Các hệ thống xử lý khí thải, khử mùi và hấp phụ VOC, than hoạt tính honeycomb được sử dụng khá phổ biến nhờ thiết kế dạng tổ ong giúp tăng diện tích tiếp xúc với dòng khí. So với than hoạt tính dạng hạt thông thường, vật liệu này có cấu trúc đặc biệt, cho phép không khí đi qua tương đối đồng đều và phù hợp với những hệ thống cần xử lý lưu lượng khí lớn.
Thực tế khi lựa chọn than honeycomb, không nên chỉ nhìn vào hình dạng tổ ong hay số lượng lỗ trên bề mặt. Khả năng hấp phụ còn phụ thuộc vào loại than nền, diện tích bề mặt, độ dày vật liệu, nồng độ chất ô nhiễm và điều kiện vận hành của hệ thống.
Than hoạt tính honeycomb là gì?
Than hoạt tính honeycomb, hay còn gọi là than hoạt tính tổ ong, là vật liệu hấp phụ được tạo hình thành các khối có nhiều kênh rỗng chạy xuyên suốt. Các kênh này có hình dạng tương tự cấu trúc tổ ong, tạo nên một hệ thống đường dẫn để dòng khí đi qua lớp vật liệu.
Bên trong than hoạt tính có rất nhiều lỗ xốp với kích thước khác nhau. Khi khí chứa các hợp chất gây mùi hoặc chất ô nhiễm đi qua, một phần các phân tử sẽ được giữ lại trên bề mặt và trong hệ thống mao quản của than nhờ cơ chế hấp phụ.
Điểm đáng chú ý nằm ở khả năng tạo hình. Thay vì các hạt than rời, honeycomb tạo thành một khối tương đối ổn định, thuận tiện khi bố trí thành từng module trong buồng hấp phụ.
Cấu tạo của than hoạt tính tổ ong
Một khối than honeycomb thường được tạo nên từ vật liệu carbon hoạt tính kết hợp với chất kết dính và được định hình theo cấu trúc nhiều lỗ. Tùy mục đích sử dụng, thành phần nguyên liệu và thông số kỹ thuật có thể thay đổi.
Phần quan trọng nhất vẫn là than hoạt tính, bởi đây là thành phần trực tiếp tham gia vào quá trình hấp phụ. Sau khi được hoạt hóa, vật liệu carbon có hệ thống mao quản phát triển, tạo ra diện tích bề mặt lớn so với kích thước vật lý của nó.
Các lỗ rỗng chạy xuyên qua khối than đóng vai trò như những đường dẫn khí. Khi thiết kế đúng, dòng khí có thể tiếp xúc với bề mặt hấp phụ trên diện tích tương đối lớn mà không cần sử dụng một lớp hạt than quá dày.
Chính cấu trúc này tạo nên sự khác biệt của than hoạt tính honeycomb so với một số dạng than hoạt tính rời được sử dụng trong các thiết bị xử lý khí.
Nguyên lý hoạt động của than honeycomb
Nguyên lý xử lý chủ yếu của vật liệu này là hấp phụ.
Dòng khí chứa mùi, hơi dung môi hoặc một số hợp chất hữu cơ bay hơi được đưa vào thiết bị. Khi đi qua các kênh của khối honeycomb, những chất có khả năng bị hấp phụ sẽ tiếp xúc với bề mặt than. Nhờ cấu trúc mao quản và lực tương tác trên bề mặt, các phân tử ô nhiễm được giữ lại trên vật liệu.
Có thể hình dung khá đơn giản: không khí đi xuyên qua các kênh tổ ong, còn các phân tử cần xử lý được giữ lại trên bề mặt carbon.
Tuy nhiên, hiệu quả thực tế không chỉ phụ thuộc vào bản thân than. Thời gian tiếp xúc, tốc độ dòng khí, nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ chất ô nhiễm và đặc tính của từng hợp chất đều có thể ảnh hưởng đáng kể đến khả năng hấp phụ.
Đây cũng là lý do cùng một loại than nhưng đưa vào hai hệ thống khác nhau vẫn có thể cho kết quả xử lý không giống nhau.
Than hoạt tính honeycomb được dùng để xử lý gì?
Than tổ ong thường được ứng dụng trong các hệ thống xử lý khí có yêu cầu hấp phụ mùi và hợp chất hữu cơ. Một số nhóm ứng dụng thường gặp gồm:
- Xử lý mùi trong nhà máy, khu sản xuất và khu vực có phát sinh khí.
- Hấp phụ một số hợp chất hữu cơ dễ bay hơi VOC.
- Xử lý hơi dung môi trong các công đoạn sản xuất phù hợp.
