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  • November 4, 2022

Aktivkohlefilter: Herstellung und Funktion

Aktivkohleproduktion

Aktivkohle kann aus einer Vielzahl von Materialien gewonnen werden, darunter Anthrazit (Anthrazit), Kokosnussschalen, Braunkohle und Holz. Aktivkohle wird aus Kostengründen meist in einem Dampfaktivierungsverfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird der Rohstoff in einem Ofen mit einer Temperatur von etwa 900 bis 1100 °C durch heißen Dampf im Vakuum aktiviert. Die Abwesenheit von Sauerstoff verhindert, dass das Material brennt. Stattdessen vergrößert die Hitze die innere Oberfläche des Materials erheblich. Die so hergestellte Aktivkohle kann für verschiedene Zwecke weiterverarbeitet werden.

Wie funktioniert ein Aktivkohlefilter?

Je nach Art der verwendeten Kohle haben Aktivkohlefilter spezifische Adsorptionseigenschaften. Wenn die Luft durch den Aktivkohlefilter zu strömen beginnt, werden Geruchsmoleküle in der Aktivkohlestruktur eingeschlossen und organische Verbindungen adsorbiert. Siehe die gelbe Markierung im Bild oben. Der Luftstrom reduziert auch die Kapazität des Filters. Dies ist beispielsweise vergleichbar mit einer Batterie, die an ein Gerät angeschlossen ist. Der Luftdurchsatz (gemessen in m³/h) wirkt sich entsprechend auf die Lebensdauer des Filters aus. Die Luftstromgeschwindigkeit wird hauptsächlich durch den Druckabfall des Filters beeinflusst, dh den Widerstand der Kohle gegenüber dem Luftstrom. Mit körniger Kohle gefüllte Filter (z. B. 4 x 8 mm) haben einen 1,4-mal höheren Widerstand als Filter, die mit Aktivkohle in Form von Pellets (4 mm) gefüllt sind. Wir bieten Filter an, die ein mit Kohlestaub gefülltes Filtergewebe verwenden. Der Druckabfall bei der Verwendung dieses Filters ist 2,5-mal höher im Vergleich zu einem mit Kohlepellets (4 mm) gefüllten Filter. Es gelten folgende Regeln: Je kleiner die Kohlepartikel, desto größer der Strömungswiderstand. Je höher der Widerstand (Druckabfall im Filter), desto geringer der Luftstrom des Brühgebläses. Daher trägt der Druckabfall im Filter zur Filterqualität bei. Beispiel: Ein 2-Liter-Kohlefilter gefüllt mit 4 x 8 mm Kohlepartikeln wird an einen Rohrventilator mit einer Luftleistung von 160 m³/h angeschlossen. Der effektive Luftstrom des Filters beträgt ca. 100 m³/h. Der gleiche Filter mit aktiviertem Aktivkohlefilter-Slim kaufen in Form von Pellets (4 mm) erreicht einen Luftdurchsatz von 140 m³/h. Filter mit kohlestaubgefülltem Filtertuch (Gardinentuch) erreichen 70 m³/h. Daraus lässt sich schließen, dass die Lebensdauer eines Aktivkohlefilters von seiner Jodaufnahmekapazität und dem Luftdurchsatz (m³/h) abhängt. Die Reduzierung des Luftstroms durch den mit Pellets gefüllten Filter von 140 m³/h auf 70 m³/h verdoppelt die Filterlebensdauer und reduziert die Lüfterlast.

Aktivkohle in Pellets auf Anthrazitbasis

Anthrazit, auch als Schwarzkohle bekannt, hat von Natur aus einen sehr hohen Kohlenstoffgehalt und ein hohes spezifisches Gewicht. Anders als bei körniger Kohle erfordert die Pelletherstellung zusätzliche Produktionsschritte. Die schwarze Holzkohle wird pulverisiert und mit einem Klebstoff (auch Bindemittel genannt) vermischt. Üblicherweise wird für diesen Zweck Bitumen verwendet. Das resultierende Material, einschließlich Kohle und Bitumen, wird durch eine perforierte Matrix extrudiert. Dank des Bindemittels hält die Kohle den hohen Temperaturen des Ofens länger stand als die körnige Kohle. Dadurch können CTC-Werte >100 % und eine Jodadsorption von 1280 mg/g erreicht werden. Die Vorteile dieses Aktivkohletyps bestehen im geringen erreichbaren Druckabfall und hohen Jodzahl/CTC-Werten.

Aktivkohle – Granulat

Zirbe, die sich nach der Aktivierung in Aktivkohle verwandelt hat, ist sehr leicht. Seine Schüttdichte beträgt nur ca. 200-250 g pro Liter Volumen. Für körnige Materialien sind maximale CTC-Werte von 50-55 % erreichbar. Die maximale Jodaufnahme liegt typischerweise zwischen 500 und 950 mg/g. Der Grund für den relativ niedrigen Wert liegt im geringen spezifischen Gewicht des Rohstoffs und darin, dass Holz den hohen Temperaturen des Ofens nicht lange standhält. Kohle wird porös und bröckelt. Zu den Vorteilen gehören ein günstiger Preis, eine gute Löslichkeit und gute anfängliche Adsorptionseigenschaften. Zu den Nachteilen gehören eine reduzierte Lebensdauer aufgrund der Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit, ein hoher Druckabfall und eine geringe Adsorption im Verhältnis zum Volumen.

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