Силикагелът не е консуматив за еднократна употреба. За разлика от много абсорбиращи материали, той може многократно да бъде връщан в първоначалното си състояние чрез отстраняване на адсорбираната вода. Тази статия обяснява процеса на термично реактивиране и как той се вписва в модел на кръгова икономика.
Принципът на термичното реактивиране
Адсорбцията е обратим процес. Водата, задържана върху вътрешната повърхност на порите, може да бъде отстранена чрез контролирано нагряване, което осигурява необходимата енергия водните молекули да се отделят и изпарят. След охлаждане микропорестата структура отново е свободна и готова да адсорбира.
Термичното реактивиране се извършва чрез нагряване до около 120–150°C, до пълното отстраняване на адсорбираната вода. При индикаторния силикагел регенерирането е завършено, когато цветът се върне към оранжево (безводно състояние).
Кога да регенерирате и кога да подмените
Реактивирането може да се повтаря, но всеки цикъл натоварва материала. На практика:
- За общи приложения многократното регенериране е валидна икономична и екологична опция.
- За критични приложения — където прецизният контрол на влажността е от съществено значение — се препоръчва подмяна с нов или регенериран с контрол на качеството материал, за да се гарантира адсорбционният капацитет.
Индикаторът за наситеност помага при решението: ако цветът не се върне напълно към оранжево след регенерирането, материалът е загубил част от капацитета си.
Регенериране в индустриален мащаб: кръговата икономика
На индустриално ниво използваният силикагел може да бъде събиран и регенериран централизирано, в контролиран процес, който възстановява първоначалните му свойства. Това е принципът на програмата за кръгова икономика на ChimGrup:
- Събиране — приемане на наситения силикагел от индустриалните партньори, при контролирани условия на транспорт и съхранение.
- Термично регенериране — отстраняване на адсорбираната вода и възстановяване на активната микропореста структура.
- Контрол на качеството — проверка на адсорбционните параметри, гранулацията и съответствието с първоначалните спецификации.
- Повторно въвеждане — връщане на материала в икономическия цикъл, с производителност, еквивалентна на тази на новия продукт.
Моделът значително намалява потреблението на ресурси и обема на индустриалните отпадъци, без загуба на производителност при употреба. Програмата вече работи с големи индустриални партньори.
Въглероден отпечатък: защо регенерирането печели
Освен спестяването на ресурси, регенерирането има пряко предимство по отношение на въглеродния отпечатък. За да разберем защо, си струва да сравним двете алтернативи за килограм наситен силикагел: да го изхвърлим и заменим с нов материал, или да го регенерираме и използваме повторно.
Производството на нов материал е енергоемко
Производството на силикагел от нулата включва верига от енергоемки стъпки: добив и обработка на суровините, химическата реакция, която произвежда гела от силициев диоксид, измиване и финално изсушаване при високи температури. Всяка от тези стъпки има свързани емисии на въглероден диоксид, вградени в готовия продукт още преди да достигне до потребителя.
Регенерирането използва повторно съществуващия материал
Термичното реактивиране прескача почти цялата тази верига. Материалът вече съществува — единствената необходима енергия е тази за нагряването до 120–150°C, достатъчна за отстраняване на адсорбираната вода. Тази температура е значително по-ниска от необходимата за първоначалното производство, а стъпките на добив и химичен синтез отпадат изцяло.
Регенерирането на килограм силикагел спестява емисиите, вградени в производството на нов килограм. Колкото повече цикли на реактивиране преминава една партида материал, толкова по-нисък е средният въглероден отпечатък на цикъл на употреба.
Три източника на намаление на емисиите
Въглеродното предимство на регенерирането идва от три посоки, които се сумират:
- Избегнати производствени емисии — не се произвежда нов материал, така че емисиите от добива и обработката на суровините отпадат.
- По-малко технологична енергия — реактивирането изисква само нагряване за десорбция на водата, а не целия цикъл на синтез.
- По-малко отпадъци и транспорт — събраният силикагел не попада на депото като отпадък, като се избягват и емисиите, свързани с обработката и транспорта на нов материал.
За компания с цели за устойчивост или отчитане на емисии, включването на силикагела в програма за събиране и регенериране е конкретен, измерим начин за намаляване на въглеродния отпечатък на веригата на доставки.
За индустриалния потребител регенерирането означава по-ниски разходи в дългосрочен план, по-добър екологичен профил и намален въглероден отпечатък. Вместо да третира силикагела като консуматив за изхвърляне, той може да бъде включен в цикъл на събиране и реактивиране.