La respuesta breve
En el caso de los lechos filtrantes para el tratamiento del agua, el carbón activado granular suele ser la primera opción a considerar. En el caso de los lechos fijos para gases industriales, en los que la resistencia al flujo de aire es un factor importante, suele merecer la pena evaluar primero el carbón activado en gránulos. El carbón granular está formado por partículas irregulares y suele comercializarse según el tamaño de tamiz. El carbón en gránulos se extruye en forma de gránulos cilíndricos y suele especificarse por su diámetro.
La verdadera disyuntiva no se reduce simplemente a “granulado frente a pellets”. Se trata del tamaño de las partículas y de las condiciones de flujo que requiere el equipo, junto con el rendimiento de adsorción que exige el objetivo del tratamiento. La forma de gránulo no implica automáticamente una mayor capacidad, y el carbón granular no implica automáticamente un precio más bajo. En los apartados siguientes se comparan ambas formas y se explica cuándo cada una de ellas es un punto de partida razonable.
En los proyectos industriales de tratamiento de aguas y purificación de gases, es posible que reciba dos propuestas de carbón activado con un aspecto muy diferente: una con gránulos negros irregulares y otra con pequeños cilindros bien definidos. Ambos pueden utilizarse para la adsorción, pero, una vez introducidos en el mismo tipo de equipo, pueden presentar diferencias en cuanto a la caída de presión, el comportamiento del lecho y su idoneidad para las condiciones de funcionamiento.
La selección no tiene por qué empezar con una larga lista de especificaciones. En primer lugar, hay que determinar qué modelo se adapta al equipo y a la aplicación; a continuación, comparar el rendimiento del tratamiento. Esto suele facilitar la identificación de los productos que merece la pena probar y para los que conviene solicitar un presupuesto.
¿Qué es el carbón activado granular?
El carbón activado granular (GAC) es un adsorbente en forma de partículas con una estructura porosa interna; en esta comparación, se refiere al carbón granular irregular, a diferencia del carbón cilíndrico extruido. Se puede fabricar a partir de materias primas como el carbón o la cáscara de coco mediante carbonización, activación, trituración y tamizado. En algunos procesos de fabricación, primero se aglomera la materia prima y, posteriormente, se transforma en gránulos. Por lo tanto, el término “carbón granular” describe la forma del producto; no identifica una materia prima ni un proceso concretos.
Las especificaciones suelen expresarse como un rango de tamaño de tamiz, como por ejemplo malla 8×30 o malla 12×40. Estos dos números describen el rango del tamiz, no la longitud ni la anchura de una partícula. Los productos de Qizhong gama de carbón activado granular incluye estos dos tamaños, así como otras opciones de tamaño de partícula disponibles.
El carbón granular se utiliza habitualmente en los lechos de adsorción para el tratamiento del agua, y también existen grados específicos para la purificación del aire y de los gases. En los equipos de tratamiento de agua, la selección del tamaño adecuado es el punto de partida para ajustar la caída de presión en el lecho, el contacto de adsorción y las condiciones de retrolavado.
- Principales ventajas: Una amplia variedad de materias primas y tamaños de malla facilita la adaptación a los lechos de tratamiento de agua existentes y a las diferentes funciones de adsorción.
- Principales limitaciones: Un tamaño de partícula más fino no siempre es mejor. Aunque reducir el tamaño de las partículas puede favorecer la transferencia de masa, también puede aumentar la caída de presión en el lecho. La resistencia a la abrasión y el contenido de partículas finas dependen del tipo específico de material.
¿Qué es el carbón activo en gránulos?
El carbón activado en gránulos es carbón activado que se obtiene mediante extrusión en forma de gránulos cilíndricos; también se denomina carbón activado extruido. Un proceso de fabricación típico incluye la formulación, la extrusión y las etapas correspondientes de carbonización y activación. El moldeado determina las dimensiones externas, mientras que la activación desarrolla la estructura porosa interna; cada uno de estos procesos tiene una finalidad distinta.
El carbón en gránulos suele especificarse por su diámetro, por ejemplo, 3 mm o 4 mm. Los gránulos con el mismo diámetro pueden presentar, no obstante, distribuciones de longitud diferentes. Los de Qizhong Gama de carbón activo en gránulos Incluye estos dos diámetros y otras opciones; a la hora de realizar la carga, también se debe tener en cuenta la distribución de la longitud de los pellets.
Este formato se utiliza habitualmente en el tratamiento de gases de escape industriales, la purificación del aire y los lechos fijos para la recuperación de disolventes. Su forma regular y los diámetros disponibles lo convierten en una opción habitual para los lechos en fase gaseosa diseñados para minimizar la caída de presión. Los grados de alta resistencia y bajo contenido en polvo también pueden ayudar a reducir la rotura de partículas durante la carga y el funcionamiento.
