Desorpcja to metoda usuwania adsorbentu odwracalnego poprzez stworzenie warunków odpowiadających niskiemu obciążeniu i wprowadzenie substancji lub energii w celu osłabienia lub zaniku siły między cząsteczkami adsorbentu a węglem aktywnym.
1. Desorpcja przez parę wodną i gorący gaz
Metoda ta jest odpowiednia do desorpcji niskocząsteczkowych węglowodorów i aromatycznych związków organicznych o niskiej temperaturze wrzenia. Entalpia pary wodnej jest wysoka i łatwa do uzyskania, ekonomiczna i bezpieczna. Jednak zdolność desorpcji substancji o wysokiej temperaturze wrzenia jest słaba, cykl desorpcji jest długi, korozja układu jest łatwa do spowodowania, a wydajność materiału jest wysoka. Zawartość wody w materiale z recyklingu jest wysoka, a na jakość materiału z recyklingu wpłynie desorpcja łatwo hydrolizujących zanieczyszczeń (takich jak chlorowcowane węglowodory). Po desorpcji pary wodnej system adsorpcyjny potrzebuje długiego czasu na schłodzenie i wyschnięcie, zanim będzie można go ponownie uruchomić, a ponadto pojawia się problem wtórnego zanieczyszczenia skroplonej wody. W porównaniu z desorpcją pary wodnej, kondensat z desorpcji gorących gazów ma mniejsze wtórne zanieczyszczenie wody, zawartość wody odzyskanej materii organicznej jest niska (w przypadku materii organicznej rozpuszczalnej w wodzie jest bardziej korzystna), dogodna do dalszej rafinacji. Czas regeneracji, regeneracji, suszenia, chłodzenia jest krótki, ma mniejsze wymagania materiałowe.
Wadą desorpcji gorącym gazem jest to, że pojemność cieplna gazu jest mała, a powierzchnia wymagana do wymiany ciepła gazu jest stosunkowo duża. Jeśli gorące powietrze jest bezpośrednio wykorzystywane do desorpcji, może wystąpić pewne niebezpieczeństwo. Ponadto obecność tlenu wpłynie na jakość materiałów pochodzących z recyklingu, dlatego konieczne jest kontrolowanie zawartości tlenu w gazie z recyklingu, co zwiększy koszt recyklingu. Niektórzy uczeni zaproponowali ulepszenia w desorpcji gorących gazów: w 2002 roku Reiter zaproponował metodę adsorpcji zregenerowanej pary i zanieczyszczonego powietrza w celu poprawy wydajności desorpcji i przedłużenia żywotności węgla aktywnego, zamiast tego użył otaczającego powietrza tradycyjnego gazu oczyszczonego jako gazu suszącego. Flink wykorzystuje mieszankę powietrza i gazów obojętnych do cyklicznej desorpcji.
2.Wymiana rozpuszczalnika
Metoda jest reprezentowana przez elucję odczynników i regenerację płynu w stanie nadkrytycznym. Adsorbent jest desorbowany przez zmianę stężenia składników adsorbentu, a następnie rozpuszczalnik jest usuwany przez ogrzewanie w celu regeneracji adsorbentu. Metoda elucji odczynnika jest odpowiednia do desorbowania materii organicznej o wysokim stężeniu i niskiej temperaturze wrzenia, dzięki czemu adsorbent reaguje z odpowiednimi chemikaliami, a węgiel aktywny ulega regeneracji. Jest bardziej ukierunkowany, często rozpuszczalnik może desorpować tylko niektóre zanieczyszczenia, zakres zastosowania jest wąski. Jednak rozpuszczalniki organiczne stosowane w tej metodzie są drogie, a niektóre są toksyczne, co powoduje wtórne zanieczyszczenie. Regeneracja węgla aktywnego nie jest kompletna, łatwo jest zatkać mikropory węgla aktywnego, a wydajność adsorpcji węgla aktywnego jest znacznie zmniejszona po wielokrotnej regeneracji.
Regeneracja płynu nadkrytycznego wykorzystuje płyn nadkrytyczny jako rozpuszczalnik do rozpuszczania zanieczyszczeń organicznych zaadsorbowanych na węglu aktywnym w płynie nadkrytycznym, a następnie wykorzystuje zależność między właściwościami płynu a temperaturą i ciśnieniem w celu oddzielenia materii organicznej od płynu nadkrytycznego w celu osiągnięcia celu regeneracji. CO2 jest zwykle używany jako czynnik ekstrakcyjny. W 1979 roku firma Modell po raz pierwszy zastosowała nadkrytyczny CO2 do regeneracji fenolu z węgla aktywnego. Metoda ta nie zmieniła właściwości fizykochemicznych adsorbentu oraz pierwotnej struktury węgla aktywnego w niskiej temperaturze pracy. Węgiel aktywny w zasadzie nie miał strat. A w ten sposób łatwo zbierać zanieczyszczenia, sprzyja ponownemu wykorzystaniu zaadsorbowanych materiałów. Odcina wtórne zanieczyszczenia, osiągając ciągłą pracę, sprzęt do recyklingu zajmuje niewielki obszar przy mniejszym zużyciu energii. Jednak zanieczyszczenia organiczne badane tą metodą są stosunkowo nieliczne, dlatego trudno jest udowodnić jej szerokie zastosowanie.
