Десорбція - це метод видалення оборотного адсорбенту шляхом створення умов, що відповідають низькому навантаженню, і введення речовин або енергії для послаблення або зникнення сили між молекулами адсорбенту та активованим вугіллям.
1. Десорбція водяною парою та гарячим газом
Цей метод підходить для десорбції низькомолекулярних вуглеводнів і ароматичних органічних сполук з низькою температурою кипіння. Ентальпія водяної пари висока, її легко отримати, економічно та безпечно. Проте десорбційна здатність речовин з високою температурою кипіння слабка, цикл десорбції тривалий, легко спричинити корозію системи, а продуктивність матеріалу висока. Вміст води у переробленому матеріалі високий, і на якість переробленого матеріалу вплине десорбція забруднюючих речовин, що легко гідролізуються (таких як галогеновані вуглеводні). Після десорбції водяної пари системі адсорбції потрібен тривалий час для охолодження та висихання, перш ніж її можна буде знову використовувати, і існує проблема вторинного забруднення конденсованої води. Порівняно з десорбцією водяної пари, конденсат десорбції гарячого газу має менше вторинного забруднення води, вміст води у відновленій органічній речовині низький (для водорозчинної органічної речовини є більш вигідним), зручний для подальшого очищення. Час відновлення, регенерації, сушіння, охолодження короткий, має менші вимоги до матеріалів.
Недоліком десорбції гарячого газу є те, що теплоємність газу мала, а площа, необхідна для теплообміну газу, відносно велика. Якщо гаряче повітря використовується безпосередньо для десорбції, може виникнути певна небезпека. Крім того, наявність кисню вплине на якість перероблених матеріалів, тому необхідно контролювати вміст кисню в переробленому газі, що збільшить вартість переробки. Деякі вчені пропонують вдосконалення десорбції гарячих газів: у 2002 році Рейтер запропонував метод адсорбції регенерованої пари та забрудненого повітря, щоб підвищити ефективність десорбції та продовжити термін служби активованого вугілля, замість цього використав навколишнє повітря. традиційного очищеного газу як газу для сушіння. Flink використовує суміш повітря та інертних газів для циклічної десорбції.
2.Заміна розчинника
Метод представлений реагентною елюцією та регенерацією надкритичної рідини. Адсорбент десорбують шляхом зміни концентрації компонентів адсорбенту, а потім розчинник видаляють нагріванням для регенерації адсорбенту. Метод елюції реагентів підходить для десорбції органічної речовини з високою концентрацією та низькою температурою кипіння, завдяки чому адсорбент реагує з відповідними хімічними речовинами, а активоване вугілля регенерується. Він більш цілеспрямований, часто розчинник може десорбувати лише деякі забруднюючі речовини, сфера застосування вузька. Однак органічні розчинники, які використовуються в цьому методі, дорогі, а деякі є токсичними, що призведе до вторинного забруднення. Регенерація активованого вугілля не є повною, легко закупорити мікропори активованого вугілля, а адсорбційні властивості активованого вугілля значно знижуються після багаторазової регенерації.
Регенерація надкритичної рідини використовує надкритичну рідину як розчинник для розчинення органічних забруднюючих речовин, адсорбованих на активованому вугіллі в надкритичній рідині, а потім використовує зв’язок між властивостями рідини та температурою та тиском для відділення органічної речовини від надкритичної рідини для досягнення мети регенерації. CO2 зазвичай використовується як екстракційний агент. У 1979 році Modell вперше використав надкритичний CO2 для регенерації фенолу з активованого вугілля. Цей метод не змінив фізико-хімічні властивості адсорбенту та вихідну структуру активованого вугілля при низькій робочій температурі. Активоване вугілля в основному не мало втрат. І цей спосіб дозволяє легко збирати забруднюючі речовини, сприяє повторному використанню адсорбованих матеріалів. Це відсікає вторинне забруднення, досягаючи безперервної роботи, обладнання для переробки займає невелику площу з меншим споживанням енергії. Однак органічних забруднювачів, вивчених цим методом, порівняно небагато, тому важко довести його широке застосування.
3.Електротермічна десорбція
У 1970 році Фабусс і Дюбуа використовували провідність адсорбуючих матеріалів для подачі струму на адсорбент після насичення адсорбцією та використовували ефект Джоуля для генерації тепла для забезпечення енергією для десорбції. В даний час існує два способи генерації струму: безпосередньо від електродів і опосередковано від електромагнітної індукції. У порівнянні з традиційним аналітичним методом зі змінною температурою, метод електричної термічної десорбції може зменшити швидкість потоку регенерованого газу на 10 відсотків -20 відсотків, з високою ефективністю, низьким споживанням енергії та меншими обмеженнями на об’єкт обробки. Однак під час прямого нагрівання будуть гарячі точки, що вплине на контроль температури адсорбційного шару та ускладнить її посилення. Крім того, потрібно додатково вивчити розташування електродів, з’єднання та ізоляцію.
4. Мікрохвильова десорбція
Активоване вугілля може поглинати мікрохвильову енергію для десорбції адсорбенту. Швидкість мікрохвильового нагрівання висока, його можна завершити за 1/100-1/10 часу, ніж звичайний метод, і нагрівання є рівномірним. Він нагріває лише матеріали, що поглинають мікрохвилі, низьке енергоспоживання, просте обладнання, експлуатація, висока ефективність регенерації та легке автоматичне керування. Однак через закритий процес мікрохвильового нагрівання десорбційні матеріали не можуть бути виключені вчасно, що матиме певний вплив на ефект регенерації. Аня та ін. використовували мікрохвильову піч з частотою 2450 МГц і традиційний електротермічний метод для регенерації активованого вугілля, насиченого фенолом, і виявили, що мікрохвильова піч може значно скоротити час десорбції, а втрата адсорбційної здатності активованого вугілля була меншою. Нін Пін та ін. використовували мікрохвильове опромінення для регенерації відпрацьованого газу толуолу, адсорбованого активованим вугіллям, і конденсації десорбції. Швидкість відновлення толуолу досягла понад 60 відсотків, близько до хімічної чистоти. Ван Баоцін використав мікрохвильову десорбцію для регенерації активованого вугілля, заповненого етанолом, і швидкість десорбції досягла понад 90 відсотків через 3-4 хвилин.
5. Регенерація ультразвукової хвилі
Різні вчені по-різному пояснюють принцип ультразвукової десорбції: Yu, Bassler, Hamdaoui та ін. вважають, що високошвидкісний мікрострумин, створений акустичними отворами та ударною хвилею високого тиску, призводить до десорбції адсорбату, тоді як Breit-bach et al. вважають, що тепловий вплив ультразвукової хвилі прискорює десорбцію адсорбату. Китайські вчені вважають, що ультразвук із різним фазовим інтерфейсом або інша ультразвукова хвиля, коли вони зустрілися, вироблятиме велику силу стиснення, оскільки хвиля відскоку утворює крихітну «кавітаційну бульбашку», «точку розриву кавітаційної бульбашки, коли температура та тиск різко зростають , може передати енергію, щоб бути адсорбційним матеріалом, збільшити його тепловий рух, від поверхні адсорбенту.Оскільки ультразвукова хвиля застосовує енергію лише локально, споживання енергії невелике, втрати вуглецю невеликі, а технологічне обладнання просте. Результати Хамдауї показали, що ультразвукова хвиля може значно підвищити швидкість десорбції P-хлорбензолів.У діапазоні від 21 до 800 кГц швидкість десорбції зростала зі збільшенням частоти, і стабільність активованого вугілля не змінювалася, доки ультразвукова хвиля не досягла 38,3 В.