- Principales ventajas: Su forma regular resulta muy práctica para adaptarla a los lechos fijos de gas en función del diámetro, y hay diferentes calidades disponibles para equilibrar los requisitos de resistencia, polvo y caudal.
- Principales limitaciones: Un diámetro mayor no garantiza automáticamente un mejor tratamiento. Las dimensiones de las partículas, el tiempo de contacto y el contaminante objetivo deben seguir siendo adecuados, y algunas aplicaciones de tratamiento de agua requieren grados específicamente adaptados a ese fin.
Carbón activo granular frente a carbón activo en gránulos: comparación de un vistazo
| Punto de comparación | Carbón activo granulado | Carbón activado en pellets |
|---|---|---|
| Forma y especificaciones | Partículas de forma irregular; normalmente clasificadas según el tamaño de malla, como 8×30 o 12×40. | Gránulos cilíndricos; normalmente se eligen por su diámetro, como 3 o 4 mm, y su longitud se adapta por separado. |
| Punto de partida habitual | Lechos de adsorción para el tratamiento del agua; también hay disponibles grados para fase gaseosa | Lechos fijos para gases industriales; también hay disponibles modelos para el tratamiento del agua |
| Resistencia al flujo | La selección del tamaño de las partículas es importante; en los lechos en fase gaseosa también se pueden utilizar gránulos de mayor tamaño. | Una opción habitual para lechos de gas de baja resistencia; el rendimiento real sigue dependiendo de las dimensiones y las condiciones del lecho |
| Rendimiento de adsorción | Selecciona la materia prima, la estructura porosa y el grado en función del contaminante objetivo. | Selecciona también el grado en función del contaminante objetivo; una forma regular no implica una mayor capacidad. |
| Fuerza y polvo | Hay disponibles calidades con alta resistencia a la abrasión; el tratamiento del agua requiere que se adapten a las condiciones de retrolavado. | Se ofrecen calidades de alta resistencia y bajo nivel de polvo para cumplir con los requisitos correspondientes en lechos de gas. |
| Economía | Compara el coste de cargar una cama, el consumo energético y el coste de sustitución | Calcula el coste de carga de la misma manera, teniendo en cuenta también la energía asociada a la caída de presión en fase gaseosa. |
¿Qué es mejor para el tratamiento del agua o para la purificación del gas?
En el caso de un aplicación en el tratamiento del agua, el carbón granular suele ser el punto de partida más directo. Está disponible en diferentes materias primas y tamaños de tamiz, lo que facilita seguir utilizando la especificación del medio filtrante ya incorporada en el equipo y adaptarse al caudal de agua y a las condiciones de retrolavado. A la hora de sustituir el carbón en un lecho existente, si el diseño original especifica un tamaño de grano concreto, suele ser más fiable buscar primero un tipo adecuado con la misma forma, en lugar de cambiar la forma de inmediato.
Para un aplicación industrial de tratamiento de aire o gas En los casos en los que la resistencia a la ventilación es un factor importante, conviene dar prioridad al carbón en gránulos a la hora de evaluar las opciones. El tratamiento de olores industriales o de vapores de disolventes, por ejemplo, requiere no solo un adsorbente adecuado, sino también un caudal de aire suficiente a través del lecho de carbón dentro de la caída de presión permitida. El carbón en gránulos cuenta con opciones de producto consolidadas para estas aplicaciones.
Ambas formas se solapan en cuanto a su uso: el carbón granular también se utiliza en lechos fijos en fase gaseosa, y algunos tipos de gránulos son adecuados para el tratamiento del agua. Si los equipos existentes funcionan correctamente, no hay necesidad de cambiar el diseño del medio filtrante simplemente porque la otra forma sea más habitual en un ámbito concreto.
El punto de partida está claro: empezar por el carbón granular para los lechos convencionales de tratamiento de agua y evaluar primero el carbón en gránulos para los lechos industriales de gas de menor resistencia. En el caso de los equipos ya existentes, utilizar las especificaciones de diseño originales como base para encontrar un tipo de carbón alternativo.
¿Qué forma presenta menor resistencia al flujo?
En los sistemas en fase gaseosa, la caída de presión influye en la capacidad del ventilador para proporcionar el caudal deseado y en el consumo energético del sistema. La forma regular y los diámetros disponibles del carbón en gránulos lo hacen adecuado para adaptarse a un lecho de menor resistencia; esta es una de las razones por las que se suele tener en cuenta para la purificación de gases industriales.
En el caso del carbón granular, también hay que tener en cuenta el tamaño de tamiz. En los lechos de gas también se pueden utilizar gránulos más gruesos. Las partículas más finas pueden acortar la distancia de difusión interna, pero suelen provocar una mayor caída de presión. Por lo tanto, al comparar la resistencia, hay que tener en cuenta tanto las dimensiones de las partículas como su forma.