3.Desorpcja elektrotermiczna
W 1970 roku Fabuss i Dubois wykorzystali przewodność materiałów adsorpcyjnych do doprowadzenia prądu do adsorbentu po nasyceniu adsorpcyjnym i wykorzystali efekt Joule'a do wygenerowania ciepła w celu dostarczenia energii do desorpcji. Obecnie istnieją dwa sposoby generowania prądu: bezpośrednio z elektrod i pośrednio z indukcji elektromagnetycznej. W porównaniu z tradycyjną metodą analityczną ze zmienną temperaturą, metoda elektrycznej desorpcji termicznej może zmniejszyć natężenie przepływu gazu regeneracyjnego o 10% -20 procent, przy wysokiej wydajności, niskim zużyciu energii i mniejszych ograniczeniach na obiekcie obróbki. Jednak podczas bezpośredniego ogrzewania pojawią się gorące punkty, które wpłyną na kontrolę temperatury złoża adsorpcyjnego i utrudnią amplifikację. Ponadto należy dokładniej zbadać układ elektrod, połączenie i izolację.
4. Desorpcja mikrofalowa
Węgiel aktywny może pochłaniać energię mikrofalową w celu desorpcji adsorbentu. Szybkość nagrzewania mikrofalowego jest duża, można ją ukończyć w 1/100-1/10 czasu standardowej metody, a ogrzewanie jest równomierne. Ma tylko wpływ na ogrzewanie materiałów pochłaniających mikrofale, niskie zużycie energii, prosty sprzęt, obsługę, wysoką wydajność regeneracji i łatwość automatycznego sterowania. Jednak ze względu na zamknięty proces ogrzewania mikrofalowego materiałów desorpcyjnych nie można wykluczyć w czasie, co będzie miało pewien wpływ na efekt regeneracji. Ania i in. zastosowali mikrofale 2450 MHz i tradycyjną metodę elektrotermiczną do regeneracji węgla aktywnego nasyconego fenolem i odkryli, że mikrofale mogą znacznie skrócić czas desorpcji, a utrata zdolności adsorpcji węgla aktywnego była mniejsza. Ning Ping i in. zastosował promieniowanie mikrofalowe do regeneracji gazu odlotowego toluenu zaadsorbowanego na węglu aktywnym i skondensowania desorpcji. Stopień odzysku toluenu osiągnął ponad 60 procent, zbliżony do czystości chemicznej. Wang Baoqing użył desorpcji mikrofalowej do regeneracji węgla aktywnego obciążonego etanolem, a stopień desorpcji osiągnął ponad 90 procent po 3-4 minutach.
5. Regeneracja fali ultradźwiękowej
Różni uczeni mają różne wyjaśnienia zasady desorpcji ultradźwiękowej: Yu, Bassler, Hamdaoui i in. sądzą, że szybki mikrostrumień generowany przez otwory akustyczne i falę uderzeniową wysokiego ciśnienia prowadzą do desorpcji adsorpcji, podczas gdy Breit-bach et al. Uważam, że efekt cieplny fali ultradźwiękowej przyspiesza desorpcję adsorpcji. Chińscy uczeni uważają, że ultradźwięki o różnych fazach lub inne fale ultradźwiękowe, gdy się spotkają, wytworzą wielką siłę ściskającą, jak fala odbicia, tworząca maleńki „pęcherzyk kawitacyjny”, „pęknięcie pęcherzyka kawitacyjnego”, gdy temperatura i ciśnienie gwałtownie wzrosną , może przekazywać energię jako materiał adsorpcyjny, zwiększać jego ruch termiczny z powierzchni adsorbentu.Ponieważ fala ultradźwiękowa stosuje energię tylko lokalnie, zużycie energii jest niewielkie, utrata węgla jest niewielka, a wyposażenie procesowe jest proste. Wyniki Hamdaoui wykazały, że fala ultradźwiękowa może znacząco zwiększyć szybkość desorpcji P-chlorobenzenów.W zakresie od 21 do 800kHz szybkość desorpcji rosła wraz ze wzrostem częstotliwości, a stabilność węgla aktywnego nie została naruszona, dopóki fala ultradźwiękowa nie osiągnęła 38,3 W.
