Desorpcia je metóda na odstránenie reverzibilného adsorbentu vytvorením podmienok zodpovedajúcich nízkej záťaži a zavedením látok alebo energie na oslabenie alebo zmiznutie sily medzi molekulami adsorbentu a aktívnym uhlím.
1. Desorpcia vodnou parou a horúcim plynom
Táto metóda je vhodná na desorpciu nízkomolekulárnych uhľovodíkov a aromatických organických zlúčenín s nízkou teplotou varu. Entalpia vodnej pary je vysoká a ľahko dosiahnuteľná, je ekonomická a bezpečná. Desorpčná schopnosť látok s vysokým bodom varu je však slabá, desorpčný cyklus je dlhý a korózia systému je ľahko spôsobená a materiálový výkon je vysoký. Obsah vody v recyklovanom materiáli je vysoký a kvalita recyklovaného materiálu bude ovplyvnená desorpciou ľahko hydrolyzovateľných znečisťujúcich látok (ako sú halogénované uhľovodíky). Po desorpcii vodnej pary potrebuje adsorpčný systém dlhý čas na ochladenie a vyschnutie, kým sa dá znova použiť, a vzniká problém sekundárneho znečistenia kondenzovanej vody. V porovnaní s desorpciou vodnej pary má desorpčný kondenzát horúceho plynu menšie sekundárne znečistenie vody, obsah regenerovanej organickej hmoty je nízky (pre organické látky rozpustné vo vode je výhodnejší), vhodný na ďalšiu rafináciu. Doba regenerácie, regenerácie, sušenia, chladenia je krátka, má nižšie nároky na materiály.
Nevýhodou desorpcie horúcich plynov je, že tepelná kapacita plynu je malá a plocha potrebná na výmenu tepla plynu je pomerne veľká. Ak sa na desorpciu priamo používa horúci vzduch, môže existovať určité nebezpečenstvo. Okrem toho existencia kyslíka ovplyvní kvalitu recyklovaných materiálov, takže je potrebné kontrolovať obsah kyslíka v recyklovanom plyne, čo zvýši náklady na recykláciu. Niektorí vedci navrhli zlepšenia desorpcie horúcich plynov: v roku 2002 Reiter navrhol metódu adsorpcie regenerovanej pary a znečisteného vzduchu, aby sa zlepšila účinnosť desorpcie a predĺžila životnosť aktívneho uhlia, a namiesto toho použil okolitý vzduch. tradičného čisteného plynu ako sušiaceho plynu. Flink používa na cyklickú desorpciu zmes vzduchu a inertných plynov.
2.Výmena rozpúšťadla
Metóda je reprezentovaná elúciou činidla a regeneráciou superkritickej tekutiny. Adsorbent sa desorbuje zmenou koncentrácie adsorbčných zložiek a potom sa rozpúšťadlo odstráni zahrievaním, aby sa adsorbent regeneroval. Metóda elúcie činidla je vhodná na desorbciu organickej hmoty s vysokou koncentráciou a nízkou teplotou varu, takže adsorbent reaguje s vhodnými chemikáliami a aktívne uhlie sa regeneruje. Je cielenejšia, rozpúšťadlo môže často desorpovať len niektoré škodliviny, rozsah použitia je úzky. Organické rozpúšťadlá používané pri tejto metóde sú však drahé a niektoré sú toxické, čo prinesie sekundárne znečistenie. Regenerácia aktívnym uhlím nie je úplná, ľahko sa upchajú mikropóry aktívneho uhlia a adsorpčný výkon aktívneho uhlia sa po viacnásobnej regenerácii výrazne zníži.
Regenerácia superkritickej kvapaliny využíva superkritickú kvapalinu ako rozpúšťadlo na rozpustenie organických znečisťujúcich látok adsorbovaných na aktívnom uhlí v superkritickej kvapaline a potom využíva vzťah medzi vlastnosťami kvapaliny a teplotou a tlakom na oddelenie organickej hmoty od superkritickej kvapaliny na dosiahnutie účelu regenerácie. Ako extrakčné činidlo sa vo všeobecnosti používa CO2. V roku 1979 Modell prvýkrát použil superkritický CO2 na regeneráciu fenolu z aktívneho uhlia. Táto metóda nezmenila fyzikálne a chemické vlastnosti adsorbentu a pôvodnú štruktúru aktívneho uhlia pri nízkej prevádzkovej teplote. Aktívne uhlie v podstate nemalo žiadnu stratu. A týmto spôsobom je ľahké zbierať znečisťujúce látky, čo vedie k opätovnému použitiu adsorbovaných materiálov. Odstráni sekundárne znečistenie, čím sa dosiahne nepretržitá prevádzka, recyklačné zariadenie zaberá malú plochu s menšou spotrebou energie. Organických polutantov študovaných touto metódou je však relatívne málo, takže je ťažké dokázať jej široké uplatnenie.
