در طی فرآیند سوزاندن زباله، کربن فعال نقش مهمی در مقابله با زباله ایفا می کند. ساختار منحصر به فرد منافذ و خواص شیمیایی سطح آن را قادر می سازد تا مزایای قابل توجهی را در جنبه های کلیدی مانند کنترل آلاینده ها و تصفیه گاز دود نشان دهد و آن را به یکی از مواد اصلی برای بهبود عملکرد زیست محیطی سیستم سوزاندن تبدیل می کند. در همین شرایط، تجهیزات تولید کربن فعال در سیستم زباله سوز عمدتاً وظایف تهیه، ذخیره سازی، اندازه گیری و پاشش کربن فعال را بر عهده دارند. این یک تجهیزات فنی کلیدی برای دستیابی به تصفیه گاز دود است. هر دو ضروری هستند.
کاربرد تجهیزات تولید کربن فعال در سناریوی سوزاندن زباله بر روی سیستم اسپری متمرکز است که معمولاً از یک دستگاه ورودی، یک سطل ذخیره سازی، یک فیدر اندازه گیری و یک دستگاه اسپری تشکیل شده است. در طی فرآیند سوزاندن زباله، اجزای پیچیده گاز دود تولید می شود که در میان آنها فلزات سنگین و گازهای اسیدی آلاینده اصلی هستند. مداخله کربن فعال ابتدا در حذف مولکول های فلزات سنگین منعکس می شود. هنگامی که گاز دود از برج جذب تجهیزات تولید کربن فعال عبور می کند، ساختار ریز متخلخل غنی آن (با قطر منافذ عمدتاً بین 2 تا 50 نانومتر) می تواند مولکول های آلاینده را از طریق جذب فیزیکی جذب کند، در حالی که گروه های عاملی سطح می توانند پیوندهای شیمیایی با آلاینده ها ایجاد کنند و به جامدات جامد دست یابند.
تجهیزات تولید کربن فعال عمدتاً آلاینده های فلزات سنگین موجود در گاز دود را هدف قرار می دهد. با در نظر گرفتن جیوه بهعنوان مثال، در زیر سوزاندن{1}در دمای بالا، در معرض تبخیر به جیوه عنصری است و جذب آن توسط تجهیزات حذف گرد و غبار معمولی دشوار است. با این حال، ذرات کربن فعال می توانند بخار جیوه را از طریق مکانیسم های جذب فیزیکی و شیمیایی جذب کنند: از یک سو، از ساختار منافذ برای حفظ مولکول های جیوه استفاده می کنند و از سوی دیگر، از طریق اصلاح سطح، میل ترکیبی شیمیایی با جیوه را افزایش می دهند و ترکیبات سولفید یا کلرید جیوه پایدار را تشکیل می دهند. عمل مهندسی نشان داده است که افزودن کربن فعال می تواند گاز دود را مطابق استانداردهای سختگیرانه حفاظت از محیط زیست برساند.
از نظر تصفیه گاز اسیدی، اثر مشترک کربن فعال و فرآیندهای سنتی گوگردزدایی و نیترات زدایی قابل توجه است. اگرچه کربن فعال ظرفیت جذب کمتری برای دی اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن نسبت به جاذب های اختصاصی دارد، سطح آن دارای فعالیت کاتالیزوری خاصی است که می تواند واکنش نیترات زدایی مبتنی بر آمونیاک را تقویت کند. در کاربرد واقعی نیروگاههای سوزاندن زباله، پاشش کربن فعال اغلب با فناوری احیای کاتالیزوری انتخابی ترکیب میشود، که نه تنها کارایی نیترات زدایی را بهبود میبخشد، بلکه همزمان برخی از گازهای اسیدی را حذف میکند و یک سیستم تصفیه مشترک چند کاره را تشکیل میدهد. علاوه بر این، کربن فعال همچنین میتواند ذرات گرد و غبار و آلایندههای آلی را در گاز دود جذب کند و بار روی تجهیزات تصفیه بعدی را کاهش دهد.
شایان ذکر است که هزینه کاربرد و مسائل آلودگی ثانویه کربن فعال هنوز باید بیشتر مورد توجه قرار گیرد. در حال حاضر، مصرف کربن فعال در سیستم زباله سوز زیاد است و هزینه عملیاتی را افزایش می دهد. در حالی که پسماند کربن فعال پس از اشباع جذب، اگر به درستی مدیریت نشود، ممکن است باعث آلودگی ثانویه شود. در سالهای اخیر، محققان فناوریهای بازسازی و مواد جذب کامپوزیتی را برای بهبود عملکرد جذب و در عین حال کاهش هزینههای استفاده، تهیه کردهاند. برخی از کارخانههای زبالهسوز به بازیافت و استفاده مجدد از کربن فعال زباله، با راندمان بازسازی بیش از 80 درصد دست یافتهاند که به طور قابلتوجهی مزایای اقتصادی و زیستمحیطی را افزایش میدهد.
با ارتقای مستمر الزامات حفاظت از محیط زیست، کاربرد کربن فعال در زمینه سوزاندن زباله به سمت کارایی، چند کارکردی و هزینه کم در حال توسعه است. از طریق اصلاح مواد، بهینه سازی فرآیند و نوآوری در فناوری بازسازی، کربن فعال نقش مهم تری در تصفیه گاز دود سوزاندن زباله ایفا می کند و پشتیبانی قوی برای درمان بی ضرر زباله های جامد شهری ارائه می دهد. در آینده نزدیک، کربن فعال در طیف وسیع تری از زمینه ها استفاده خواهد شد.