bei der Arbeit mit PAC muss man vorsichtig sein, um Staubexplosionen zu verhindern. Bei GAC besteht die Hauptaufgabe darin, zu verhindern, dass die Partikel im Flusssystem abgenutzt werden. Wenn es darum geht, den gebrauchten Kohlenstoff loszuwerden, muss PAC entwässert werden, bevor er entsorgt werden kann, während GAC in einem Massenprozess regeneriert werden kann.

Auswahl des optimalen Carbon-Formats

Wartung und Handhabung sind wichtige Aspekte, aber wie entscheidet man sich eigentlich zwischen PAC und GAC? Prozessingenieure müssen dabei auf sieben wesentliche Dinge achten. Erstens müssen sie wissen, welche Art von Schadstoffen sich im Wasser befindet und in welcher Menge. Zweitens müssen sie herausfinden, wie viel der Schadstoffe entfernt werden muss. Drittens müssen sie berücksichtigen, wie sich die Durchflussrate des Wassers oder Gases ändert. Viertens müssen sie sehen, wie viel Zeit das Kohlenstoffmaterial mit den Schadstoffen in Kontakt sein kann. Fünftens müssen sie überlegen, wie sie die Abfälle entsorgen werden. Sechstens müssen sie innerhalb ihres Budgets arbeiten. Und siebentens müssen sie berücksichtigen, wie viel Platz ihnen zur Verfügung steht. Wenn Sie einen Batch-Betrieb haben, bei dem es gelegentlich zu Kontaminationsausbrüchen kommt, bietet die Flexibilität von PAC eine gute Wahl. Wenn Sie jedoch einen kontinuierlichen Prozess mit konstanter Durchflussrate haben, kann GAC Ihnen einen besseren Return on Investment bieten. Einige Menschen beginnen auch, hybride Systeme zu verwenden. Sie nutzen GAC für den regulären, laufenden Schutz und können PAC injizieren, wenn hohe Nachfragezeiträume eintreten.