Desorption ist ein Verfahren zur Entfernung von reversiblem Adsorptionsmittel durch Schaffung von Bedingungen, die einer geringen Belastung entsprechen, und Einführung von Substanzen oder Energie, um die Kraft zwischen Adsorptionsmittelmolekülen und Aktivkohle zu schwächen oder zu beseitigen.
1. Desorption durch Wasserdampf und heißes Gas
Dieses Verfahren eignet sich zur Desorption von niedermolekularen Kohlenwasserstoffen und aromatischen organischen Verbindungen mit niedrigem Siedepunkt. Die Enthalpie von Wasserdampf ist hoch und leicht zu erreichen, sie ist wirtschaftlich und sicher. Die Desorptionsfähigkeit von Substanzen mit hohem Siedepunkt ist jedoch schwach, der Desorptionszyklus ist lang und die Systemkorrosion ist leicht zu verursachen und die Materialleistung ist hoch. Der Wassergehalt des Recyclingmaterials ist hoch, und die Qualität des Recyclingmaterials wird durch die Desorption leicht hydrolysierbarer Schadstoffe (z. B. Halogenkohlenwasserstoffe) beeinträchtigt. Nach der Wasserdampfdesorption benötigt das Adsorptionssystem eine lange Zeit zum Abkühlen und Trocknen, bevor es wieder in Betrieb genommen werden kann, und es besteht das Problem der Sekundärverschmutzung von Kondenswasser. Im Vergleich zur Wasserdampfdesorption weist Heißgasdesorptionskondensat eine geringere Wassersekundärverschmutzung auf, der Wassergehalt der zurückgewonnenen organischen Stoffe ist gering (für wasserlösliche organische Stoffe ist vorteilhafter), bequem für die weitere Raffination. Die Erholungs-, Regenerierungs-, Trocknungs- und Kühlzeit ist kurz, es hat geringere Anforderungen an die Materialien.
Der Nachteil der Heißgasdesorption besteht darin, dass die Wärmekapazität des Gases gering und die für den Gaswärmetausch benötigte Fläche relativ groß ist. Wird direkt heiße Luft zur Desorption verwendet, kann eine gewisse Gefahr bestehen. Darüber hinaus beeinträchtigt das Vorhandensein von Sauerstoff die Qualität der recycelten Materialien, so dass es notwendig ist, den Sauerstoffgehalt im recycelten Gas zu kontrollieren, was die Recyclingkosten erhöht. Einige Wissenschaftler schlagen Verbesserungen der Desorption heißer Gase vor: 2002 schlug Reiter die Methode vor, regenerierten Dampf und verschmutzte Luft zu adsorbieren, um die Desorptionseffizienz zu verbessern und die Lebensdauer von Aktivkohle zu verlängern, und nutzte stattdessen die Umgebungsluft des traditionellen gereinigten Gases als Trocknungsgas. Flink verwendet für die zyklische Desorption ein Gemisch aus Luft und Inertgasen.
2.Lösungsmittelersatz
Das Verfahren wird durch Reagenz-Elution und überkritische Fluid-Regeneration repräsentiert. Das Adsorptionsmittel wird desorbiert, indem die Konzentration der Adsorptionsmittelkomponenten geändert wird, und dann wird das Lösungsmittel durch Erhitzen entfernt, um das Adsorptionsmittel zu regenerieren. Das Reagenz-Elutionsverfahren ist zum Desorbieren von organischem Material in hoher Konzentration und mit niedrigem Siedepunkt geeignet, so dass das Adsorptionsmittel mit geeigneten Chemikalien reagiert und die Aktivkohle regeneriert wird. Es ist zielgerichteter, oft kann ein Lösungsmittel nur einige Schadstoffe desorbieren, der Anwendungsbereich ist eng. Die bei diesem Verfahren verwendeten organischen Lösungsmittel sind jedoch teuer und einige sind giftig, was zu einer sekundären Verschmutzung führt. Die Regeneration der Aktivkohle ist nicht vollständig, die Mikroporen der Aktivkohle verstopfen leicht und die Adsorptionsleistung der Aktivkohle wird nach mehrfacher Regeneration erheblich reduziert.
Die Regenerierung überkritischer Flüssigkeiten verwendet überkritische Flüssigkeiten als Lösungsmittel, um an Aktivkohle adsorbierte organische Schadstoffe in überkritischen Flüssigkeiten aufzulösen, und verwendet dann die Beziehung zwischen Flüssigkeitseigenschaften und Temperatur und Druck, um organische Stoffe von überkritischen Flüssigkeiten zu trennen, um den Zweck der Regenerierung zu erreichen. Als Extraktionsmittel wird in der Regel CO2 verwendet. 1979 verwendete Modell erstmals überkritisches CO2, um Phenol aus Aktivkohle zu regenerieren. Dieses Verfahren veränderte die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Adsorptionsmittels und die ursprüngliche Struktur der Aktivkohle bei niedriger Betriebstemperatur nicht. Aktivkohle hatte grundsätzlich keinen Verlust. Und auf diese Weise können Schadstoffe leicht gesammelt werden, was der Wiederverwendung von adsorbierten Materialien förderlich ist. Es schneidet die Sekundärverschmutzung ab und erreicht den kontinuierlichen Betrieb, die Recyclingausrüstung nimmt eine kleine Fläche mit weniger Energieverbrauch ein. Die mit dieser Methode untersuchten organischen Schadstoffe sind jedoch relativ wenige, so dass es schwierig ist, ihre breite Anwendung nachzuweisen.
