Actieve kool luchtfilter: Hoe werkt een koolstoffilter? (Adsorptie)

Een gram actieve kool kan een oppervlakte van meer dan 5.400 vierkante voet hebben, waarbij 32.000 vierkante voet gemakkelijk haalbaar is. (Wikipedia over Actieve Kool)

Vrijwel elke luchtreiniger heeft een actief koolfilter. Wat doet het en wat betekent “geactiveerd” eigenlijk?

We zullen kijken naar wat een actief koolfilter eigenlijk is, hoe werkt een actief koolfilter, hoe het wordt gemaakt en waarom het zo vaak wordt gebruikt voor luchtzuivering. We zullen ook kijken welke actieve koolfilters het langst meegaan en welke de beste zijn.

Hier het snelle inzicht:

Luchtverontreinigende stoffen worden aangetroffen in twee verschillende toestanden van materie:

• Vaste deeltjes (stof, pollen, rookdeeltjes, huisstofmijt). HEPA-filters worden gebruikt om ze mechanisch uit te filteren.
• Verontreinigende gassen in de lucht (geuren, geuren, VOC’s, sigarettenrookgeur, keukenoliegeur, enz.). De taak om dit te verwijderen valt op het actieve kool luchtfilter.

HEPA-filter en actieve koolfilter werken samen; het zijn de 2 belangrijkste luchtreiniger filters.

Geuren, geuren en andere vluchtige organische stoffen gaan gewoon door het HEPA-filter. Ze worden niet tegengehouden door een mechanische barrière.

Integendeel, ze worden gestopt door een proces van adsorptie aan een actief koolmateriaal. Tijdens dit proces hechten de gasmoleculen (verschillende ongewenste geuren in onze keuken, slaapkamer, enz.) zich aan een vast oppervlak.

Een actief koolfilter is niets meer (of minder) dan een materiaal met een enorm oppervlak dat de adsorptie van geuren uiterst effectief maakt.

In wezen kan slechts één gram actieve kool een oppervlakte van maximaal 32.000 vierkante voet hebben. Dat is bijna een heel voetbalveld vanaf 1 gram.

Laten we wat dieper graven:

Wat is actieve koolfilter?

Hier is een overgebleven houtskool, een bijproduct van het verbranden van hout:

Een actief koolfilter is een dicht opeengepakte en “actieve” houtskool. Het kan in poedervorm of korrelige blokvorm zijn.

Er zijn verschillende bronnen van houtskool, naast hout. Voor luchtreiniger koolstoffilters worden kokosnootschil, wilgenveen, kokos en bamboe vaak gebruikt.

Hier is het ware doel van het gebruik van actieve kool om filters te maken:

Houtskool is, met het “activeringsproces”, een extreem poreus materiaal. De kleine poriën in de houtskool creëren een ongelooflijk groot actief oppervlak waar het proces van adsorptie van geuren, geuren en VOC’s kan plaatsvinden.

Voorbeeld: Grotere luchtreinigers hebben actieve koolfilters van 0,7 lbs. 0,7 lbs = 317 gram. 317 g * 5.400 sq ft = 1.711.800 sq ft. Dat filter is misschien klein, maar heeft door de opname van de poriën een actief oppervlak van minimaal bijna 30 voetbalvelden.

Alen BreatheSmart 75i – de beste luchtreiniger die momenteel op de markt is – heeft een optioneel 3,7 lbs actief koolfilter.

Op basis van de vorm en de bron van houtskool, evenals het “activeringsproces” dat we verder zullen leren, maken we onderscheid tussen verschillende soorten actieve kool. Deze omvatten poedervormige actieve kool, korrelige actieve kool, kraal actieve kool, geëxtrudeerde actieve kool, polymeer gecoate koolstof en zelfs geweven koolstof.

Houtskool is op zichzelf een poreus materiaal. Het is echter lang niet zo poreus als het koolstofpoeder of de korrels die worden aangetroffen in actieve koolfilters. De truc om het extreem poreuze materiaal te bereiken is het “activeringsproces”:

Wat betekent “Geactiveerd”? Hoe de actieve koolfilters worden gemaakt

1 gram koolstof heeft een oppervlakte van minder dan 1000 vierkante voet.

1 gram “actieve” koolstof heeft een oppervlakte tussen 5.400 vierkante voet tot 32.000 vierkante voet.

Het enige verschil hier is het activeringsproces. Er zijn twee manieren om het geheime oppervlaktepotentieel van koolstof te activeren:

1. Fysieke activering via hete gassen.
2. Chemische activering via zuur-base neutralisatie reactie.

In de meeste gevallen wordt fysieke activering gebruikt. Dit omvat het creëren van koolstofmateriaal en het creëren van de poriën in twee stappen:

1. Kokosnootschil, hout of bamboe wordt verbrand (pyrolyse) bij zeer hoge temperaturen (tot 1000 °C) in afwezigheid van zuurstof. Deze 1e stap wordt ‘carbonisatie’ genoemd.
2. Wanneer de temperatuur van verkoold materiaal onder de 300 °C daalt, wordt het blootgesteld aan gasactivering op hoge temperatuur. Dit Activeringsproces creëert kleine gaatjes in de hete houtskool; waardoor het extreem poreus. Deze 2e stap heet ‘activatie’.

