Granulele de carbon GAC (Granular Activated Carbon) sunt una dintre categoriile de bază în clasificarea cărbunelui activat, împreună cu cărbunele activat sub formă de pulbere, formând formele principale. Este definit ca un material solid de carbon poros cu un diametru mai mare de 0,1 milimetri, care formează o structură a porilor dezvoltate prin procese de activare fizică sau chimică. În comparație cu cărbunele activat sub formă de pulbere, GAC are caracteristici precum dimensiunea mai mare a particulelor, rezistență mecanică ridicată și rezistență scăzută, făcându-l de neînlocuit în scenariile industriale de procesare continuă.
Avantajele GAC constau în proprietățile sale fizice unice. Structura micro și mezoporoasă bine dezvoltată de granulele de carbon pot absorbi eficient poluanții organici, metalele grele și așa mai departe și sunt deosebit de bune la tratarea gazelor de eșapament cu concentrație scăzută-, volum mare-. În plus, forma sa granulară nu se pierde cu ușurință în fluxul dinamic de apă sau de aer, ceea ce îl face potrivit pentru funcționarea pe termen lung-în echipamente precum turnurile împachetate și rezervoarele de filtrare.
După sursa materiilor prime, GAC poate fi clasificat în trei mari categorii. În primul rând, granulele de carbon-pe bază de cărbune, care domină piața principală, au un cost scăzut, dar un conținut relativ ridicat de cenușă și sunt potrivite pentru tratarea apelor uzate industriale. În al doilea rând, cărbunele activat granular din coajă de nucă de cocos, care are o rezistență ridicată și o performanță excelentă de adsorbție, aparține categoriei-de vârf și este utilizat pentru purificarea apei potabile. În cele din urmă, cărbunele activ granular din coajă de fructe, realizat din coji de nucă și coji de caise, este potrivit pentru scenarii speciale de tratare a apei.
GAC joacă, de asemenea, un rol semnificativ în guvernarea mediului. În primul rând, în tratarea COV, paturile de adsorbție GAC pot capta eficient gazele reziduale organice, cum ar fi benzenul și esterii, în fabricile de produse chimice, de cauciuc și de prelucrare a alimentelor, potrivite în special pentru volume mari de aer și concentrații scăzute de gaze reziduale. În al doilea rând, în tratarea apei, poate elimina clorul rezidual, mirosurile și reziduurile de pesticide, făcându-l un material cheie pentru alimentarea cu apă municipală și tratarea apelor uzate. În al treilea rând, în direcția inovației tehnologice, carbonul bio-activat (BAC) formează un sistem de carbon bio{-activat prin imobilizarea microorganismelor de pe suprafața GAC, care poate realiza simultan adsorbția fizică și degradarea biologică, prelungind semnificativ durata de viață a GAC și sporind eficiența tratării compușilor organici refractari, cum ar fi compușii fenolici refractari. În al patrulea rând, în modificarea funcțională, GAC poate fi utilizat ca purtător pentru catalizatorii de oxid de metal, de exemplu: oxid de cobalt/GAC: activează persulfatul pentru a degrada apa reziduală colorantă (cum ar fi metil portocaliu); nichel/GAC (Ni/GAC): catalizează persulfatul de sodiu pentru a genera radicali sulfat, descompunând eficient poluanții organici.
Există în principal trei procese principale de pregătire pentru GAC. Prima este metoda liantului, care folosește lianți, cum ar fi lichidul rezidual de pulpă sulfit și amidonul pentru a lega materiile prime, apoi le carbonizează și le formează. Acest proces este simplu, dar are o porozitate relativ scăzută. A doua este metoda fără liant, metoda de activare a reactivului chimic: folosind activatori precum ZnCl₂ și H₃PO₄, dezvoltarea porilor este mai minuțioasă (cum ar fi Norit GAC 1240W). Cea de-a treia este metoda de activare directă, care utilizează activarea cu abur la-înaltă temperatură și are un mediu mai prietenos.
Industria chineză GAC se confruntă cu problema competitivității insuficiente a produselor de ultimă generație, manifestată în principal prin următoarele aspecte: proporția de GAC pe bază de cărbune-este prea mare, iar materiile prime pentru GAC coajă de cocos sunt dependente de importuri; gradul de automatizare este scăzut, iar consistența produselor este mai slabă decât cea a mărcilor internaționale. GAC nu este doar un termen material, ci simbolizează și evoluția cărbunelui activ de la un adsorbant la o platformă funcțională. Aplicațiile sale transfrontaliere în domeniul protecției mediului, energiei și sănătății reflectă logica de bază a științei materialelor pentru a realiza inovații funcționale prin proiectarea structurală. În viitor, odată cu integrarea profundă a tehnologiei de bio-fixare (cum ar fi BAC) și modificarea catalitică, GAC este de așteptat să devină un „purtător inteligent de carbon” în guvernarea mediului, conducând o revoluție a tehnologiei ecologice.