Al comparar dos modelos candidatos, solicita al proveedor los datos de caída de presión en las mismas condiciones de gas, caudal real y geometría del lecho. Solo así podrás determinar qué especificación consumirá una mayor parte del margen de presión disponible del ventilador.
Cuando el margen de presión del ventilador es limitado, se deben determinar primero las especificaciones del tamiz utilizando la caída de presión al caudal deseado. Conviene dar prioridad a un tipo de gránulo adecuado; sin embargo, no hay motivo para sustituir una solución existente de gránulos gruesos de baja resistencia únicamente para cambiar la forma del producto.
¿Qué forma ofrece una mejor adsorción?
Si la pregunta es “¿qué forma permite tratar más contaminantes con la misma tonelada de carbón?”, la respuesta depende en primer lugar del grado del material, no de la forma externa. Gran parte de la superficie de adsorción del carbón activado se encuentra en el interior de su estructura porosa. La materia prima, la activación y el tratamiento superficial influyen en el rendimiento frente a diferentes sustancias. Dar al carbón la forma de pequeños cilindros regulares no aumenta automáticamente la capacidad de retención del contaminante en cuestión.
El tamaño de las partículas es una de las características ajustables del carbón granular. En el caso de materiales comparables en otros aspectos, las partículas más pequeñas suelen acortar la distancia de difusión interna y pueden mejorar la velocidad de adsorción, pero una velocidad mayor no implica una mayor capacidad de saturación. El carbón en gránulos también está disponible en diferentes diámetros, por lo que no debe considerarse “siempre más grueso y más lento” que el carbón granular.
Por ejemplo, la adsorción habitual de COV debe compararse utilizando el compuesto objetivo en la concentración, temperatura y humedad pertinentes. Cuando sea necesaria la impregnación, se deben seleccionar primero las formulaciones adecuadas para el gas objetivo. Tanto los productos granulados como los en pellets pueden estar disponibles en calidades modificadas; la impregnación no es exclusiva de ninguna de las dos formas.
El índice de yodo o el CTC pueden ayudar a describir el rendimiento específico de un producto en las pruebas, pero ninguno de ellos sustituye a una comparación de la capacidad real de tratamiento para cada contaminante.
El rendimiento de la adsorción no debe determinarse únicamente en función de la forma del producto. Solicita datos sobre la capacidad operativa o el umbral de saturación para el contaminante en cuestión en las condiciones de funcionamiento especificadas y, a continuación, compáralos con el tiempo de contacto requerido. Esto responde a la pregunta “¿cuál trata más?” de forma más eficaz que la mera comparación de los índices de yodo.
¿Cuál es más duradero y genera menos polvo?
Algunos tipos de carbón en gránulos están diseñados para ofrecer una elevada resistencia mecánica y un bajo nivel de polvo, lo que los hace adecuados para sistemas de gas en los que es importante reducir los daños causados por la carga y la presencia de partículas finas en el lecho.
También se comercializan productos de carbón granular de alta resistencia. La materia prima y el proceso de fabricación influyen en la resistencia del producto final. En aplicaciones que impliquen retrolavado o transporte, no debe descartarse un tipo de carbón granular adecuadamente especificado simplemente porque sus partículas sean irregulares.
En el ámbito de las compras, compare los valores de dureza o resistencia a la abrasión utilizando el mismo método de ensayo y, a continuación, tenga en cuenta los finos iniciales y las condiciones reales de funcionamiento. En el tratamiento del agua, hay que prestar atención al desgaste durante el retrolavado; en los lechos en fase gaseosa, la rotura de la carga y el control del polvo suelen ser preocupaciones más inmediatas.
En el caso de los lechos de gas, hay que centrarse en la rotura durante la carga y las partículas finas; en el caso de los lechos filtrantes con retrolavado, hay que centrarse en la resistencia a la abrasión. En el primer caso, se puede empezar con calidades de gránulos con bajo contenido en polvo, mientras que en el segundo se debe empezar con una calidad granular resistente al desgaste que cumpla los requisitos del equipo.
¿Qué formulario tiene el coste total más bajo?
El carbón granular no es necesariamente más barato, y el carbón en pellets no es necesariamente más caro. La materia prima, el nivel de activación, el postratamiento y las especificaciones de compra influyen en el presupuesto. Solo los presupuestos correspondientes a calidades específicas en las mismas condiciones de compra pueden determinar cuál tiene el precio de compra más bajo.
El coste operativo requiere un paso más. Si el carbón granular puede ajustarse a las especificaciones actuales del lecho de tratamiento de agua, podría evitarse la necesidad de readaptar los equipos tras cambiar el material filtrante. Si el carbón en gránulos cumple el requisito de menor resistencia al caudal de gas deseado, podría suponer una ventaja en cuanto al consumo energético del ventilador.
