פחם פעיל

חברת סוטוק הנדסה סביבתית עוסקת בתחום ייעול השימוש בחומרי גלם, מחזור, השבה והטמעת עקרונות הכלכלה המעגלית בתעשייה בארץ.  

 

לאורך השנים נתקלנו במקרים רבים בהם שימוש בפחם פעיל יצר עלויות גבוהות ללקוחותינו הן מצד הרכש והן בטיפול בסיום השימוש.

 

כיום סוטוק מייבאת פחם פעיל עבור לקוחותיה. הפחם הפעיל שמייבוא ע"י סוטוק הוא פחם פעיל אקולוגי מבוסס חומרים מתחדשים.

 

לפחם מבוסס חומרים מתחדשים נקבוביות קטנות יותר מפחם פעיל המבוסס על חומרים אחרים. הנקבוביות הזעירות מגדילות את מגוון וכמות החומרים אותם הפחם יכול לספוח.

 

הידע המקצועי והניסיון שצברנו מאפשר לנו להתאים ללקוח את הפחם בעל הספסיפיקציות האופטימליות לצרכיו ולספק פחם פעיל יעיל יותר שניתן להשתמש בו לטווח זמן ארוך יותר ובעל אפשרות לשפעול (רגנרציה).

 

ע"י שפעול ניתן להפחית את עלויות הרכישה והטיפול ב50%-30%.

 

מהו פחם פעיל?

פחם פעיל הינו פחם המעובד למעין רשת של אטומי פחמן שביניהם חללים קטנטנים, נקבוביות.

 

הנקבוביות הרבות המגדילות את שטח הפנים, לצד האפיניות החזקה של הפחם לחומרים אורגניים, מקנות לו יכולת גבוהה לספיחה של חומרים שונים, גזים או נוזלים.

 

סוגי החומרים שהפחם הפעיל יכול לספוח תלויים בגודל הנקבוביות.

 

פחם פעיל משמש לרוב לספיחת מזהמים מארובות, בפילטרים של סיגריות, במסנני מים, במסכות אב"כ ובתעשיית המזון.

כיצד פחם פעיל עובד?

הפחם הפעיל מכיל אלפי נקבוביות, דרכם מתבצעת זרימת חומר במצב נוזלי או גזי. החומר הזורם מכיל מזהמים הנסחפים אל הנקבוביות. על מנת שהספיחה תהיה יעילה, יש צורך שלפחם יהיה שטח פנים גדול. 

 

כאשר גז מזוהם המכיל תרכובות אורגניות נדיפות (פחמימינים אליפטיים, פחמימנים ארומטיים, קטונים, אתרים, פחמימנים הלוגניים, גליקולים, כהלים, אסטרים, אלדהידים ועוד), עובר דרך פחם פעיל, שטח הפנים הגדול, הנקבוביות המיקרוסקופיות והכוחות החשמליים שנוצרים בין הפחם לבין המולקולות האורגניות, גורמים לספיחת המזהם.

כיצד מייצרים פחם פעיל?

כל חומר אורגני יכול להפוך לפחם פעיל, אולם בפועל, תהליך הייצור יעיל עבור קבוצת חומרים מצומצמת, העומדת במספר דרישות:

1. דל בחומר אנאורגני

2. זמין וזול

3. אינו פגיע באחסון

4. קל לבצע עליו אקטיבציה (להפוך אותו לפעיל). 

 

לכן, חומרי הגלם הנפוצים ביותר בתעשייה הינם פחם מחצבים על סוגיו השונים, עץ וקליפות קוקוס. 

 

תהליך הייצור של פחם פעיל מורכב משני שלבים: 

​

1. קרבוניזציה- חימום חומר הגלם בטמפרטורה של כ- 700ᵒC, ללא נוכחות חמצן. בתהליך זה מתנדפים כל היסודות שאינם פחמן, וכן מתחילות להיווצר נקבוביות. 

2. אקטיבציה- הזרמת קיטור או פחמן דו-חמצני (CO2) בלחץ וטמפרטורה גבוהים דרך הפחם, ליצירת הנקבוביות.

 

ישנם סוגי פחם פעיל המסוגלים לעבור שפעול (אקטיבציה מחדש), בעזרת ניקוי על ידי הזרמת קיטור דרך הפחם. עם זאת, תהליך השפעול אינו אופטימלי, ובמהלכו מאבד הפחם הפעיל 15%-5 ממשקלו.

 

אנו בסוטוק מתאימים את ספציפיקציות הפחם שאנו מייבאים במטרה לצמצם למינימום האפשרי את הפחת בתהליך השפעול.