3.Elektrothermische Desorption
1970 verwendeten Fabuss und Dubois die Leitfähigkeit von Adsorptionsmaterialien, um nach der Adsorptionssättigung Strom an das Adsorptionsmittel anzulegen, und nutzten den Joule-Effekt, um Wärme zu erzeugen, um Energie für die Desorption bereitzustellen. Derzeit gibt es zwei Möglichkeiten, Strom zu erzeugen: direkt aus Elektroden und indirekt aus elektromagnetischer Induktion. Verglichen mit der herkömmlichen Analysemethode mit variabler Temperatur kann die elektrische Thermodesorptionsmethode die Durchflussrate des regenerativen Gases um 10 Prozent -20 Prozent reduzieren, mit hoher Effizienz, geringem Energieverbrauch und weniger Einschränkungen für das Behandlungsobjekt. Beim direkten Erhitzen treten jedoch heiße Stellen auf, die die Temperaturregelung des Adsorptionsbetts beeinträchtigen und die Verstärkung erschweren. Darüber hinaus müssen die Elektrodenanordnung, -verbindung und -isolierung weiter untersucht werden.
4.Mikrowellendesorption
Aktivkohle kann Mikrowellenenergie zur Desorption von Adsorptionsmittel absorbieren. Die Mikrowellenheizgeschwindigkeit ist schnell, sie kann in 1/100-1/10 der Zeit der regulären Methode abgeschlossen werden und die Erwärmung ist gleichmäßig. Es hat nur eine Erwärmungswirkung auf mikrowellenabsorbierende Materialien, einen geringen Energieverbrauch, eine einfache Ausrüstung, einen Betrieb, eine hohe Regenerationseffizienz und eine einfache automatische Steuerung. Aufgrund des geschlossenen Prozesses der Mikrowellenerwärmung können die Desorptionsmaterialien jedoch nicht rechtzeitig ausgeschlossen werden, was einen gewissen Einfluss auf die Regenerationswirkung haben wird. Aniaet al. verwendeten 2450 MHz Mikrowellen und traditionelle elektrothermische Verfahren, um die mit Phenol gesättigte Aktivkohle zu regenerieren, und stellten fest, dass Mikrowellen die Desorptionszeit erheblich verkürzen konnten und der Verlust der Adsorptionskapazität von Aktivkohle geringer war. Ning Pinget al. verwendet Mikrowellenbestrahlung, um das an Aktivkohle adsorbierte Toluol-Abgas zu regenerieren und die Desorption zu kondensieren. Die Rückgewinnungsrate von Toluol erreichte mehr als 60 Prozent, nahe der chemischen Reinheit. Wang Baoqing verwendete Mikrowellendesorption, um mit Ethanol beladene Aktivkohle zu regenerieren, und die Desorptionsrate erreichte nach 3-4 Minuten mehr als 90 Prozent.
5.Ultraschallwellenregeneration
Verschiedene Gelehrte haben unterschiedliche Erklärungen für das Prinzip der Ultraschalldesorption: Yu, Bassler, Hamdaoui et al. glauben, dass der durch akustische Löcher und Hochdruck-Stoßwellen erzeugte Hochgeschwindigkeits-Mikrostrahl zu einer Desorption des Adsorbats führt, während Breitbach et al. glauben, dass die thermische Wirkung von Ultraschallwellen die Adsorbatdesorption beschleunigt. Chinesische Gelehrte glauben, dass der Ultraschall mit unterschiedlicher Phasenschnittstelle oder anderen Ultraschallwellen, wenn sie sich treffen, eine große Kompressionskraft erzeugen wird, da die Rückprallwelle eine winzige "Kavitationsblase" bildet, "Kavitationsblasen-Bruchpunkt", wenn Temperatur und Druck abrupt ansteigen , könnte die Energie von der Oberfläche des Adsorptionsmittels an das Adsorptionsmaterial weiterleiten und seine thermische Bewegung erhöhen Da die Ultraschallwelle nur lokal Energie anwendet, ist der Energieverbrauch gering, der Kohlenstoffverlust gering und die Prozessausrüstung einfach. Die Ergebnisse von Hamdaoui zeigten, dass Ultraschallwellen die Desorptionsrate von P-Chlorbenzolen signifikant erhöhen konnten.Im Bereich von 21 bis 800 kHz stieg die Desorptionsrate mit zunehmender Frequenz, und die Stabilität von Aktivkohle wurde nicht beeinträchtigt, bis die Ultraschallwelle 38,3 erreichte W.
