La desorción es un método para eliminar el adsorbente reversible creando condiciones correspondientes a una carga baja e introduciendo sustancias o energía para debilitar o desaparecer la fuerza entre las moléculas adsorbentes y el carbón activado.
1. Desorción por vapor de agua y gas caliente
Este método es adecuado para la desorción de hidrocarburos de bajo peso molecular y compuestos orgánicos aromáticos con bajo punto de ebullición. La entalpía del vapor de agua es alta y fácil de obtener, económica y segura. Sin embargo, la capacidad de desorción de las sustancias de alto punto de ebullición es débil, el ciclo de desorción es largo, la corrosión del sistema es fácil de causar y el rendimiento del material es alto. El contenido de agua del material reciclado es alto y la calidad del material reciclado se verá afectada por la desorción de contaminantes fácilmente hidrolizados (como los hidrocarburos halogenados). Después de la desorción del vapor de agua, el sistema de adsorción necesita mucho tiempo para enfriarse y secarse antes de que pueda volver a usarse, y existe el problema de la contaminación secundaria del agua condensada. En comparación con la desorción de vapor de agua, el condensado de desorción de gas caliente tiene menos contaminación secundaria de agua, el contenido de agua de materia orgánica recuperada es bajo (la materia orgánica soluble en agua es más ventajosa), conveniente para una mayor refinación. El tiempo de recuperación, regeneración, secado y enfriamiento es corto, tiene requisitos más bajos sobre los materiales.
La desventaja de la desorción de gas caliente es que la capacidad calorífica del gas es pequeña y el área requerida para el intercambio de calor del gas es relativamente grande. Si se usa aire caliente directamente para la desorción, puede haber cierto peligro. Además, la existencia de oxígeno afectará a la calidad de los materiales reciclados, por lo que es necesario controlar el contenido de oxígeno en el gas reciclado, lo que incrementará el coste de reciclado. Algunos académicos propusieron mejoras en la desorción de gases calientes: en 2002, Reiter propuso el método de adsorción de vapor regenerado y aire contaminado para mejorar la eficiencia de desorción y prolongar la vida útil del carbón activado, y en su lugar utilizó el aire circundante. del gas purificado tradicional como gas de secado. Flink utiliza una mezcla de aire y gases inertes para la desorción cíclica.
2.Reemplazo de solvente
El método está representado por elución de reactivos y regeneración de fluidos supercríticos. El adsorbente se desorbe cambiando la concentración de los componentes adsorbentes y luego el solvente se elimina calentando para regenerar el adsorbente. El método de elución del reactivo es adecuado para desorber materia orgánica de alta concentración y bajo punto de ebullición, de modo que el adsorbente reaccione con los productos químicos apropiados y el carbón activado se regenere. Es más específico, a menudo un solvente solo puede desorción de algunos contaminantes, el ámbito de aplicación es limitado. Sin embargo, los solventes orgánicos usados en este método son costosos y algunos son tóxicos, lo que traerá una contaminación secundaria. La regeneración de carbón activado no está completa, es fácil tapar los microporos de carbón activado y el rendimiento de adsorción del carbón activado se reduce significativamente después de la regeneración múltiple.
La regeneración de fluidos supercríticos usa fluido supercrítico como solvente para disolver contaminantes orgánicos adsorbidos en carbón activado en fluido supercrítico, y luego usa la relación entre las propiedades del fluido y la temperatura y presión para separar la materia orgánica del fluido supercrítico para lograr el propósito de la regeneración. El CO2 se utiliza generalmente como agente de extracción. En 1979, Modell utilizó por primera vez CO2 supercrítico para regenerar fenol a partir de carbón activado. Este método no cambió las propiedades físicas y químicas del adsorbente y la estructura original del carbón activado a baja temperatura de operación. El carbón activado básicamente no tuvo pérdidas. Y de esta manera es fácil recoger contaminantes, es propicio para la reutilización de materiales adsorbidos. Cortó la contaminación secundaria, logrando la operación continua, el equipo de reciclaje ocupa un área pequeña con menos consumo de energía. Sin embargo, los contaminantes orgánicos estudiados por este método son relativamente pocos, por lo que es difícil probar su amplia aplicación.