- Khử mùi cho hệ thống thông gió, phòng kỹ thuật hoặc khu vực xử lý khí.
- Kết hợp với các công nghệ khác trong dây chuyền xử lý khí thải công nghiệp.
- Ứng dụng trong hệ thống xử lý mùi tại một số ngành thực phẩm, hóa chất, in ấn, sơn và sản xuất công nghiệp.
Dù có phạm vi sử dụng rộng, than hoạt tính không phải vật liệu có thể xử lý hiệu quả mọi loại khí. Với từng nguồn phát sinh, cần xác định thành phần khí trước khi lựa chọn loại than và thiết kế thiết bị hấp phụ.
Ưu điểm của than hoạt tính Honeycomb
Một ưu điểm dễ nhận thấy là cấu trúc tổ ong tạo nhiều đường dẫn khí, giúp vật liệu phù hợp với các thiết bị xử lý có dòng khí đi qua liên tục.
So với lớp than dạng hạt, khối honeycomb có hình dạng cố định nên việc lắp đặt và thay thế tương đối thuận tiện. Vật liệu cũng có thể được bố trí thành nhiều module tùy kích thước buồng lọc.
Ngoài ra, cấu trúc nhiều kênh giúp giảm trở lực dòng khí trong một số thiết kế phù hợp. Đây là yếu tố đáng quan tâm khi hệ thống xử lý yêu cầu lưu lượng lớn và phải duy trì khả năng thông gió ổn định.
Một điểm khác là bề mặt tiếp xúc của vật liệu được phân bổ trên nhiều kênh nhỏ, nhờ đó khí có điều kiện tiếp xúc với vật liệu hấp phụ trong suốt quá trình đi qua lớp than.
Những yếu tố cần quan tâm khi chọn than hoạt tính honeycomb
Nếu chỉ dựa vào giá bán trên mỗi khối than, rất khó đánh giá một sản phẩm có phù hợp với hệ thống hay không. Khi lựa chọn, nên xem xét ít nhất các thông số như nguồn than nguyên liệu, diện tích bề mặt, độ dày khối than, kích thước lỗ, mật độ lỗ, độ ẩm, khả năng hấp phụ và điều kiện vận hành thực tế.
Lưu lượng khí cũng cần được tính đến. Một hệ thống có lưu lượng lớn nhưng sử dụng lớp than quá mỏng có thể khiến thời gian tiếp xúc không đủ, trong khi bố trí lớp quá dày lại làm tăng trở lực và ảnh hưởng đến quạt.
Đối với khí có nhiều thành phần khác nhau, việc xác định chất ô nhiễm chính càng quan trọng. Có trường hợp cần sử dụng than được lựa chọn riêng theo loại VOC hoặc kết hợp nhiều công đoạn xử lý thay vì chỉ dựa vào một lớp than hoạt tính.
Khi nào cần thay than hoạt tính honeycomb?
Than hoạt tính sau một thời gian vận hành sẽ dần đạt trạng thái bão hòa. Khi khả năng hấp phụ suy giảm, hiệu quả xử lý mùi hoặc khí ô nhiễm cũng giảm theo.
Thời gian sử dụng không có một con số cố định cho mọi hệ thống. Tần suất thay phụ thuộc vào nồng độ chất ô nhiễm, lưu lượng khí, thời gian vận hành mỗi ngày, độ ẩm và tải lượng chất hấp phụ.
Trong thực tế, nên theo dõi chất lượng khí sau xử lý, tình trạng vận hành và thông số của nhà sản xuất để xác định thời điểm thay vật liệu. Không nên chờ đến khi mùi phát sinh rõ rệt mới kiểm tra, bởi khi đó lớp than có thể đã suy giảm khả năng hấp phụ từ trước.
THB Vina cung cấp than hoạt tính honeycomb cho hệ thống xử lý khí
Việc chọn than hoạt tính honeycomb cần dựa trên đặc tính nguồn khí và yêu cầu xử lý thực tế thay vì chỉ chọn theo kích thước hoặc giá thành. Với các hệ thống xử lý khí công nghiệp, việc tính toán lưu lượng, nồng độ chất ô nhiễm và thời gian tiếp xúc ngay từ đầu sẽ giúp vật liệu phát huy đúng khả năng.
THB Vina cung cấp các giải pháp và vật tư phục vụ hệ thống xử lý bụi, khí thải và mùi công nghiệp. Nếu đang cần lựa chọn than hoạt tính tổ ong cho một hệ thống cụ thể, doanh nghiệp nên cung cấp thông tin về nguồn khí, lưu lượng và mục đích xử lý để có phương án vật liệu phù hợp hơn.
