So sánh than hoạt tính và than sinh học (biochar) trong xử lý khí độc công nghiệp

So sánh than hoạt tính và than sinh học (biochar) trong xử lý khí độc

Đăng lúc: 2025-10-13 16:04:32

1. Giới thiệu – Vật liệu hấp phụ trong xử lý khí thải hiện đại

Trong các hệ thống xử lý khí thải công nghiệp (đặc biệt là khí VOCs, SO₂, H₂S, NH₃, hơi dung môi…), vật liệu hấp phụ đóng vai trò then chốt giúp giữ và loại bỏ các phân tử khí độc hại khỏi dòng khí.

Hai loại vật liệu phổ biến hiện nay là:

Than hoạt tính (Activated Carbon) – được sản xuất từ gáo dừa, than đá, gỗ, tre,…
Than sinh học (Biochar) – được sản xuất từ nguyên liệu sinh khối tái tạo như vỏ trấu, mùn cưa, phụ phẩm nông nghiệp qua quá trình nhiệt phân.

Cả hai đều có cấu trúc xốp, diện tích bề mặt lớn và khả năng hấp phụ khí độc cao, nhưng khác nhau rõ rệt về nguồn gốc, cấu trúc và hiệu suất.

2. Cấu trúc và đặc tính kỹ thuật

Tiêu chí	Than hoạt tính (Activated Carbon)	Than sinh học (Biochar)
Nguyên liệu sản xuất	Gáo dừa, than đá, tre, gỗ	Sinh khối: vỏ trấu, lõi ngô, mùn cưa, rơm rạ
Phương pháp sản xuất	Hoạt hóa bằng hơi nước hoặc hóa chất ở 800–1000°C	Nhiệt phân yếm khí ở 300–600°C
Diện tích bề mặt (BET)	800 – 1500 m²/g	100 – 600 m²/g
Cấu trúc lỗ xốp	Vi mao, trung mao, đồng nhất	Lỗ lớn, phân bố không đều
Độ cứng cơ học	Cao – ít vỡ vụn	Thấp hơn – dễ mòn hơn
Khả năng tái sinh	Có thể tái sinh bằng nhiệt hoặc hơi nước	Giới hạn – thường thay mới
Tính bền hóa học	Ổn định trong môi trường axit – kiềm nhẹ	Dễ biến tính khi gặp axit mạnh

Kết luận sơ bộ: Than hoạt tính có hiệu suất hấp phụ cao hơn, trong khi biochar thân thiện môi trường và rẻ hơn.

3. Hiệu suất xử lý khí độc trong công nghiệp

a. Xử lý VOCs và dung môi hữu cơ (xylene, toluene, ethanol, MEK...)

Than hoạt tính: Hiệu suất hấp phụ VOCs > 95%. Có thể tái sinh nhiều lần, duy trì hiệu quả lâu dài.
Biochar: Hiệu suất trung bình 60–80%, tùy loại sinh khối và điều kiện nhiệt phân.

b. Xử lý khí axit và khí độc (SO₂, H₂S, NH₃)

Than hoạt tính tẩm hóa chất (NaOH, KMnO₄) → xử lý hiệu quả khí axit và H₂S.
Biochar biến tính (tẩm oxit kim loại, KMnO₄) → đạt hiệu quả tương đương 80–90%, nhưng tuổi thọ ngắn hơn.

c. Hiệu quả trong môi trường ẩm hoặc có nhiệt độ cao

Than hoạt tính: Giữ ổn định đến 120°C.
Biochar: Hiệu suất giảm khi nhiệt > 80°C hoặc ẩm cao.

4. Ưu nhược điểm của từng loại vật liệu

Tiêu chí	Than hoạt tính	Than sinh học (Biochar)
Hiệu suất hấp phụ khí VOCs	90–99%	60–85%
Tái sinh & tái sử dụng	Có thể tái sinh 3–5 lần	Hạn chế, khó tái sinh
Giá thành	Cao hơn 15–30%	Thấp, sản xuất nội địa
Tính thân thiện môi trường	Trung bình	Cao – từ sinh khối tái tạo
Thời gian sử dụng	6–12 tháng	3–6 tháng
Phù hợp ứng dụng	Xử lý VOCs, khí độc nồng độ cao	Lọc khí mùi nhẹ, xử lý sơ cấp

Tóm lại:

Than hoạt tính: phù hợp xử lý khí độc đậm đặc, VOCs, hơi dung môi, khí hữu cơ khó phân hủy.
Biochar: thích hợp cho lọc khí mùi nhẹ, hấp phụ sơ cấp hoặc tiền xử lý.

5. Ứng dụng kết hợp trong hệ thống xử lý khí thải

Trong thực tế, nhiều hệ thống hiện đại đã kết hợp cả hai vật liệu:

Tầng đầu (biochar): hấp phụ bụi, hơi nước, khí nhẹ, giảm tải cho tầng sau.
Tầng sau (than hoạt tính): xử lý triệt để VOCs, hơi dung môi, khí độc còn lại.

Mô hình kết hợp này giúp:

Tăng hiệu suất hấp phụ tổng thể lên 95–98%
Giảm chi phí vật liệu 20–30%
Kéo dài tuổi thọ than hoạt tính và giảm lượng chất thải rắn sau vận hành.

6. Xu hướng phát triển – “Thay thế xanh” cho công nghiệp

Biochar đang được nghiên cứu như vật liệu hấp phụ thế hệ mới, tận dụng phụ phẩm nông nghiệp → giảm phát thải CO₂.
Tuy nhiên, trong môi trường công nghiệp nặng (sơn, hóa chất, VOCs đậm đặc), than hoạt tính vẫn giữ vai trò chính nhờ độ ổn định, hiệu suất và khả năng tái sinh cao.

Xu hướng mới: Các nhà máy đang hướng đến “Hybrid Adsorption System” – hệ thống hấp phụ kết hợp biochar + than hoạt tính tái sinh tự động, thân thiện môi trường, hiệu quả lâu dài.

7. Kết luận

Than hoạt tính: Hiệu suất cao, bền, tái sinh tốt – phù hợp xử lý khí VOCs, dung môi, hơi axit.
Biochar: Giá rẻ, thân thiện môi trường, nhưng hiệu suất thấp hơn, dùng tốt cho tiền xử lý.
Giải pháp tối ưu: Kết hợp hai vật liệu để tối ưu chi phí, hiệu quả và độ bền hệ thống xử lý khí thải.

Cần tư vấn lựa chọn vật liệu hấp phụ phù hợp cho hệ thống xử lý khí VOCs, hơi dung môi hoặc khí axit?
Liên hệ IPF Việt Nam – chuyên thiết kế, cung cấp tháp hấp phụ than hoạt tính & biochar hiệu suất cao, bền, thân thiện môi trường.

Liên hệ IPF Việt Nam để nhận báo giá và mẫu thiết kế!
Địa chỉ : Ngãi Cầu - An Khánh- Hà Nội
Hotline: 0335.2929.38

A PHP Error was encountered