3.Desorción electrotérmica
En 1970, Fabuss y Dubois usaron la conductividad de los materiales adsorbentes para aplicar corriente al adsorbente después de la saturación de la adsorción y usaron el efecto Joule para generar calor y proporcionar energía para la desorción. Actualmente, existen dos formas de generar corriente: directamente a partir de electrodos e indirectamente a partir de la inducción electromagnética. En comparación con el método analítico de temperatura variable tradicional, el método de desorción térmica eléctrica puede reducir el caudal de gas regenerativo en un 10 por ciento -20 por ciento, con alta eficiencia, bajo consumo de energía y menos limitaciones en el objeto de tratamiento. Sin embargo, habrá puntos calientes durante el calentamiento directo, lo que afectará el control de la temperatura del lecho de adsorción y dificultará la amplificación. Además, la disposición de los electrodos, la conexión y el aislamiento deben estudiarse más a fondo.
4. Desorción por microondas
El carbón activado puede absorber energía de microondas para la desorción del adsorbente. La velocidad de calentamiento por microondas es rápida, se puede completar en 1/100-1/10 del tiempo del método normal y el calentamiento es uniforme. Solo tiene efecto de calentamiento en materiales absorbentes de microondas, bajo consumo de energía, equipo simple, operación, alta eficiencia de regeneración y fácil de controlar automáticamente. Sin embargo, debido al proceso cerrado de calentamiento por microondas, los materiales de desorción no se pueden excluir a tiempo, lo que tendrá un cierto impacto en el efecto de regeneración. Ania et al. usó microondas de 2450 MHz y un método electrotérmico tradicional para regenerar el carbón activado saturado con fenol, y descubrió que el microondas podía acortar significativamente el tiempo de desorción y que la pérdida de capacidad de adsorción del carbón activado era menor. Ning Ping et al. utilizó irradiación de microondas para regenerar el gas residual de tolueno adsorbido con carbón activado y condensar la desorción. La tasa de recuperación de tolueno alcanzó más del 60 por ciento, cerca de la pureza química. Wang Baoqing usó la desorción por microondas para regenerar el carbón activado cargado con etanol, y la tasa de desorción alcanzó más del 90 por ciento después de 3-4 minutos.
5. Regeneración de ondas ultrasónicas
Diferentes académicos tienen diferentes explicaciones para el principio de desorción ultrasónica: Yu, Bassler, Hamdaoui et al. creen que el microchorro de alta velocidad generado por los agujeros acústicos y la onda de choque de alta presión conducen a la desorción del adsorbato, mientras que Breit-bach et al. cree que el efecto térmico de la onda ultrasónica acelera la desorción del adsorbato. Los eruditos chinos piensan que el ultrasonido con interfaz de fase diferente u otra onda ultrasónica cuando se encuentran, producirá una gran fuerza de compresión, como la onda de rebote para formar una pequeña "burbuja de cavitación", "punto de explosión de la burbuja de cavitación cuando la temperatura y la presión aumentan abruptamente , podría pasar la energía para ser material de adsorción, aumentar su movimiento térmico, desde la superficie del adsorbente.Debido a que la onda ultrasónica solo aplica energía localmente, el consumo de energía es pequeño, la pérdida de carbono es pequeña y el equipo de proceso es simple. Los resultados de Hamdaoui mostraron que la onda ultrasónica podría aumentar significativamente la tasa de desorción de los clorobencenos P. En el rango de 21 a 800 kHz, la tasa de desorción aumentó con el aumento de la frecuencia y la estabilidad del carbón activado no se vio afectada hasta que la onda ultrasónica alcanzó 38,3 w
