EQUIPOS Y SISTEMAS DE MANEJO DE MATERIALES A GRANEL

Carbón, Activado

Descripción general:

El carbón activado es un término utilizado para describir el material (generalmente orgánico) que se ha calentado a temperaturas por arriba de 315° C (600° F) o que primero se impregnó con un ácido fuerte o material base y posteriormente se calentó a temperaturas por arriba de 232° C (450° F). Este tratamiento quema o "carboniza" el material. El carbón tiene una afinidad natural con los materiales orgánicos con los cuales se une en su superficie. El proceso de activación crea poros microscópicos que incrementan el área de la superficie de cada partícula, dando origen al estado de carbón activado como un adsorbente muy confiable.

Los carbonos activados están hechos de una amplia gama de materiales orgánicos que varía entre carbón y semillas de durazno. El carbón activado está disponible en formas en polvo (PAC), granulado (GAC) y gránulos. El tipo de carbón activado elegido dependerá probablemente de su aplicación propuesta. Un carbón activado con grandes orificios es el más idóneo en la recolección de químicos orgánicos pesados, como el benceno, mientras que los poros más pequeños atraparán los más ligeros, algunas veces contaminantes más gaseosos.1

El carbón activado se ha utilizado históricamente para eliminación de olores, pigmentación de colores y diversas funciones catalíticas. Sin embargo, los recientes avances en procesos de creación del carbón activado han conducido a más descubrimientos sobre su uso. El carbón activado ahora es un material clave en el tratamiento de agua potable, aplicaciones de máquinas de filtración para riñones, limpieza de derrames de residuos industriales llevado por las aguas y en la recuperación de oro.2

 
Características y Dificultades:

En su forma en polvo, el carbón activado es muy fino, con un tamaño de partícula promedio de 20 micras y densidad aparente de 34.4 kg/m3 (21.5 lb/pies3). Es muy sensible al aire, es decir, el movimiento más ligero del aire puede ocasionar que el carbón activado vuele y se convierta en polvo. Este polvo se fluidiza o asume las propiedades de un líquido. El polvo del carbón activado cubrirá prácticamente todo donde aterrice, incluyendo maquinaria, ropa y piel. En su forma en polvo, algunos

carbones activados son capaces de crear una explosión de polvo.

Otra dificultad inherente al carbón activado es que es insoluble en agua y en la mayoría de los solventes. Los operadores deben vigilar estrechamente para evitar derrames y la costosa limpieza de aspirado en seco que continuaría.

Algunos grados de carbón activado pueden ser degradables. Si se daña muy gravemente en el proceso de manejo, el material puede perder su eficacia como adsorbente.

En la forma de carbón vegetal activado, a los carbones activados se les asigna normalmente una clasificación de incendio de 3 según HMIS, lo que indica alta inflamabilidad en presencia de flamas abiertas, chispas o calor. Una llamarada de carbón vegetal activado puede volver a incendiar después de que se ha extinguido el fuego. El carbón vegetal activado recién preparado puede ser exotérmico.3

Conforme a lo descrito anteriormente, el carbón activado en polvo puede ser sensible al aire y tiende a fluidizarse. Esto ha resultado en la inundación de la línea de transporte por el carbón activado en polvo. En su forma granular, el carbón activado puede tender a interbloquearse y retener el flujo en la línea de transporte.

Si el carbón activado se ha transportado a la planta procesadora en supersacos, los marcos usados para descargar los sacos generalmente requieren accesorios adicionales para vaciar por completo del saco el carbón activado. Esto incluye características como marcos accionados por muelles que extenderán y estirarán los sacos conforme se vacíen y aligeren volviéndolos rígidos y eliminando cualquier conglomerado de carbón activado esquinado en los sacos. Los dispositivos activadores de sacos suelen ser eficientes para agitar este material, desalojar acumulaciones de carbón activado y promover un mejor flujo. Algunos de estos dispositivos activadores de sacos también sirven como sellos herméticos entre el supersaco y la tolva receptora.

