La regeneración del carbón activado consiste en calentar el carbón usado a altas temperaturas para eliminar los contaminantes adsorbidos y restaurar sus propiedades de adsorción.
El intervalo de temperatura para este proceso suele estar entre 200 y 300 °C.
Este intervalo puede variar en función del método de regeneración específico y de la naturaleza de los materiales adsorbidos.
Este proceso es crucial para prolongar la vida útil del carbón activado y reducir los residuos en las aplicaciones industriales.
200-300°C: Explicación de los puntos clave
Rango de temperaturas para la regeneración
El rango de temperatura principal para la regeneración del carbón activado se sitúa entre 200 y 300 °C.
A estas temperaturas, el residuo carbonoso puede empezar a arder si hay oxígeno presente, dando lugar a una reacción exotérmica.
Una vez iniciada la combustión del carbón, la temperatura aumenta espontáneamente, convirtiendo el residuo en una brasa incandescente y liberando dióxido y/o monóxido de carbono.
Esta reacción es altamente exotérmica y puede provocar aumentos significativos de temperatura.
Cambios químicos durante la regeneración
Parte del nitrógeno que queda en el residuo puede oxidarse en óxidos de nitrógeno como NO2 y N2O3 a estas elevadas temperaturas.
El azufre, el cloro y el arsénico también pueden oxidarse y volatilizarse en esta etapa, contribuyendo a la eliminación de contaminantes del carbón activado.
Diferentes etapas de la carbonización
La etapa de secado de las briquetas implica el calentamiento de la biomasa hasta que la temperatura alcanza los 160°C, principalmente para la evaporación de la humedad sin cambios químicos.
La etapa de carbonización inicial implica el aumento de la temperatura hasta 160-280°C, durante la cual se produce la descomposición térmica de la hemicelulosa, produciendo CO2, CO y ácido acético.
La etapa de carbonización completa se produce a temperaturas entre 300-650°C, donde tiene lugar la descomposición química radical, que produce ácido acético, carbinol, alquitrán de madera y gases combustibles como metano y etileno.
Consideraciones especiales para la activación de biomasa
En las plantas a pequeña escala, se utilizan temperaturas de gas más bajas en el extremo de entrada para mejorar la eficiencia, pero la transferencia total de calor está limitada por la capacidad calorífica del flujo de gas y su velocidad.
Para fabricar pirocarburo, la temperatura del horno debe alcanzar los 800-1000°C, significativamente más alta que las temperaturas típicas de regeneración.
Regeneración del catalizador
El carbono depositado en el catalizador se quema reduciendo la temperatura de la retorta por debajo de 700°C y haciendo pasar aire a través de la retorta.
Este proceso suele producirse cada 3 semanas e implica la oxidación parcial del catalizador de níquel.
Una vez quemado, el catalizador se reduce a níquel metálico haciendo pasar una mezcla con la proporción correcta de aire y gas durante unas horas.
Eficacia de la regeneración
La eficacia de la regeneración del carbón activo depende de la composición de los residuos y de los parámetros del proceso, como la temperatura, la presión y el tiempo de retención del gas.
Las altas temperaturas de incineración (1000°C o 1220°C) pueden reducir los niveles de DQO y COT hasta un 80% o un 99%, respectivamente, en función del periodo de retención del gas.
Productos de apoyo
Normalmente, no se requieren productos de apoyo adicionales para el proceso de regeneración, lo que lo convierte en un método autónomo y eficaz para restaurar las propiedades adsorbentes del carbón activado.
En resumen, la regeneración del carbón activado es un proceso crítico para mantener la eficacia del carbón activado en diversas aplicaciones industriales.
El rango de temperaturas de 200-300 °C es típico para este proceso, pero pueden ser necesarias temperaturas más altas para aplicaciones específicas como la producción de pirocarburos o la regeneración de catalizadores.
Comprender estos puntos clave ayuda a optimizar el proceso de regeneración y a garantizar la longevidad y eficacia del carbón activado.
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