A ativação térmica do carvão ativado é um processo que melhora as propriedades de adsorção dos materiais de carbono.
Isto é feito através do aumento da sua área de superfície e do volume dos poros.
O processo envolve a exposição do material carbonizado a temperaturas elevadas.
Estas temperaturas variam normalmente entre 800 e 1100 °C.
O material carbonizado é exposto na presença de um gás oxidante.
Os gases oxidantes comuns incluem CO2, vapor ou ar.
O processo de ativação cria uma estrutura altamente porosa.
Isto melhora significativamente a capacidade do material para adsorver uma vasta gama de substâncias.
O carvão ativado é valioso em várias aplicações.
Estas aplicações incluem a purificação de água, a filtragem de ar e a separação de gases.
4 pontos-chave explicados
Processo de carbonização
Fase de secagem
A fase de secagem começa acima de 100°C.
Durante esta fase, a água retida nos poros da biomassa evapora-se.
Decomposição Térmica
A decomposição térmica ocorre entre 260-300°C.
Este processo decompõe a celulose, a hemicelulose e a lignina.
Liberta voláteis como CO, CO2, CH4, H2 e alcatrão.
Processo de ativação térmica
Temperatura de ativação
O processo de ativação envolve o aquecimento do material carbonizado a 800-1100°C.
Gás Oxidante
São utilizados gases oxidantes como CO2, vapor ou ar.
Estes gases criam uma estrutura altamente porosa.
Objetivo
O objetivo deste processo é melhorar as propriedades de adsorção.
Isto é conseguido através do aumento da área de superfície e do volume dos poros.
Aplicações do carvão ativado
Purificação de água
O carvão ativado é eficaz na remoção de impurezas e contaminantes.
Filtragem do ar
É utilizado para capturar poluentes e melhorar a qualidade do ar.
Separação de gases
O carvão ativado ajuda na separação e purificação de gases em vários processos industriais.
Equipamento utilizado
Fornos rotativos
Os fornos rotativos são preferidos para a produção em grande escala.
Eles podem manter altas temperaturas e lidar com grandes volumes de material.
Comparação com outros processos
Torrefação
A torrefação é semelhante à carbonização, mas a temperaturas mais baixas (280-300°C).
Resulta numa menor libertação de voláteis e numa maior eficiência energética.
Calcinação
A calcinação envolve o aquecimento a altas temperaturas para dissociação química.
É normalmente utilizada na produção de materiais inorgânicos.
Dessorção térmica
A dessorção térmica utiliza o calor para separar componentes voláteis sem combustão.
É frequentemente utilizada para remover pesticidas de minerais inorgânicos.
Ao compreender estes pontos-chave, o comprador de equipamento de laboratório pode tomar decisões informadas.
Isto inclui decisões sobre a utilização e aquisição de carvão ativado.
Inclui também decisões sobre o equipamento necessário para a sua produção e ativação.
O processo de ativação térmica é crucial para maximizar as capacidades de adsorção dos materiais de carbono.
Isto torna-os indispensáveis em inúmeras aplicações ambientais e industriais.
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