Actieve koolfilters die in luchtreinigers worden gebruikt, worden meestal gemaakt via fysieke activering.

Chemische activering wordt vaker gebruikt in industriële processen. Het gaat om het creëren van poriën door het gebruik van sterk zuur, een sterke base en bepaalde zouten. In wezen ‘eet’ het sterke zuur (met behulp van andere chemicaliën) door de houtskool, waardoor een poreus materiaal ontstaat.

Nu we weten wat actieve kool is en hoe het wordt gemaakt, laten we eens kijken hoe de eigenschappen ervan worden gebruikt in actieve koolfilters:

Hoe werkt het actieve koolluchtfilter?

De binnenlucht zit vol met onzichtbare gasvormige luchtverontreinigende stoffen. Deze omvatten keukengeuren, verschillende geuren, vluchtige organische chemicaliën, enzovoort. Ze bestaan allemaal uit miljarden en miljarden gasmoleculen.

Wanneer deze gasmoleculen de receptoren in onze neus raken, zullen onze hersenen dat registreren als ‘geur’. In de meeste gevallen met luchtverontreinigende stoffen is het een onaangename geur.

Om geuren te verwijderen, hoeven we er alleen maar voor te zorgen dat deze gasmoleculen de receptoren in onze neus niet raken. Ze moeten raken of geadsorbeerd worden aan, iets anders.

Dit is hoe een actief koolfilter werkt:

Actieve koolfilters hebben een extreem groot oppervlak waar ongewenste geuren kunnen worden aangebracht.

Een luchtreiniger voor geur is in feite een ventilator die de lucht verzamelt (met ongewenste geurgasmoleculen erin) en naar het actieve koolfilter brengt. Daar worden de geurmoleculen geadsorbeerd en geëlimineerd uit de binnenluchtcirculatie.

Actieve koolfilters in luchtreinigers

Je zult zelden een luchtreiniger zien zonder een actief koolfilter. De reden daarvoor is simpel:

Als het de bedoeling van een luchtreiniger is om de luchtkwaliteit binnenshuis te verhogen, omvat dat ook het verminderen van de geuren. Actieve kool, strak verpakt tussen twee lagen om een filter te creëren, is het beste natuurlijke hulpmiddel om ongewenste geuren te adsorberen.

Betekent dit dat alle luchtreinigers dezelfde actieve koolfilters hebben?

Niet allemaal. Niet alle geactiveerde filters zijn hetzelfde. Zoals we hebben gezien, heeft het oppervlak per gram actieve kool een vrij groot interval: van 5.400 vierkante voet tot 32.000 vierkante voet.

Het oppervlak per gram van een bepaald actief koolfilter wordt meestal niet per se gemeten door producenten van luchtreinigers.

Hier zijn de 3 meest voorkomende verschillen tussen verschillende actieve koolfilters:

1. Oppervlakte per gram.
2. Totaal gewicht van het actieve koolfilter (afhankelijk van afmetingen, dichtheid).
3. “Verrijking”.

Zwaardere actieve koolfilters zullen van nature een grotere capaciteit hebben voor het adsorberen van gasvormige luchtverontreinigende stoffen. Ze zullen grondiger zijn in het verwijderen van geuren en ze zullen langer meegaan.

“Verrijking” verwijst naar de toevoeging van zouten zoals magnesiumdioxide en koperoxide aan actieve koolfilters. Deze verrijkte filters, die bijvoorbeeld door Blueair-luchtreinigers worden gebruikt, zijn ontworpen om de kleinste gasvormige luchtverontreinigende stoffen zoals ozon en koolmonoxide te verwijderen.

Hoe vaak moet u actieve koolfilters vervangen?

Wanneer een aanzienlijk deel van het oppervlak van het actieve koolfilter zijn werk heeft gedaan om geuren te adsorberen, zal het verzadigd raken.

Verzadigde actieve koolfilters moeten worden vervangen. De meeste gangbare luchtreinigers hebben een indicator van wanneer u een actief koolfilter moet plaatsen.

Afhankelijk van het apparaat, het gebruik en het filter zelf, moeten actieve koolfilters elke 3-9 maanden worden vervangen.

In wezen zijn actieve koolfilters filters die heel vaak moeten worden vervangen.

Als u geen vervangend filter bij de hand hebt, kunt u een luchtreiniger gebruiken zonder een actief koolfilter. De geuren blijven in de binnenlucht, maar een luchtreiniger met alleen een voorfilter en HEPA-filter werkt zoals bedoeld om grote en kleine deeltjes op te vangen.