Czym jest wilgotność względna i dlaczego ma wpływ na węgiel aktywny?

Wilgotność względna i temperatura odgrywają istotną rolę w wydajności filtrów z węglem aktywnym.
Te czynniki środowiskowe wpływają na zdolność adsorpcyjną, a tym samym na skuteczność usuwania zapachów i gazów. W niniejszym artykule wyjaśniamy, w jaki sposób wilgotność względna i temperatura wpływają na działanie węgla aktywnego oraz na co należy zwrócić uwagę w praktyce.

Czym jest wilgotność względna?

Powietrze zawsze zawiera pewną ilość pary wodnej. Maksymalna ilość pary wodnej, jaką może zawierać powietrze, zależy od temperatury i ciśnienia powietrza.

Wilgotność względna (RH) określa, ile wilgoci faktycznie znajduje się w powietrzu w porównaniu do maksymalnej możliwej ilości przy danej temperaturze i ciśnieniu. Wyrażana jest w procentach i obliczana według wzoru:

Wilgotność względna = (wilgotność rzeczywista / wilgotność nasycenia) × 100%

Lub: RH = (WR / WN) × 100%

Wraz ze wzrostem temperatury powietrze może zawierać więcej pary wodnej. Jeżeli bezwzględna ilość wilgoci  pozostaje taka sama, wilgotność względna maleje wraz ze wzrostem temperatury.

W pomieszczeniach wilgotność względna zazwyczaj mieści się w zakresie 40–60 procent. Na zewnątrz RH silnie się zmienia i zależy od warunków pogodowych oraz ciśnienia atmosferycznego. Przy wilgotności względnej powyżej 100 procent para wodna kondensuje w postaci rosy, mgły lub szronu.

Wpływ wilgotności względnej na węgiel aktywny

Węgiel aktywny jest zdolny do adsorpcji szerokiego zakresu gazów i zapachów. Oprócz tych substancji powierzchnia węgla adsorbuje również cząsteczki wody.

Przy wysokiej wilgotności względnej, zazwyczaj powyżej 50–70 procent, cząsteczki wody coraz częściej zajmują aktywne miejsca adsorpcyjne w strukturze węgla. W efekcie pozostaje mniej pojemności na wychwytywanie innych zanieczyszczeń gazowych.

Prowadzi to do obniżenia skuteczności adsorpcji gazów i zapachów. Wilgotność względna jest więc istotnym czynnikiem przy doborze i stosowaniu filtrów z węglem aktywnym.

Wpływ temperatury na działanie węgla aktywnego

Działanie węgla aktywnego opiera się na siłach van der Waalsa. Są to siły przyciągania pomiędzy atomami węgla a cząsteczkami gazów przeznaczonych do usunięcia.

Temperatura wpływa na prędkość poruszania się cząsteczek gazu. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta energia kinetyczna cząsteczek, a ich ruch staje się szybszy. Skraca to czas kontaktu pomiędzy cząsteczką gazu a powierzchnią węgla.

Powyżej określonej temperatury czas kontaktu staje się zbyt krótki, aby umożliwić skuteczną adsorpcję. Cząsteczki nie są w stanie odpowiednio związać się z węglem.

Dla standardowego węgla aktywnego optymalna temperatura powietrza mieści się zazwyczaj w zakresie 15–50°C. Przy temperaturach powyżej około 80°C skuteczność adsorpcji znacząco spada.

Jakie są praktyczne aspekty?

W zastosowaniach z węglem aktywnym należy uwzględniać zarówno temperaturę, jak i wilgotność względną. Parametry te w dużym stopniu determinują żywotność i skuteczność filtra.

Interfilter wspiera Państwa w doborze odpowiedniego rodzaju węgla oraz rozwiązania filtracyjnego, dostosowanego do specyficznych warunków procesowych.

Chcą Państwo dowiedzieć się, które rozwiązanie najlepiej pasuje do Państwa zastosowania? Prosimy o kontakt z jednym z naszych specjalistów.