סוגים עיקריים של פחם פעיל ושימושיהם

1. GAC- Granular Activated Carbon. סוג זה הוא הנפוץ ביותר. מתאים עבור חומרים גזיים ונוזליים. משמש לטיהור מים, טיפול בגזי ארובה, טיפול בשפכים ועוד מגוון אפליקציות תעשייתיות. ניתן לשפעול. 

2. PAC- Powdered Activated Carbon. זהה ל-GAC מבחינת השימושים שלו, אך החלקיקים שלו קטנים בערך פי 100, כך שזמן הספיחה קצר הרבה יותר מזה של GAC. בנוסף, העלות שלו נמוכה יותר. משמש בעיקר בנוזלים, אך יכול לשמש גם בארובות. אינו ניתן לשפעול. משמש להרחקת ריחות וטעמים, טיפול בשפכים תעשייתיים ובפריחת אצות.

3. EAC- Extruded Activated Carbon. גלילים קטנים המשמשים בעיקר לספיחה של חומרים גזיים. משמש לטיהור אוויר, לבקרת ריחות ולהרחקת רעלים אורגניים מגז טבעי.

4. פחם פעיל קטליטי- נוצר ע"י שינוי מבני של פני השטח של פחם פעיל רגיל. יעיל יותר מפחם פעיל מסורתי ומסוגל לעבור שפעול בקלות. משמש להרחקת כלור וכימיקלים נוספים.

5. פחם פעיל שעבר אימפרגנציה- פחם פעיל עם תוספת אלמנטים לפני השטח, שיגדילו את יעילות ספיחת מזהמים ספציפיים. לדוגמה, פחם פעיל שקשורה אליו מתכת מחומצנת סופח ביעילות חומרים אנאורגניים ממקור גזי, דוגמת מימן ציאנידי (HCN), H2S ופוספין (PH3).  GACעם אימפרגנצית אטומי כסף משמש לעיכוב גידול של חיידקים.

 

למה משמש פחם פעיל בתעשייה?

1. הפרדה סלקטיבית והרחקה של חומרים לא רצויים:

   • טיפול במים, מי קולחין ומי שפכים- לרבות הרחקת כלור ממי שתייה, חומרים אורגניים, תרכובות פנוליות, שמנים, חומרים רעילים ממי קולחין, H2S, ריחות, טעמים וצבעים, חומרי הדברה, ומתכות כבדות.

   • טיפול בגזים- טיהור גזים וביו-גז, הרחקת מזהמים מפליטות של ארובות, חומרים אורגניים נדיפים (VOCs), פחמן דו-חמצני, חנקן, H2S ומתכות.

2. זיקוק. לדוגמא, מיצוי ממסים מתוך זרמי אוויר, לרבות אצטון, טולואן, מתילן כלוריד, הקסן, הפטן ועוד. 

3. אחסון חומרים רצויים. לדוגמא, ספיחת גז טבעי על פחם פעיל ליצירת מאגר של גז טבעי, או מיצוי של זהב.

4. בתעשייה הכימית- ניקוי חומרי גלם ותוצרי ביניים, טיהור תוצרים סופיים והרחקת ריחות וצבעים.

5. בתעשיית המזון- מיגור טעמים וריחות רעים, שמירת צבע לטווח ארוך והרחקת כימיקלים.

6. בתעשיית התרופות- הרחקת צבעים וריחות, חלבונים ותוצרי לוואי.

7. בתעשיית המתכת- לניקוי שומנים.

8. בחקלאות- טיוב קרקע על ידי שיפור אחיזת המים והנוטריינטים של הקרקע והגנה על זרעים של צמחים.

 

כיצד ניתן לשפר את התהליכים הקשורים בפחם פעיל בתעשייה?

​

1. מיחזור פחם פעיל

2. בחירת מקור הפחם- מקור הפחם משליך על ההשפעה האקולוגית שלו. על ידי התאמת מקור הפחם לתהליך הספציפי, ובמידת האפשר בחירת פחם שנחשב ל"ירוק" יותר ועמיד יותר בפני שחיקה בהשוואה לסוגי פחם פעיל אחרים. 

3. בחירת סוג הפחם המתאים עבור חומר הגלם, התהליך והתוצר, ובמידת האפשר, בחירת סוג פחם הניתן למיחזור.

בסוטוק מאפשרים ללקוחותינו להפוך אתגרים סביבתיים שעלותם הון לרווח, על ידי ליווי הלקוחות ביישום תהליכים ובשימוש בחומרי גלם התורמים לירידה בפגיעה בסביבה, לצד חיסכון כספי משמעותי בעלויות. 

הניסיון הרב שלנו בתחום הפחם הפעיל בפרט, מסייע לנו להתאים ללקוחותינו את הספציפיקציות של הפחם על מנת "לסגור את הלולאה" ולחסוך בין 30-50% בעלויות רכישה וטיפול בפחם הפעיל.