Comment déterminer si les granulés de carbone activés sont entièrement saturés?

En tant que fournisseur en vrac de granulés de carbone activé, je rencontre souvent des clients qui se soucient de savoir si les pastilles de carbone activées qu'ils ont achetées sont entièrement saturées. Il s'agit d'une question cruciale car le carbone activé saturé perd sa capacité d'adsorption, et l'utiliser après son point de saturation peut entraîner des inefficacités dans diverses applications, telles que la purification de l'air et de l'eau. Dans ce blog, je partagerai plusieurs méthodes pour déterminer si les pellets de carbone activés sont entièrement saturés.

Comprendre les bases de l'adsorption du carbone activé

Avant de plonger dans les méthodes de détection, il est essentiel de comprendre comment fonctionne le carbone activé. Le carbone activé a une structure hautement poreuse avec une grande surface. Ces pores peuvent piéger et contenir divers contaminants à travers un processus appelé adsorption. Lorsque les pores sont remplis de contaminants, le carbone activé est considéré comme saturé. Les types de contaminants qui activent le carbone peuvent adsorber comprennent des composés organiques volatils (COV), des odeurs, du chlore et des métaux lourds.

Inspection visuelle

La façon la plus simple de commencer à vérifier la saturation est par l'inspection visuelle. Au fil du temps, comme le carbone activé adsorbe les contaminants, il peut changer de couleur et de texture. Par exemple, si le carbone activé est utilisé pour filtrer les substances colorées, il peut s'assombrir car il adsorbe les pigments. Cependant, l'inspection visuelle seule n'est pas suffisante pour déterminer la saturation complète. Certains contaminants sont incolores et le changement d'apparence peut ne pas refléter avec précision la capacité d'adsorption réelle. De plus, la couche externe des pastilles de carbone activées peut apparaître saturée tandis que la partie intérieure a encore une certaine capacité d'adsorption.

Mesure de la chute de pression

Dans les systèmes où le carbone activé est utilisé dans un lit de filtre, comme dansFiltration de l'eau en carbone activé granulaire, la mesure de la chute de pression à travers le filtre peut fournir des informations précieuses. Au fur et à mesure que le carbone activé adsorbe les contaminants, les pores se bloquent progressivement, augmentant la résistance à l'écoulement du fluide. Une augmentation significative de la chute de pression indique que le carbone activé approche ou a atteint la saturation. Cependant, des facteurs tels que l'accumulation de débris à la surface du lit de filtre ou les changements du débit peuvent également affecter la chute de pression. Par conséquent, la mesure de la chute de pression doit être combinée avec d'autres méthodes pour une évaluation plus précise.

Tests analytiques

Pour une détermination plus précise de la saturation, des tests analytiques sont nécessaires. Il existe plusieurs types de tests analytiques qui peuvent être effectués:

Analyse de la concentration d'adsorbat

Cette méthode consiste à mesurer la concentration de l'adsorbat cible dans l'influent et l'effluent du système de carbone activé. Si la concentration de l'adsorbat dans l'effluent commence à aborder la concentration dans l'influent, cela indique que le carbone activé perd sa capacité d'adsorption et peut être proche de la saturation. Par exemple, dans un système conçu pour éliminer les COV en utilisantCarbon activé granulaire pour le traitement des COV, la surveillance régulière de la concentration de COV dans l'air d'entrée et de sortie peut aider à déterminer l'état de saturation. La chromatographie en phase gazeuse ou d'autres techniques analytiques appropriées peuvent être utilisées à cette fin.

Détermination du numéro d'iode

Le nombre d'iode est une mesure du volume de micropores de carbone activé et est souvent utilisé comme indicateur de sa capacité d'adsorption. Un nombre d'iode plus élevé indique une plus grande surface disponible pour l'adsorption. En mesurant périodiquement le nombre d'iode des échantillons de carbone activés prélevés sur le système, vous pouvez suivre la baisse de sa capacité d'adsorption. À mesure que le carbone activé est saturé, le nombre d'iode diminuera. Pour mesurer le numéro d'iode, une méthode de test standard telle que ASTM D4607 peut être suivie.

Analyse de la surface de pari

La méthode Brunauer - Emmett - Teller (BET) est utilisée pour déterminer la surface spécifique du carbone activé. Semblable au nombre d'iode, une diminution de la surface BET au fil du temps indique que les pores sont remplis de contaminants et que le carbone activé approche de la saturation. Cependant, l'analyse des BET est une technique plus complexe et plus coûteuse par rapport à la détermination du nombre d'iode et peut ne pas être pratique pour une surveillance de routine dans certains cas.

Surveillance des paramètres opérationnels

En plus des méthodes ci-dessus, la surveillance des paramètres opérationnels peut également fournir des indices sur l'état de saturation du carbone activé. Par exemple, dans un système de traitement de l'eau, le pH et la conductivité de l'eau effluent peuvent changer à mesure que le carbone activé est saturé. Si le carbone activé est utilisé pour éliminer certains ions, la concentration d'ions dans l'effluent peut augmenter. De même, dans un système de purification de l'air, les changements dans l'odeur ou l'efficacité de l'élimination des odeurs peuvent indiquer que le carbone activé ne fonctionne plus de manière optimale.

Considérations pour différentes applications

La méthode de détermination de la saturation peut varier en fonction de l'application. Par exemple, dans les filtres à eau des ménages à petite échelle en utilisantPéllets de carbone activés de 2 mm, il peut être plus pratique de s'appuyer sur l'inspection visuelle et les intervalles de remplacement recommandés par le fabricant. Dans les applications industrielles, où de grandes quantités de carbone activé sont utilisées et le coût du remplacement est significatif, des méthodes de test d'analyse plus sophistiquées sont généralement nécessaires.

Conclusion

Déterminer si les granulés de carbone activés sont entièrement saturés n'est pas une tâche simple et nécessite souvent une combinaison de méthodes. L'inspection visuelle, la mesure de la chute de pression, les tests analytiques et la surveillance des paramètres opérationnels peuvent tous contribuer à une évaluation plus précise. En tant que fournisseur de granulés de carbone activés en vrac, je comprends l'importance d'assurer l'utilisation appropriée de nos produits. Si vous avez des questions sur la détermination de la saturation ou avez besoin de conseils sur le choix du bon carbone activé pour votre demande, n'hésitez pas à nous contacter pour une discussion détaillée. Nous nous engageons à fournir des produits en carbone activés de haute qualité et un soutien technique professionnel pour répondre à vos besoins.

Références

• ASTM D4607 - 14 (2020). Méthode d'essai standard pour la détermination du nombre d'iode de carbone activé.
• Brunauer, S., Emmett, Ph et Teller, E. (1938). Adsorption des gaz dans les couches multimoléculaires. Journal of the American Chemical Society, 60 (2), 309 - 319.