El peso de carbón necesario para llenar el mismo volumen de lecho también puede variar. Centrarse únicamente en el precio por tonelada puede ocultar la cantidad de carga, el consumo energético, la frecuencia de sustitución y los costes de eliminación. Compara estos costes para el mismo volumen de tratamiento o periodo de funcionamiento.
Una comparación de precios más práctica consiste en lo siguiente: primero, calcular el coste de llenar una cama; a continuación, calcular los costes de energía, sustitución y eliminación correspondientes a la misma capacidad de tratamiento. Un tipo de material con un precio de compra ligeramente superior puede resultar más económico si su rendimiento operativo se adapta mejor a la aplicación.
¿Cómo deberías tomar la decisión final?
Da prioridad al carbón activado granular cuando:
- Estás seleccionando el material filtrante para un lecho de adsorción convencional destinado al tratamiento del agua y necesitas ajustar el tamaño de tamiz, el caudal de agua y las condiciones de retrolavado.
- El equipo actual ya utiliza carbón granular adecuado y usted desea seleccionar un tipo más adecuado sin modificar el diseño del lecho filtrante.
Da prioridad al carbón activo en gránulos cuando:
- Estás diseñando o adquiriendo un lecho fijo para gases industriales en el que una baja resistencia al flujo de aire es un requisito importante.
- El equipo requiere carbono extruido con un diámetro específico y tiene requisitos claros en cuanto a resistencia, rotura o polvo.
Cuando ambos productos cumplen las condiciones básicas, el producto que vale la pena comprar es el grado que permite alcanzar el objetivo de tratamiento en su equipo con un coste operativo razonable. La forma del producto determina el punto de partida de la comparación; el rendimiento en la aplicación determina la elección final.
Solicita muestras de carbón activo y un presupuesto de selección
Envía a Qizhong tu solicitud, las especificaciones conocidas o los requisitos de funcionamiento, así como el volumen de compra estimado. Podemos recomendarte opciones de productos adecuadas, proporcionarte un presupuesto y enviarte muestras para que las evalúes con más detalle. Si ya dispones de las especificaciones del carbón que estás utilizando, inclúyelas para que podamos utilizarlas como referencia comparativa.
Envía tu solicitud y las especificaciones para solicitar muestras y un presupuesto
Preguntas frecuentes
¿Se puede sustituir directamente el carbón activado granular por carbón activado en gránulos?
No basta con sustituirlo por otro del mismo peso. Es posible que el mismo peso no ocupe el mismo volumen, y un cambio en las dimensiones de las partículas puede afectar al flujo del lecho. En el caso de los equipos de tratamiento de agua, comprueba también la disposición del soporte y de retención del medio filtrante, así como las condiciones de retrolavado. Compare las dimensiones de las partículas del nuevo producto, la cantidad de carga y los requisitos de funcionamiento con el diseño original del equipo antes de decidir si la sustitución es adecuada.
¿Cuál dura más: el carbón granular o el carbón en pastillas?
No existe una vida útil universal determinada por la forma. La vida útil depende del contaminante objetivo, la carga, la capacidad efectiva, las condiciones de contacto y la concentración permitida en el agua tratada o en los gases de escape. Evalúa los grados candidatos en las mismas condiciones de funcionamiento y según los mismos criterios de sustitución para estimar el periodo de funcionamiento previsto.
¿Qué relación hay entre el carbón a base de carbón y el carbón de cáscara de coco, por un lado, y el carbón granular y el carbón en pellets, por otro?
Los dos primeros términos se refieren a la materia prima; los dos últimos, a la forma del producto. Tanto el carbón a base de carbón como el carbón de cáscara de coco pueden transformarse en diferentes formas de producto. El carbón granular no debe equipararse al carbón de cáscara de coco, y el carbón en pellets no debe equipararse automáticamente al carbón a base de carbón. Al solicitar presupuestos, indique por separado la materia prima, la forma y el grado de aplicación, para que los productos puedan compararse con precisión.
Fuentes
Este artículo hace referencia a los siguientes materiales técnicos y de producto originales; los ejemplos de dimensiones proceden de las gamas de productos de Qizhong disponibles al público.
- CarboTech: Formas y aplicaciones del carbón activado
- Donau Carbon: Categorías de productos para el tratamiento del agua y la purificación de gases y Información sobre productos para la purificación de gases
- CarboTech: Tratamiento de impregnación y contaminantes objetivo
- Calgon Carbon: Conceptos básicos sobre el carbón activado: tamaño de las partículas, adsorción y diseño del lecho
- Gama de carbón activado granular de Qizhong y Gama de carbón activo en gránulos