Les filtres à charbon actif peuvent-ils éliminer toutes les odeurs ? Le principe d'adsorption expliqué

Un filtre à charbon actif est principalement utilisé pourfiltration en phase gazeuse-. Il cible les odeurs, les COV et certaines vapeurs chimiques que les filtres à particules normaux ne peuvent pas éliminer.

Un pré-filtre standard ou un filtre HEPA capture les particules. La poussière, le pollen, les fibres, les particules de fumée et les aérosols fins constituent des problèmes de particules. L'odeur et les COV sont différents. Ce sont des contaminants en phase gazeuse-, ils nécessitent donc un mécanisme de filtration différent.

Les filtres à charbon actif sont couramment utilisés pour :

• Réduction générale des odeurs

• Prise en charge de l'élimination des COV

• Contrôle des vapeurs de solvant

•Contrôle des odeurs de pollution extérieure

• Polissage des odeurs d'échappement

• Protection de l'air des musées et des archives

•Traitement de l'air des aéroports et des bâtiments publics

•Contrôle des odeurs de laboratoire et de produits chimiques légers

Mais le charbon actif n’élimine pas toutes les odeurs de la même manière.

Il peut avoir des performances limitées contre certains gaz de faible-poids moléculaire-ou hautement polaires, à moins que le carbone ne soit spécialement traité. Le formaldéhyde, l'ammoniac, les composés soufrés, les gaz acides et certains produits chimiques industriels nécessitent souventcarbone imprégnéou un milieu chimique mélangé.

Pour l’élimination des odeurs du filtre à charbon actif, le choix du média compte plus que le nom du produit.

Le charbon actif agit à travers deux mécanismes principaux :adsorption physiqueetadsorption chimique.

Ce ne sont pas les mêmes.

Adsorption physique

L'adsorption physique se produit lorsque les molécules de gaz sont attirées vers la surface du charbon actif et retenues à l'intérieur de sa structure poreuse.

Le charbon actif a une très grande surface interne. C’est pourquoi il peut retenir de nombreuses molécules odorantes à l’intérieur du média. L'adsorption physique est utile pour de nombreuses odeurs organiques et COV, en particulier les composés ayant une taille moléculaire et une affinité pour le carbone appropriées.

Les exemples courants incluent :

Odeurs de solvant

Odeurs-liées à la peinture

Odeurs-de carburant

Certaines odeurs-liées à la cuisine

De nombreux COV organiques

Odeurs de tabac ou de-phase gazeuse-liée à la fumée

Le problème est la capacité.

Une fois les pores du charbon remplis, le filtre atteint la saturation. Après cela, la percée des odeurs peut se produire rapidement. Un filtre à charbon saturé ne continue pas à éliminer les odeurs simplement parce que l’air le traverse.

Nos ingénieurs constatent souvent que les acheteurs se concentrent uniquement sur la taille du filtre. Pour la filtration des gaz, le poids du carbone et le temps de contact sont généralement plus importants.

L'adsorption chimique, ou chimisorption, implique une réaction entre le gaz et la surface du milieu traité.

Ceci est souvent nécessaire pour les gaz que le charbon actif ordinaire ne gère pas bien.

Les exemples incluent :

•Formaldéhyde

• Gaz acides

•Ammoniac

• Sulfure d'hydrogène

•Certains composés soufrés

• Certaines vapeurs chimiques industrielles

Pour ces gaz, le carbone devra peut-être être imprégné de produits chimiques spécifiques ou mélangé à d’autres milieux. Le traitement dépend du contaminant cible.

Par exemple, un filtre de contrôle des gaz acides peut nécessiter un média imprégné d'alcalin. Un filtre de contrôle du formaldéhyde peut nécessiter du charbon modifié ou un adsorbant chimique spécial. Une feuille de carbone standard ne doit pas être vendue comme solution d'élimination du formaldéhyde sans données de test.

