Desorbția este o metodă de îndepărtare a adsorbantului reversibil prin crearea condițiilor corespunzătoare sarcinii reduse și introducerea de substanțe sau energie care să slăbească sau să dispară forța dintre moleculele de adsorbant și cărbunele activ.
1. Desorbție prin vapori de apă și gaz fierbinte
Această metodă este potrivită pentru desorbția hidrocarburilor cu moleculară mică și a compușilor organici aromatici cu punct de fierbere scăzut. Entalpia vaporilor de apă este mare și ușor de obținut, este economică și sigură. Cu toate acestea, capacitatea de desorbție a substanțelor cu punct de fierbere ridicat este slabă, ciclul de desorbție este lung, iar coroziunea sistemului este ușor de provocat, iar performanța materialului este ridicată. Conținutul de apă al materialului reciclat este ridicat, iar calitatea materialului reciclat va fi afectată de desorbția poluanților ușor hidrolizați (cum ar fi hidrocarburile halogenate). După desorbția vaporilor de apă, sistemul de adsorbție are nevoie de o lungă perioadă de timp pentru a se răci și a se usuca înainte de a putea fi pus din nou în funcțiune și există problema poluării secundare a apei condensate. În comparație cu desorbția vaporilor de apă, condensatul de desorbție a gazului fierbinte are mai puțină poluare secundară a apei, conținutul de apă din materie organică recuperată este scăzut (pentru materia organică solubilă în apă este mai avantajoasă), convenabil pentru rafinare ulterioară. Timpul de recuperare, regenerare, uscare, răcire este scurt, are cerințe mai mici la materiale.
Dezavantajul desorbției gazului fierbinte este că capacitatea de căldură a gazului este mică și aria necesară pentru schimbul de căldură a gazului este relativ mare. Dacă aerul cald este utilizat direct pentru desorbție, poate exista un anumit pericol. Mai mult, existența oxigenului va afecta calitatea materialelor reciclate, de aceea este necesar să se controleze conținutul de oxigen din gazul reciclat, ceea ce va crește costul de reciclare. Unii cercetători au propus îmbunătățiri ale desorbției gazelor fierbinți: în 2002, Reiter a propus metoda de adsorbție a aburului regenerat și a aerului poluat pentru a îmbunătăți eficiența desorbției și a prelungi durata de viață a cărbunelui activ și a folosit în schimb aerul din jur. a gazului purificat tradițional ca gaz de uscare. Flink folosește un amestec de aer și gaze inerte pentru desorbția ciclică.
2.Înlocuirea solventului
Metoda este reprezentată de eluarea reactivului și regenerarea fluidului supercritic. Adsorbantul este desorbit prin modificarea concentrației componentelor adsorbante și apoi solventul este îndepărtat prin încălzire pentru a regenera adsorbantul. Metoda de eluare a reactivului este potrivită pentru desorbția materiei organice cu concentrație mare și punct de fierbere scăzut, astfel încât adsorbantul să reacționeze cu substanțele chimice adecvate, iar cărbunele activ să fie regenerat. Este mai țintit, de multe ori un solvent poate doar desorbi unii poluanți, domeniul de aplicare este restrâns. Cu toate acestea, solvenții organici folosiți în această metodă sunt scumpi și unii sunt toxici, ceea ce va aduce poluare secundară. Regenerarea cărbunelui activat nu este completă, microporii de cărbune activat sunt ușor de obturat, iar performanța de adsorbție a cărbunelui activat este redusă semnificativ după regenerarea multiplă.
Regenerarea fluidului supercritic folosește fluidul supercritic ca solvent pentru a dizolva poluanții organici adsorbiți pe cărbunele activ în fluidul supercritic și apoi utilizează relația dintre proprietățile fluidului și temperatură și presiune pentru a separa materia organică de fluidul supercritic pentru a atinge scopul regenerării. CO2 este utilizat în general ca agent de extracție. În 1979, Modell a folosit pentru prima dată CO2 supercritic pentru a regenera fenolul din cărbune activ. Această metodă nu a schimbat proprietățile fizice și chimice ale adsorbantului și structura originală a cărbunelui activ la temperatură scăzută de funcționare. Cărbunele activat practic nu a avut pierderi. Și astfel este ușor de colectat poluanții, este favorabil reutilizarii materialelor adsorbite. A tăiat poluarea secundară, realizând funcționarea continuă, echipamentele de reciclare ocupă o suprafață mică cu un consum mai mic de energie. Cu toate acestea, poluanții organici studiați prin această metodă sunt relativ puțini, așa că este dificil de demonstrat aplicarea pe scară largă a acestuia.
