Bộ lọc than hoạt tính là gì?
Bộ lọc than hoạt tính được một số nhà sản xuất máy lọc không khí sử dụng để bẫy các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, các phân tử gây mùi và một số chất được coi là chất gây ô nhiễm không khí quan trọng trong nhà. Mặt khác, than hoạt tính không được sử dụng để lọc các hạt bụi mịn PM.
|
Than hoạt tính Than hoạt tính là một vật liệu bao gồm chủ yếu là vật liệu carbon có cấu trúc xốp. Nó có thể được sản xuất từ bất kỳ chất hữu cơ thực vật giàu carbon nào: gỗ, vỏ cây, vỏ dừa, v.v. Sau khi được kích hoạt (về mặt vật lý hoặc hóa học), diện tích bề mặt của than hoạt tính có thể đạt tới 400 đến 2.000 m².g-1. Than sau đó giữ lại các phân tử khí và chất lỏng. Do đó, hiệu quả của than hoạt tính đối với khí có thể phụ thuộc vào độ ẩm xung quanh. Đường kính lỗ rỗng phụ thuộc vào phương pháp kích hoạt và lỗ rỗng có trong nguyên liệu thô được sử dụng. Do đó, gáo dừa tạo ra các lỗ siêu nhỏ (<2 nm). Gỗ có thể có lỗ rỗng lớn hơn 50 nanomet. Để làm sạch không khí khỏi các khí gây ô nhiễm, than hoạt tính có lỗ xốp từ 1 đến 2 nanomet là phù hợp nhất. Than hoạt tính có đường kính lỗ rỗng khác nhau sẽ có hiệu suất khí khác nhau. Tuy nhiên, nhìn chung, kích thước lỗ rỗng của than hoạt tính không đều đặn nên chúng được gọi là vật liệu xốp “phi cấu trúc”. Do đó, hành vi của chúng rất khác nhau tùy thuộc vào các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và điều kiện xung quanh (nhiệt độ và độ ẩm). |
| Bộ lọc than hoạt tính hoạt động như thế nào?
Bộ lọc than hoạt tính hoạt động bằng cách hấp phụ, và chính xác hơn là bằng cách hấp thụ vật lý . Điều này có nghĩa là một số khí nhất định có trong không khí sẽ lọt vào các lỗ rỗng của than và. Không khí rời khỏi bộ lọc sau đó được lọc sạch các khí bị hấp phụ này. |
| Hấp phụ hay hấp thụ?
Hấp phụ không nên nhầm lẫn với hấp thụ. Hấp thụ là một quá trình trong đó các phân tử khí hoặc chất lỏng, khi tiếp xúc với vật liệu rắn, sẽ được tích hợp vào toàn bộ thể tích của nó. Hấp phụ là khi quá trình này chỉ ảnh hưởng đến bề mặt của chất rắn. |
Bộ lọc dựa trên hai dạng than hoạt tính khác nhau
Có sự phân biệt giữa than hoạt tính dạng hạt (GAC) và than hoạt tính dạng sợi (FAC)
Bộ lọc than hoạt tính dạng hạt (GAC) chứa các hạt có đường kính lên tới 3 mm. Chúng có tuổi thọ cao hơn và nhẹ hơn bộ lọc sợi than hoạt tính (AFC). Ở dạng này, than có thể được kết hợp với các chất khác. Ví dụ, một số nhà sản xuất sử dụng zeolit với các viên . Họ cho rằng nó có hiệu quả chống lại formaldehyde, một loại khí gây ung thư qua đường hô hấp, đại diện cho các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), nhưng không có nghiên cứu khoa học nghiêm túc nào chứng minh điều này. Trên thực tế, ưu điểm chính của zeolit là chi phí thấp. Các nhà nghiên cứu Đức từ Stiftung Warentest* đã thử nghiệm máy lọc không khí có bộ lọc (Philips, Dyson, Soehnle, Rowenta), với kết quả là than hoạt tính thu được rất ít formaldehyde.
Bộ lọc than hoạt tính sợi (FAC) được tạo thành từ các kích thước hạt từ 10 đến 50 µm (nhỏ hơn 100 lần). Chúng được cho là dễ quản lý hơn bộ lọc GAC và sẽ có khả năng hấp phụ nhanh hơn. Các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm IBR nghi ngờ rằng các nhà sản xuất thích hình thức kém hiệu quả này hơn vì nó rẻ hơn từ 2 đến 3 lần. Dựa trên những quan sát của họ về quá trình lọc isopropanol (một VOC khác có trong xăng và gel hydroalcoholic), bộ lọc CAF sẽ kém hiệu quả hơn 26,8% so với bộ lọc GAC.
Hiệu quả của chúng phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau
Hiệu quả của than hoạt tính có thể bị hạn chế bởi nhiều yếu tố:
- Các vật liệu được sử dụng để tạo ra than hoạt tính: marl, gỗ, sơ dừa
- Kích thước của các hạt và mật độ của chúng
- Bề mặt trao đổi giữa carbon và dòng không khí
- Vòng đệm giữa bộ lọc và ống dẫn khí
- Chất lượng tiền lọc
- Số lượng bộ lọc kết hợp: càng có nhiều bộ lọc, bộ lọc than hoạt tính càng được bảo vệ chống lại các hạt; nhưng nhiều bộ lọc làm giảm lưu lượng không khí hoặc tăng tiếng ồn và tiêu thụ năng lượng; càng ít bộ lọc, bộ lọc càng nhanh bị tắc.
- Tốc độ không khí đi qua bộ lọc : càng nhanh, than hoạt tính có thể làm sạch không khí càng ít.
- Mức độ bão hòa của bộ lọc do hấp phụ khí : các phân tử khí của chất ô nhiễm có thể được phát thải trở lại. Hơn nữa, tốc độ bão hòa thay đổi tùy theo chất gây ô nhiễm, nó giúp tính toán thời gian tồn tại của nó.
- Tính thuận nghịch của hiện tượng vật lý : các phân tử bị mắc kẹt có thể được phát xạ trở lại nếu điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thay đổi.
- Độ ẩm : bộ lọc than hoạt tính vô dụng trong trường hợp độ ẩm cao và nó sẽ có xu hướng hấp thụ các phân tử nước trước.
Theo một nghiên cứu gần đây, hiệu quả của bộ lọc than hoạt tính có thể giảm sau một vài tuần. Sau 3 hoặc 4 tuần, bộ lọc than hoạt tính nên được làm sạch hoặc thay thế. Tần suất này thay đổi tùy theo mức độ ô nhiễm.
Tóm lại, lọc than hoạt tính là một công nghệ phức tạp, khó làm chủ. Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố và đặc biệt nhạy cảm với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm, thậm chí có thể dẫn đến việc giải phóng các chất ô nhiễm bị mắc kẹt! Do đó, hiệu quả không chắc chắn của nó, không làm cho nó trở thành một công cụ rất đáng tin cậy để bảo vệ bản thân khỏi các khí gây ô nhiễm, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi.
Lọc than hoạt tính là một công nghệ phức tạp và khó làm chủ. Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, do đó hiệu quả của nó thường không chắc chắn.