C'est làfiltration chimique de l'airdevient davantage axé sur l'ingénierie-. Le média doit correspondre au gaz.

La percée d’une odeur ne signifie pas toujours que le filtre est défectueux. Dans de nombreux cas, le filtre était sous-dimensionné ou le mauvais média avait été sélectionné.

Les raisons les plus courantes sont :

Pas assez de masse de carbone

Une fine couche de carbone peut réduire les odeurs pendant une courte période, mais elle ne peut pas retenir beaucoup de gaz. Pour une odeur plus forte ou une exposition continue aux COV, le système a besoin de plus de masse de carbone.

C'est pourquoi les modules de charbon à lit profond-, les filtres à charbon à banque V- et les plateaux à charbon rechargeables sont souvent utilisés dans les projets commerciaux.

Trop de flux d'air

La filtration des gaz nécessite un temps de contact. Si l'air traverse le charbon trop rapidement, les molécules odorantes risquent de ne pas rester en contact avec le support assez longtemps.

Une faible chute de pression est utile, mais pas si le filtre devient trop fin pour adsorber le gaz cible.

Humidité élevée

L'humidité peut entrer en compétition avec certaines molécules de gaz pour les sites d'adsorption. Dans les climats humides ou les zones de traitement humides, les performances du carbone peuvent changer plus rapidement que prévu.

Ceci est particulièrement important en Asie du Sud-Est, dans les zones côtières du Moyen-Orient et dans les bâtiments industriels tropicaux.

Mauvais type de carbone

Tous les charbons actifs ne sont pas identiques.

La source de carbone, la structure des pores, la taille des granulés, l'imprégnation, l'indice d'iode, le poids du carbone et la conception du filtre affectent tous les performances. Un filtre à charbon conçu pour les odeurs générales peut ne pas fonctionner correctement pour les vapeurs chimiques.

Aucune protection contre les particules en amont

La poussière peut bloquer les surfaces en carbone et réduire leur durée de vie utile. Pour la plupart des systèmes CVC, un filtre à charbon actif doit être protégé par un pré-filtre.

Un arrangement typique peut être :

Pré-filtre → filtre à charbon actif → filtre final ou section d'air soufflé

Les acheteurs demandent souvent si le carbone en nid d'abeille ou le carbone granulaire est meilleur.

La réponse dépend du système.

Charbon actif en nid d'abeille

Les filtres à charbon en nid d'abeille utilisent une structure rigide en nid d'abeille. L'air passe à travers de nombreux petits canaux recouverts ou remplis de carbone.

Ils sont souvent sélectionnés lorsque le projet nécessite :

Chute de pression plus faible

Manipulation plus propre

Moins de poussière de carbone

Profondeur de filtre compacte

Bonne répartition du flux d'air

Installation facile dans des cadres de style panneau-

Le carbone en nid d'abeille est courant dans les purificateurs d'air, les unités de ventilation, les panneaux de contrôle des odeurs et les systèmes CVC compacts.

Il ne s'agit pas toujours de l'option de capacité-la plus élevée, car la charge en carbone peut être inférieure à celle des lits granulaires profonds. Pour les fortes charges de COV, la masse de carbone doit être soigneusement vérifiée.

Le charbon actif granulaire utilise des granulés de charbon en vrac, des granulés ou des plateaux remplis. Il peut fournir une masse de carbone plus élevée et un temps de séjour plus long lorsqu'il est conçu avec une profondeur de lit suffisante.

Il est souvent utilisé pour :

• Charge de COV plus élevée

• Contrôle des odeurs industrielles

• Projets à grand volume d'air

• Modules de carbone rechargeables

• Systèmes de filtration chimique de l'air

• Protection de l'entrée d'air extérieur

Le compromis est la chute de pression, le contrôle de la poussière, l’étanchéité et la manipulation. Des systèmes de charbon granulaire mal scellés peuvent laisser échapper de l’air de dérivation. Le carbone en vrac peut également créer de la poussière si la structure n’est pas bien conçue.