Conforme el carbón activado llena la tolva receptora, el aire dentro del recipiente se fuerza a salir. A menos que el aire desplazado pase a través de un filtro, se incrementa la posibilidad de que partículas de polvo de carbón activado se escapen a la atmósfera circundante. Un colector de polvo montado en el marco descargador contendrá el dióxido de

Carbón, Activado
 
titanio dentro del sistema de transporte. Esto no sólo disminuye la cantidad de esfuerzos de mantenimiento necesarios, sino que el colector también puede reducir el desperdicio de producto si está equipado con un chorro de pulsación invertida el cual limpia neumáticamente los medios del filtro, regresando el carbón activado recolectado a la tolva receptora.

Si el carbón activado se empaca en sacos más pequeños, una estación de volcado con cubierta de polvo y cartuchos de filtración son quizá suficientes para soportar la descarga manual del material. Como se mencionó anteriormente, una pulsación neumática puede usarse para limpiar los filtros y regresar el carbón activado a la tolva receptora. Un compactador de sacos conectado a la estación de volcado de sacos, puede permitir al operador pasar directamente los sacos vacíos a un compactador, reduciendo, en consecuencia, el volumen de desperdicio al mismo tiempo que se contiene el polvo.

La geometría de los alimentadores de tolvas representa otro aspecto importante en el manejo del carbón activado. A fin de evitar errores en la carga del transportador, quizá sea necesario incorporar dispositivos como vibradores o agitadores mecánicos para promover el flujo. Es recomendable la asesoría por parte de un proveedor experimentado de equipo de manejo de carbón activado para efectos de la ubicación correcta de estos dispositivos.

Si el carbón activado se transporta neumáticamente en un sistema de procesamiento, debe ajustarse el tamaño del soplador usado para mover el carbón activado a través de la línea de transporte a fin de satisfacer las demandas del sistema.

Si se utiliza un tornillo flexible para transportar el carbón activado, por lo general, un diseño de tornillo redondo se usa para la forma granular; mientras que la forma en polvo se maneja mejor con un tornillo más ancho y plano.

En caso de que la aplicación cuente con la carga de carbón activado en supersacos, la capacidad del saco se incrementará con el uso de una plataforma de densificación vibratoria para desairear el carbón activado conforme se llena y con la aplicación de celdas de carga a fin de alcanzar el peso deseado. Los sellos positivos interactuando entre el supersaco y el equipo de llenado asegurarán una operación hermética al polvo.

 
Aplicaciones de Flexicon:

Los sistemas de supresión y recolección de polvo de Flexicon aseguran la contención adecuada de carbón activado durante todo el proceso de transportación.

Dos plantas de tratamiento de agua municipales redujeron el polvo y el trabajo manual después de instalar sistemas de Flexicon.

La asesoría por parte de un especialista de Flexicon le ayudará a decidir si una solución de tornillo flexible o neumática se adapta mejor a su aplicación de carbón activado.

El personal experto de diseño e ingeniería de Flexicon ponderará cada parámetro y le recomendará la mejor solución. A solicitud, el laboratorio de pruebas de Flexicon simulará las funciones de manejo de carbón activado antes de que el sistema se instale en su planta.

La línea de productos de Flexicon de transportadores avanzados de promoción de flujo, tolvas de alto flujo, plataformas de desaeración / densificación y una variedad de otros componentes y accesorios son productos probados que promueven el flujo mientras reducen la degradación, la formación de polvo y la separación de mezclas comprometidas de diversas partículas.

 
1 Slate: How Does Activated Carbon Work? 28 de noviembre de 2005
2 Kuraray Chemical Company: Algunos ejemplos de carbonos activados
3 Material Safety Data Sheet o MSDS (hoja de datos de seguridad del material), Carbón vegetal, activado, en polvo, MSDS
Fuentes: Donde se indica. Toda la demás información es cortesía de Flexicon Corp.

 

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