3.Desorbție electrotermală
În 1970, Fabuss și Dubois au folosit conductivitatea materialelor adsorbante pentru a aplica curent adsorbantului după saturația prin adsorbție și au folosit efectul Joule pentru a genera căldură pentru a furniza energie pentru desorbție. În prezent, există două moduri de a genera curent: direct din electrozi și indirect din inducția electromagnetică. În comparație cu metoda tradițională analitică cu temperatură variabilă, metoda electrică de desorbție termică poate reduce debitul de gaz regenerativ cu 10% -20%, cu eficiență ridicată, consum redus de energie și limitări mai puține asupra obiectului de tratat. Cu toate acestea, vor exista puncte fierbinți în timpul încălzirii directe, care vor afecta controlul temperaturii patului de adsorbție și vor face dificilă amplificarea. În plus, aranjarea electrozilor, conexiunea și izolația trebuie studiate în continuare.
4.Desorbție cu microunde
Cărbunele activat poate absorbi energia cu microunde pentru desorbția adsorbantului. Viteza de încălzire a cuptorului cu microunde este rapidă, poate fi finalizată în 1/100-1/10 din timpul metodei obișnuite și încălzirea este uniformă. Are doar efect de încălzire asupra materialelor care absorb microunde, consum redus de energie, echipament simplu, funcționare, eficiență ridicată de regenerare și ușor de controlat automat. Cu toate acestea, datorită procesului închis de încălzire cu microunde, materialele de desorbție nu pot fi excluse în timp, ceea ce va avea un anumit impact asupra efectului de regenerare. Ania şi colab. a folosit cuptorul cu microunde de 2450MHz și metoda electrotermală tradițională pentru a regenera cărbunele activ saturat cu fenol și a constatat că cuptorul cu microunde ar putea scurta semnificativ timpul de desorbție, iar pierderea capacității de adsorbție a cărbunelui activat a fost mai mică. Ning Ping și colab. a folosit iradierea cu microunde pentru a regenera gazul rezidual toluen adsorbit cu cărbune activ și pentru a condensa desorbția. Rata de recuperare a toluenului a ajuns la peste 60 la sută, aproape de puritatea chimică. Wang Baoqing a folosit desorbția cu microunde pentru a regenera cărbunele activ încărcat cu etanol, iar rata de desorbție a atins peste 90% după 3-4 minute.
5.Regenerarea undelor cu ultrasunete
Diferiți savanți au explicații diferite pentru principiul desorbției ultrasonice: Yu, Bassler, Hamdaoui și colab. cred că microjetul de mare viteză generat de găurile acustice și unda de șoc de înaltă presiune duc la desorbția adsorbatului, în timp ce Breit-bach și colab. cred că efectul termic al undei ultrasonice accelerează desorbția adsorbatului. Savanții chinezi cred că ultrasunetele cu interfață de fază diferită sau altă undă ultrasonică atunci când s-au întâlnit, va produce o forță de compresie mare, deoarece valul de revenire pentru a forma o mică „bula de cavitație”, „punctul de spargere a bulei de cavitație atunci când temperatura și presiunea cresc brusc. , ar putea trece energia pentru a fi material de adsorbție, crește mișcarea sa termică, de la suprafața adsorbantului.Deoarece unda ultrasonică aplică energie doar local, consumul de energie este mic, pierderea de carbon este mică, iar echipamentul de proces este simplu. Rezultatele lui Hamdaoui au arătat că undele ultrasonice ar putea crește semnificativ rata de desorbție a clorobenzenilor P. În intervalul de la 21 la 800 kHz, rata de desorbție a crescut odată cu creșterea frecvenței, iar stabilitatea cărbunelui activ nu a fost afectată până când unda ultrasonică a ajuns la 38,3. W.
