Carvão ativado: conceitos e finalidades
O carvão ativado (CA) é uma forma de carbono puro de grande porosidade, apresenta notáveis propriedades atribuídas à sua área superficial, entre elas, a remoção de impurezas dissolvidas em solução.
O CA é amplamente empregado em vários ramos da indústria, principalmente na área de controle de poluição e na purificação de produtos naturais e sintéticos. Para isto, CA pode ser fabricado na forma de pó ou granular.
O carvão ativado em pó (CAP) apresenta tamanho de partículas inferior a 100 µm, sendo a maior porcentagem comumente encontrado no mercado com tamanho inferior a 44 µm. Carvões ativados com granulometria variando entre 0,6 e 4,0 mm de diâmetro médio são considerados granulares.
O CA é obtido a partir da queima controlada (pirólise) de certos tipos de madeiras, turfas e resíduos de petróleo. A queima é feita a uma temperatura entre 800°C a 1000°C, todo este cuidado é para evitar que ocorra a queima total e perda da porosidade do carvão. É uma etapa de preparação do material onde se remove os componentes voláteis (CO, H2, CO2 e CH4), preparando um material homogêneo de alto teor de carbono, de relativa macroporosidade.
A ativação, processo seguinte à pirólise, consiste em submeter o material carbonizado a reações secundárias, visando o aumento da área superficial. É a etapa fundamental na qual será promovido o aumento significativo da porosidade do carvão. Deseja-se no processo de ativação, o controle das características básicas do material (distribuição de poros, área superficial específica, atividade química da superfície, resistência mecânica etc.).
O CA atua na remoção dos compostos orgânicos dissolvidos e o processo de remoção se dá pela adsorção do poluente na superfície ativa dos poros do carvão ativado. O carvão ativado granular (CAG) é amplamente utilizado como adsorvente devido a sua elevada área superficial e estrutura porosa, podendo assim adsorver gases e compostos dispersos ou dissolvidos em líquidos.
Aplicações do CA:
- Tratamento de água: A adsorção em CA promove a remoção de compostos sintéticos e/ou naturais, tais como: pesticidas, herbicidas, agentes responsáveis por odor e sabor (cloro, geosmina e trialometanos ), corantes, solventes, desinfetantes, metais e gases dissolvidos, etc. No caso do tratamento de água potável, além da característica adsorvente de inorgânicos, o CA também é um substrato para fixação de microrganismos que consomem substâncias biodegradáveis. No tratamento de água, o carvão pode ser utilizado na forma de pó, granular ou peletizada.
• Na forma de pó: carvão em pó é adicionado na água a ser tratada. Depois de certo tempo de contato, é removido da água, junto com outros sólidos em suspensão, por filtração, com o auxílio de floculantes.
• Na forma granular ou peletizada: A água a ser tratada é passada por um leito de carvão, pressurizado ou não. Este processo oferece a vantagem do CA poder ser regenerado e reusado.
Aplicações com gases/ar: controle de emissões de chaminés e escapamentos de veículos, remoção de gases e vapores não solúveis em água (gasolina, acetona, butano, etc.).
Outras aplicações são remoção de odores em condicionadores de ar, depuradores de cozinha, máscara de gás, filtros de cigarro, contaminantes em sistemas de refrigeração, etc.
Após certo tempo de uso, os poros da superfície do CAG são preenchidos, tornando-o saturado. Para minimizar os custos com a troca e disposição final do carvão saturado, este pode ser submetido ao processo de regeneração, favorecendo a limpeza dos poros e a recuperação da capacidade adsortiva do carvão.
O que determina o tempo de regeneração dos filtros é a informação de que os sítios ativos estão saturados e, consequentemente, os poluentes começam a passar pelo filtro. Para isso, é necessário que haja o controle dos poluentes na entrada e saída do filtro.
Para regeneração do carvão, são utilizados diferentes processos. Dentre estes, os mais utilizados e com menores custos e complexidade são regeneração térmica e química.
A Flush Engenharia desenvolve projetos personalizados utilizando tecnologias avançadas de tratamento de água e efluentes.
Entre em contato ou agende uma visita!
Por Gabriela Marques dos Ramos
