MOBFAN 4500

Filtre charbon actif ATEX mobile pour le traitement des COVs

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Comment fonctionne le piégeage des polluants de l’air avec du charbon actif ?

Lors de la circulation de l’air pollué au travers d’une couche de charbon actif, le polluant organique contenu dans l’air se lie à la surface du matériau adsorbant et y est capturé. La capacité d’adsorption de l’adsorbant dépend :

• de la surface développée ou surface spécifique du matériau. Les adsorbants industriels sont très poreux et développent des surfaces spécifiques très importantes de l’ordre de 600 à 1 500 m²/g. 10g de charbon actif dispose en moyenne de la surface d’un terrain de foot !
• de la concentration du polluant organique. Il s’établit un équilibre entre la masse de polluant adsorbée par unité de masse de l’adsorbant. On peut l’exprimer sous la forme de la loi de Freundlich. Vous pourrez retrouver les ratios d’adoption (masse polluant / masse d’adsorbant) dans le document  

Il existe différents types de filtres à charbon actif pour le traitement des COV générées dans l’industrie. Les principaux incluent les filtres contenant des granulés ou de la poudre ou encore des matériaux imprégnés de charbon. Les filtres imprégnés de charbon ne disposent que d’une faible quantité de charbon et se saturent très rapidement au contact de polluants. Ces matériaux imprégnés de charbon ne sont pas adaptés à la plupart des applications industrielles.

Les avantages des filtres à charbon actif résident dans leur capacité à adsorber efficacement les COV, réduisant ainsi les émissions nocives dans l’atmosphère. Cependant, leur utilisation peut présenter des inconvénients, tels que la nécessité de remplacer régulièrement le charbon saturé et les coûts associés du charbon neuf et de l’évacuation du charbon usagé. En effet, si la concentration de polluant à traiter est trop importante, la charge de charbon actif se saturera rapidement. Il faudra donc remplacer fréquemment le charbon actif ou disposer d’une charge de charbon importante afin de tenir entre deux remplacements de charbon. On peut appréhender la fréquence de remplacement du charbon comme suit :

T = (1000 x Ch x K / (C x Q) : 

• C = Concentration de polluant en mg/m3
• Q = Débit d’air à traiter en m3/h
• Ch = charge de charbon en kg.
• K = Constante d’absorption en kg de polluant par kg d’adsorbant exprimée en % (cf liste)
• T = temps en h entre deux remplacements en heure de fonctionnement

Il n’est quasiment pas possible de mesurer automatiquement la saturation d’un charbon sauf à ce que le polluant soit unique et récurrent. Il n’existe pas non plus de grandeur physique facilement mesurables permettant de connaitre le degré de saturation d’un charbon. L’augmentation de poids de l’adsorbant est, en effet, difficilement mesurable. Le « retour de l’odeur » reste souvent l’indicateur de saturation du charbon. C’est la raison pour laquelle la plupart des filtres au charbon actif sont équipés d’un compteur horaire, afin de remplacer le charbon après un nombre d’heure connu ou calculé de manière théorique selon la formule indiquée ci-dessus.

Lors de la sélection d’un filtre à charbon actif, plusieurs paramètres doivent être pris en compte, notamment la nature des COVs, ou polluants gazeux à traiter, le débit d’air, la température et la pression de fonctionnement. De manière générale, on utilisera un traitement au charbon en deçà de 50°C. Plus la température est élevée, plus la capacité d’absorption d’un adsorbant baisse.

Outre la concentration, l’efficacité et la durée de vie des filtres au charbon actif est influencée par plusieurs facteurs, notamment la qualité du charbon actif, les conditions de fonctionnement (température, pression et hygrométrie) et la poussière contenue dans le flux. Il est important de bien filtrer les particules et la poussière contenus dans l’air à filtre afin que les pores du charbon ne soient pas saturés par la poussière.  Une humidité relative importante dégrade également considérablement l’efficacité et la durée de vie du charbon. En effet, si la vapeur d’eau condense, l’eau sous forme liquide sature les pores du charbon comme un polluant.  

Des approches innovantes émergent dans le domaine du traitement des COV industriels tels que l’utilisation de catalyseurs ou de matériaux nano-composites, visant à améliorer l’efficacité et la durabilité des filtres à charbon actif. Nous déployons également des adsorbants dont la couleur change en fonction du degré de saturation.

