Carvão ativado em pó e carvão ativado granular: diferenças que você deve conhecer

Diferenças Fundamentais na Estrutura Física

Quando se trata de carvão ativado, uma das principais maneiras de diferenciar os tipos é olhando para o tamanho de suas partículas. O carvão ativado em pó, ou PAC, abreviadamente, é muito fino. Suas partículas geralmente têm menos de 0,2 mm de diâmetro. É tão fino que parece um pó. Isso o torna excelente para absorver rapidamente substâncias em líquidos. Por outro lado, o carvão ativado granular, GAC, tem partículas maiores, variando de 0,2 a 5 mm. Essas partículas têm uma estrutura porosa e irregular. Essa estrutura é perfeita para sistemas de filtração de gases, pois permite tempos de contato mais longos com o gás. A diferença de tamanho também afeta como eles se comportam nos fluidos. O PAC flutua em uma solução líquida, enquanto o GAC funciona melhor quando está instalado em um reator de leito fixo.

Eficiência Operacional em Sistemas de Tratamento de Água

Agora que sabemos sobre as diferenças físicas entre PAC e GAC, vejamos como eles funcionam nos sistemas de tratamento de água. As estações municipais de água muitas vezes precisam decidir se devem usar PAC ou GAC com base no tipo de contaminantes presentes na água. O PAC é muito eficaz em situações de emergência quando é necessário eliminar rapidamente contaminantes. Por exemplo, ele é ótimo para lidar com toxinas algal sazonais ou resíduos farmacêuticos que podem aparecer repentinamente na água. Ele pode se espalhar imediatamente na água, o que ajuda no processo de remoção. Já o GAC é mais uma solução de longo prazo. Ele possui leitos de filtração permanentes que fornecem proteção contínua. É especialmente bom na remoção de compostos orgânicos persistentes, como pesticidas. Alguns estudos recentes mostraram que o PAC pode reduzir compostos orgânicos voláteis (COVs) em 85-92% em apenas 15 minutos. No entanto, o GAC pode alcançar uma remoção superior a 95%, embora demande um tempo de contato mais longo, geralmente cerca de 48 horas.

Considerações de Custo ao Longo das Fases do Ciclo de Vida

Vimos como o PAC e o GAC performam no tratamento de água, mas o custo também é um fator importante. Quando você os compra pela primeira vez, o PAC é mais barato. Ele geralmente custa entre $1,50 e $2,50 por quilo, enquanto o GAC é mais caro, na faixa de $3 a $5 por quilo. Mas se você olhar para todo o ciclo de vida do uso desses carbons ativados, o cenário muda. O GAC pode ser regenerado. Em sistemas de reativação térmica, ele pode ser usado novamente de 3 a 5 vezes. Isso pode realmente reduzir os custos a longo prazo, especialmente para operações que funcionam continuamente. O PAC, no entanto, é um produto de uso único. Portanto, pode ser mais econômico para processos em lote onde eventos de contaminação não ocorrem com frequência. Quando os usuários industriais estão pensando em qual usar, eles precisam considerar coisas como com que frequência precisam adicionar o carbono, quanto custa descartar os resíduos e se precisam configurar alguma infraestrutura para reativar o carbono.

Específicos para Aplicações Industriais

O custo é importante, mas diferentes indústrias também utilizam PAC e GAC de maneiras diferentes. Na indústria de alimentos e bebidas, o PAC frequentemente é a escolha principal para descoloração. Isso ocorre porque, em processamento por lotes, é fácil controlar a quantidade de PAC que você adiciona. Na indústria petroquímica, os cartuchos de GAC são realmente úteis. Eles são usados em sistemas contínuos de recuperação de vapor. O GAC pode lidar bem com condições de alta pressão devido à sua estrutura forte. Em aplicações emergentes como a purificação de biogás, o GAC pode continuar removendo 98% do sulfeto de hidrogênio (H2S) por 6 a 9 meses. Mas se você usar PAC em sistemas de lavagem para purificação de biogás, é necessário adicioná-lo em pequenas quantidades a cada hora. Portanto, a escolha entre PAC e GAC em aplicações industriais realmente depende de quão contínuo é o processo e de quanto há de contaminação.

Requisitos de Manutenção e Manipulação

Já discutimos como diferentes indústrias usam PAC e GAC, mas também existem diferenças em como eles precisam ser mantidos e manipulados. Sistemas de GAC exigem muita infraestrutura. Você precisa de vasos de pressão para conter o GAC, bombas de lavagem inversa para limpá-lo e reativadores térmicos para restaurar sua eficácia. Isso significa que você precisa de um espaço dedicado na planta para todo esse equipamento, e também precisa de técnicos que saibam como utilizá-lo. Aplicações de PAC, por outro lado, requerem sistemas precisos de preparação de lama com injetores especiais que não entupem. Mas a boa notícia é que você não precisa gastar tanto dinheiro com o equipamento. A segurança também é diferente para cada um. Ao trabalhar com PAC, é preciso ter cuidado para evitar explosões de poeira. Com GAC, a principal preocupação é impedir que as partículas se desgastem nos sistemas de fluxo. E quando se trata de descartar o carbono usado, o PAC precisa ser dessedentado antes de ser jogado fora, enquanto o GAC pode ser regenerado em um processo em massa.

Selecionando o Formato de Carbono Ótimo

Manutenção e manipulação são aspectos importantes, mas como você realmente escolhe entre PAC e GAC? Engenheiros de processo precisam considerar sete fatores-chave. Primeiro, eles precisam saber que tipo de contaminantes estão na água e em que quantidade. Segundo, eles devem determinar quanto dos contaminantes precisa ser removido. Terceiro, eles precisam levar em conta como a taxa de fluxo da água ou gás muda. Quarto, eles devem ver quanto tempo o carvão pode estar em contato com os contaminantes. Quinto, eles precisam pensar como vão se livrar do resíduo. Sexto, eles devem trabalhar dentro do orçamento. E sétimo, eles precisam considerar quanto espaço têm disponível. Se você tem uma operação por lotes onde há picos ocasionais de contaminação, a flexibilidade do PAC o torna uma boa escolha. Mas se você tem um processo contínuo com uma taxa de fluxo constante, o GAC pode oferecer um melhor retorno sobre o investimento. Algumas pessoas também estão começando a usar sistemas híbridos. Elas usam GAC para a proteção regular e contínua e têm a capacidade de injetar PAC durante períodos de alta demanda.