برج کربن فعال (Activated Carbon Tower): اصول طراحی، عملکرد و کاربردهای صنعتی

برج کربن فعال (Activated Carbon Tower) یکی از مهم‌ترین تجهیزات در صنایع پالایش، تصفیه گاز و هوا و صنایع شیمیایی جهت حذف ناخالصی‌های آلی، بخارات روغن، ترکیبات فرار (VOC) و بوهای نامطلوب به شمار می‌رود. در این مقاله جدید از بلاگ صنایع اکسیژن دلوار فراز، به بررسی دقیق اصول عملکرد این تجهیز، ویژگی‌های طراحی مهندسی، اجزای برج کربن فعال و کاربردهای صنعتی آن پرداخته می‌شود. جهت اعتلای دانش خود در ارتباط با این تجهیز، تا انتهای این مطلب همراه ما باشید.

اصول عملکرد برج کربن فعال

با افزایش نیاز به کیفیت بالاتر جریان‌های فرآیندی در صنایع مختلف و مقررات زیست‌محیطی سخت‌گیرانه، استفاده از فناوری‌های جذب سطحی از جمله برج‌های کربن فعال اهمیت فزاینده‌ای یافته است. کربن فعال با سطح ویژه بالا به طور مثال بیش از ۱۰۰۰ m²/g، ساختار میکروپوری و ویژگی‌های شیمیایی منحصربه‌فرد، قادر به جذب گستره وسیعی از آلاینده‌هاست.

معرفی مکانیزم جذب

فرآیند جذب سطحی در برج کربن فعال معمولاً بر اساس دو مکانیزم اصلی انجام می‌گیرد:

• جذب فیزیکی (Physisorption): وابسته به نیروهای واندروالسی، برگشت‌پذیر و معمولاً سریع است.
• جذب شیمیایی (Chemisorption): همراه با پیوندهای کووالانسی یا یونی بوده و برگشت‌ناپذیر یا کندتر است.

توضیح دینامیک فرآیند

جریان گاز یا مایع حاوی ناخالصی از طریق بستری از کربن فعال عبور کرده و مولکول‌های آلاینده بر سطح داخلی میکروپورها جذب می‌شوند. طول بستر و زمان تماس باید به گونه‌ای باشد که «زون انتقال جرم» به طور کامل در بستر قرار گیرد.

اجزای اصلی برج کربن فعال

یک برج کربن فعال با بالاترین سطح از کیفیت و کارکرد عالی، شامل اجزای زیر خواهد بود:

• بدنه برج: معمولاً از فولاد ضدزنگ یا فولاد کربنی با پوشش اپوکسی ساخته می‌شود.
• شبکه توزیع جریان: برای توزیع یکنواخت گاز یا مایع.
• بستر کربن فعال: ممکن است گرانولی (GAC)، پودری (PAC) یا اکسترود باشد.
• فیلترهای پیش‌ورود: جهت حذف ذرات معلق پیش از ورود به برج.
• موانع توزیع (distributors) و صفحات نگهدارنده: برای کنترل جریان و جلوگیری از فرسایش کربن.
• دریچه‌های نمونه‌برداری و تخلیه.

کاربردهای صنعتی برج کربن اکتیو

مزایای اصلی این تجهیز صنعتی عبارتند از:

• ظرفیت بالای جذب روغن
• افت فشار کم
• طول عمر طولانی
• عدم آلودگی تجهیزات به وسیله روغن

همچنین، هدف از استفاده از برج کربن اکتیو در صنایع گوناگون را در ادامه بررسی می‌کنیم:

نتیجه ‌گیری

برج کربن فعال یک فناوری کارآمد و مطمئن برای حذف طیف وسیعی از آلاینده‌ها در جریان‌های گازی و مایع است. طراحی مهندسی دقیق، انتخاب صحیح کربن فعال، کنترل مناسب شرایط عملیاتی و نگهداری منظم، شرط موفقیت بلندمدت این تجهیز در فرآیندهای صنعتی است. به دلیل انعطاف‌پذیری عملکردی و هزینه عملیاتی نسبتاً پایین، این برج‌ها در طیف وسیعی از کاربردها در حال گسترش هستند. پیشنهاد می‌شود جهت کسب اطلاعات بیشتر و رفع سوالات فنی، با مهندسان مجرب شرکت صنایع اکسیژن دلوار فراز در تماس باشید.