Le temps de contact entre le polluant et le charbon est primordial. Pour ce faire, on privilégiera des vitesses de passage à travers le charbon les plus faibles possibles et bien évidemment des charges de charbons actifs ramenée au débit à traiter les plus importantes possibles. La géométrie du filtre est très importante afin de permettre un temps de contact long. Le charbon actif en cartouches offre un meilleur temps de contact qu’en lit.

Afin d’augmenter l’efficacité de traitement, il est possible d’utiliser des charbons actifs « dopés » chimiquement ou des mélanges de différents adsorbants. On pourra notamment cibler le traitement sur des familles de polluants comme par exemple :

• H2S avec notre adsorbant spécifique OBCKV-SULFREE HE
• Les vapeurs acides, Thiols, HCI, acide acétique, acide formique avec notre adsorbant OBCKV-ACID FREE HE 
• Formaldéhyde, Aldéhyde, Dioxyde d’azote NOx, Gaz, H2S, HCN, Mercaptans, gaz oxydants, SO2 avec notre absorbant OBCKO-PURPLE
• OBCKV-CL2 Spécifiquement pour CL2, Chlore
• OBCKV-HG pour le Mercure 

Il est également possible de combiner plusieurs étages de filtration successif afin d’augmenter le temps de contact et la sélectivité du traitement.

Changement de la cartouche charbon actif

Simplicité et efficacité

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Que faire du charbon en fin de vie lorsqu’il est saturé.

Dans certains cas, Il est possible de recycler un charbon actif. Il existe des méthodes de régénération telles que la désorption thermique ou la vapeur d’eau. Ces techniques permettent de restaurer l’efficacité du charbon actif et de réduire ainsi les coûts de remplacement. Lorsque les charbons ne peuvent pas être régénérés, ils peuvent être valorisés thermiquement car ils ont un haut pouvoir calorique. OberA propose des solutions de reprise et de recyclage de vos charbons usagés.

Dans quels cas utiliser des filtres au charbon actif.

Vous trouverez ci-après quelques guides afin de vous permettre de d’appréhender les critères de sélection d’une solution de traitement avec du charbon actif.

• Lorsqu’on est en présence de COVs, de vapeurs, de solvants, ou d’odeurs. Le polluant doit pouvoir être traité avec du charbon actif. Pour vous en assurer, référez vous à notre liste de polluants.
• Faibles concentrations de polluants : le charbon actif est bien adapté pour des concentrations faibles. Plus les concentrations augmentent plus les procédés par oxydation (oxydation thermique, oxydation catalytique) ont du sens. En effet, lorsque la concentration est importante, il peut être intéressant de le « bruler » ; l’oxydation thermique prend tout son sens quand la concentration est suffisante pour que la combustion soit auto-therme. Si la concentration est insuffisante, il faut concentrer le polluant organique ou ajouter du gaz pour le bruler. 
• Faible débit : si le débit à traiter est faible, le traitement avec du charbon actif prend tout son sens car les équipements sont généralement peut couteux par rapport à d’autre technologies telles que l’oxydation thermique, les biofiltres,…

Quelles applications industrielles peuvent être traitées avec du charbon actif.

Les COV sont une classe de composés chimiques organiques qui s’évaporent facilement à température ambiante et qui peuvent avoir des effets nocifs sur la santé humaine et l’environnement. Parmi les COV les plus couramment traités avec du charbon actif, on retrouve le styrène, le benzène, le toluène, l’éthylbenzène, le xylène (BTEX), ainsi que d’autres hydrocarbures aromatiques et aliphatiques, les formaldéhydes. Outre les COV, le charbon actif est également efficace dans l’élimination d’autres polluants gazeux tels que les composés organiques halogénés (COH), les gaz toxiques comme le monoxyde de carbone (CO), les composés odorants, les vapeurs de solvants, les composés sulfurés, les composés azotés et bien d’autres substances nocives.

Ces polluants sont émis par une multitude de sources industrielles telles que : 

• les processus de combustion ou chauffe conduisant à une dégradation thermique de composés à base d’hydrocarbures (injection plastique, découpe laser, impression 3D, gravure, …)
• les colles et mastics utilisés dans l’industrie
• la formulation et l’utilisation de résine, de durcisseurs…
• les solvants de nettoyage, de dégraissage, de peinture,…
• les formulations chimiques (pesées, déversement, remplissage,…)
• les odeurs et COVs générés par la dégradation de matières organiques

Les caractéristiques

Appareil		MOBFAN 4500
Débit d'air	m3/h	4500
ATEX	Poussière Gaz	Zone 22 Zone 2
Pression max	Pa	2000
Masse de charbon actif	kg	18.5

Les accessoires

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