Un bon filtre d’élimination des COV n’est pas choisi uniquement en fonction de sa structure. Il est choisi en fonction du type de contaminant, du débit d'air, de la masse de carbone et de l'objectif de durée de vie.

Le charbon actif et les produits chimiques sont largement utilisés dans les bâtiments publics où le confort, la qualité de l'air et la protection des actifs sont importants.

Voici trois situations de projet courantes.

• Terminaux de l'aéroport

Les aéroports sont confrontés à la pollution extérieure, aux gaz d'échappement des véhicules, aux odeurs liées au carburant, aux odeurs des aires de restauration, aux gaz d'échappement des toilettes et à une forte densité de passagers.

Dans ces systèmes, les filtres à charbon actif peuvent être utilisés dans :

• Unités d'admission d'air extérieur

Sections de contrôle des odeurs d’air de retour

Traitement des gaz d'échappement des fumoirs, le cas échéant

• Échappement des toilettes ou des déchets

Salons VIP et zones commerciales

La sélection du filtre doit généralement équilibrer la réduction des odeurs et la chute de pression. Les équipes de maintenance se soucient également des intervalles de remplacement, car les systèmes CVC des aéroports fonctionnent souvent pendant de longues heures.

Pour ces projets, nous recommandons généralement de confirmer :

Source d'odeur cible

Volume d'air

Profondeur du filtre

Type de carbone

Résistance initiale

Espace d'installation disponible

Accès de remplacement

Les musées ont une préoccupation différente. Ils ne protègent pas seulement les gens. Ils protègent les collections.

Les peintures, le papier, les textiles, les photographies, les métaux et les objets historiques peuvent être sensibles aux polluants atmosphériques. Du charbon actif ou des mélanges de produits chimiques peuvent être utilisés pour réduire certains contaminants en phase gazeuse-dans les galeries, les salles de stockage et les zones de conservation.

Pour ces applications, un flux d’air stable et une manipulation propre des supports sont importants. La poussière de carbone doit être contrôlée. Le système peut également nécessiter une filtration des particules en amont et en aval.

Une chaîne de filtration typique peut inclure :

Pré-filtre → filtre à particules fines → filtre à charbon actif ou chimique → étape de protection finale

La structure exacte dépend du risque de collecte, de la conception CVC et de la méthode de surveillance.

MERV, ISO 16890 et EN 779 sont utilisés pour la filtration des particules. Ils aident à classer les filtres selon leurs performances de capture de particules.

Ils ne vous indiquent pas dans quelle mesure un filtre élimine les COV ou les odeurs.

Un filtre MERV 13 peut bien capturer les particules fines, mais il n'éliminera pas les odeurs de phase gazeuse à moins qu'un support carboné ou chimique soit inclus. Un filtre HEPA peut être excellent pour les particules, mais le support HEPA n'adsorbe pas la plupart des gaz.

Pour connaître les performances de la phase gazeuse-, les acheteurs doivent examiner le type de carbone, la masse du média, le gaz cible, le temps de séjour et les données de test disponibles. Pour les tests formels en phase gazeuse, la norme ISO 10121 est plus pertinente que les normes relatives aux particules uniquement.

Avant de demander un devis, envoyez plus que la taille du filtre.

Pour une recommandation fiable, notre équipe d’ingénierie demande généralement :

Odeur ou type de gaz cible

Volume d'air ou vitesse faciale

Taille du filtre et profondeur disponible

Source d’odeur continue ou intermittente

Application sur air intérieur ou extérieur

Température et humidité

Limite de chute de pression requise

Type de filtre existant et photos

Intervalle de remplacement prévu

Documents requis ou rapports de tests

Pays de destination et norme du projet

Pour les projets OEM et de remplacement, nous pouvons associer des panneaux de carbone, des filtres à charbon en nid d'abeille, des modules de carbone rechargeables et des filtres composites en fonction de la structure de l'équipement.