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Studio sperimentale su un processo di depurazione di aria inquinata da componenti organici volatili

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3.0 PROPRIETA’ TECNOLOGICHE DEGLI ADSORBENTI DISPONIBILI IN 
COMMERCIO 
 
3.1 Carboni attivi 
 
I carboni attivi hanno un costo di acquisto di 1.5 ÷ 3 €/kg e richiedono nel processo di 
concentrazione solventi una sostituzione o rigenerazione esterna dopo 1 ÷ 2 anni di esercizio. 
I carboni attivi potenzialmente mostrano proprietà adsorbenti, nei confronti dei solventi organici, 
sotto molti aspetti superiori a quelle delle zeoliti: hanno una superficie specifica dei micropori attivi 
di adsorbimento generalmente estesa nel campo di 800 ÷ 1200 m
2
/g e porosità dei micropori a livello 
di 0,3÷0,4 cm
3
/g; questo ultimo parametro esprime in particolare il massimo volume liquido di 
solvente che il materiale può adsorbire, in caso di elevata concentrazione di solvente nell’aria, 
prossima alla condensazione. 
I carboni attivi sono materiali porosi con una struttura quasi amorfa, con macropori che si ramificano 
fittamente entro una matrice contenete i micropori attivi di dimensioni che variano, con distribuzione 
quasi gaussiana, in un campo piuttosto esteso: 0,2 ÷ 1,6 nm per i carboni attivi di origine vegetale e  
0,5 ÷ 2,0 nm per i carboni attivi di origine minerale. 
I carboni attivi possono essere suddivisi principalmente in due categorie: carboni attivi di origine 
vegetale, derivati ad esempio dalla carbonizzazione dei gusci di cocco, carboni attivi di origine 
minerale, derivati ad esempio dalla carbonizzazione dei bitumi. 
I carboni attivi di origine vegetale, che nelle loro caratteristiche strutturali conservano memoria dei 
tessuti biologici, hanno in generale una superficie specifica dei micropori più elevata, una maggiore 
porosità e sopratutto una distribuzione dei micropori attivi particolarmente estesa verso le 
dimensioni inferiori. 
Questa ultima caratteristica consente ai carboni vegetali l’adsorbimento di una vasta varietà di 
solventi e componenti organici, a partire dai più volatili, come acetone e metanolo, fino ai meno 
volatili come per esempio gli aromatici pesanti. 
Tuttavia, in presenza di una miscela di solventi, l’adsorbimento dei componenti più pesanti è 
nettamente favorito a scapito dei più leggeri che tendono ad essere scacciati dalla matrice 
microporosa. La distribuzione estesa di micropori attivi è anche causa di fenomeni di irreversibilità 
nell’adsorbimento, in quanto i micropori di dimensione più ridotta tendono a trattenere le molecole 
di solvente adsorbito anche in condizioni di rigenerazione piuttosto spinta ed il fenomeno è tanto più 
vistoso quanto più è elevato il peso molecolare delle molecole trattenute. 
I carboni attivi di origine minerale hanno un capacita di adsorbimento inferiore, sono scarsamente 
attivi nei confronti dei componenti volatili quali acetone e metanolo, ma sono considerati ideali per i 
processi di adsorbimento e desorbimento, ove è richiesta una elevata rigenerabilità dell’adsorbente. I 
carboni attivi minerali trovano tuttavia applicazione prevalentemente nel recupero solvente o in 
sistemi ad unico componente, mentre l’impiego nella depurazione dell’aria è di fatto compromesso 
dalle possibili reazioni pericolose con i componenti chetonici. 
I carboni attivi, rispetto le zeoliti, sono caratterizzati da proprietà cinetiche di adsorbimento e 
desorbimento concettualmente più elevate in quanto la migrazione delle molecole di solvente 
adsorbite, dalla superficie della particella fino ai micropori più interni, e viceversa, si verifica tramite 
due meccanismi che concorrono in parallelo: 
• diffusione delle molecole attraverso la fase gassosa presente nei macropori che si diramano 
entro la matrice microporosa; 
• diffusione delle molecole attraverso la stessa matrice microporosa che si comporta come una 
fase continua senza barriere. 
Risulta invece del tutto trascurabile la resistenza finale alla diffusione, presente nella matrice 
microporosa che circonda i canalicoli dei macropori.  
Il meccanismo di diffusione nella matrice microporosa è noto in letteratura come “diffusione 
superficiale”, poiché si presenta come una diffusione lungo la superficie dei canalicoli dei

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Studio sperimentale su un processo di depurazione di aria inquinata da componenti organici volatili

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Informazioni tesi

  Autore: Giovanni Iasonna
  Tipo: Laurea I ciclo (triennale)
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria chimica
  Relatore: Angelo Chianese
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 98

FAQ

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