3.Elektrotermická desorpcia
V roku 1970 použili Fabuss a Dubois vodivosť adsorpčných materiálov na aplikovanie prúdu na adsorbent po adsorpčnej saturácii a Jouleov efekt na generovanie tepla na poskytnutie energie na desorpciu. V súčasnosti existujú dva spôsoby generovania prúdu: priamo z elektród a nepriamo z elektromagnetickej indukcie. V porovnaní s tradičnou analytickou metódou s premenlivou teplotou môže metóda elektrickej tepelnej desorpcie znížiť prietok regeneračného plynu o 10 percent -20 percent s vysokou účinnosťou, nízkou spotrebou energie a menšími obmedzeniami na upravovaný objekt. Pri priamom ohreve sa však vyskytnú horúce miesta, ktoré ovplyvnia reguláciu teploty adsorpčného lôžka a sťažia jeho zosilnenie. Okrem toho je potrebné ďalej študovať usporiadanie elektród, pripojenie a izoláciu.
4. Mikrovlnná desorpcia
Aktívne uhlie môže absorbovať mikrovlnnú energiu na desorpciu adsorbentu. Rýchlosť ohrevu v mikrovlnnej rúre je vysoká, dá sa dokončiť za 1/100-1/10 času bežného spôsobu a ohrev je rovnomerný. Má iba zahrievací účinok na materiály absorbujúce mikrovlny, nízku spotrebu energie, jednoduché vybavenie, obsluhu, vysokú účinnosť regenerácie a jednoduché automatické ovládanie. Vzhľadom na uzavretý proces mikrovlnného ohrevu však nie je možné včas vylúčiť desorpčné materiály, čo bude mať určitý vplyv na regeneračný efekt. Ania a kol. použili 2450 MHz mikrovlnnú a tradičnú elektrotermálnu metódu na regeneráciu aktívneho uhlia nasýteného fenolom a zistili, že mikrovlnná rúra môže výrazne skrátiť čas desorpcie a strata adsorpčnej kapacity aktívneho uhlia bola menšia. Ning Ping a kol. použili mikrovlnné ožarovanie na regeneráciu odpadového plynu toluénu adsorbovaného aktívnym uhlím a kondenzáciu desorpcie. Výťažnosť toluénu dosiahla viac ako 60 percent, čo je blízko k chemickej čistote. Wang Baoqing použil mikrovlnnú desorpciu na regeneráciu aktívneho uhlia naplneného etanolom a miera desorpcie dosiahla viac ako 90 percent po 3-4 minútach.
5.Regenerácia ultrazvukových vĺn
Rôzni vedci majú rôzne vysvetlenia princípu ultrazvukovej desorpcie: Yu, Bassler, Hamdaoui a kol. verí, že vysokorýchlostný mikroprúd generovaný akustickými otvormi a vysokotlakovou rázovou vlnou vedie k desorpcii adsorbátu, zatiaľ čo Breit-bach et al. verí, že tepelný účinok ultrazvukových vĺn urýchľuje desorpciu adsorbátu. Čínski vedci si myslia, že ultrazvuk s odlišným fázovým rozhraním alebo iná ultrazvuková vlna, keď sa stretnú, vytvorí veľkú kompresnú silu, pretože vlna odrazu vytvorí malú „kavitačnú bublinu“, „kavitačná bublina praskne, keď teplota a tlak náhle vzrastú. , môže preniesť energiu na adsorpčný materiál, zvýšiť jeho tepelný pohyb z povrchu adsorbenta. Pretože ultrazvuková vlna aplikuje energiu iba lokálne, spotreba energie je malá, strata uhlíka je malá a procesné zariadenie je jednoduché. Hamdaouiho výsledky ukázali, že ultrazvuková vlna môže výrazne zvýšiť rýchlosť desorpcie P-chlórbenzénov. V rozsahu 21 až 800 kHz sa rýchlosť desorpcie zvyšovala so zvyšovaním frekvencie a stabilita aktívneho uhlia nebola ovplyvnená, kým ultrazvuková vlna nedosiahla 38,3 W.
