Giải hấp phụ là phương pháp loại bỏ chất hấp phụ thuận nghịch bằng cách tạo ra các điều kiện tương ứng với tải trọng thấp và đưa các chất hoặc năng lượng vào để làm yếu hoặc biến mất lực giữa các phân tử chất hấp phụ và than hoạt tính.
1. Giải hấp bằng hơi nước và khí nóng
Phương pháp này thích hợp để giải hấp các hydrocacbon phân tử thấp và các hợp chất hữu cơ thơm có nhiệt độ sôi thấp. Entanpi của hơi nước cao và dễ lấy, tiết kiệm và an toàn. Tuy nhiên, khả năng giải hấp của các chất có nhiệt độ sôi cao yếu, chu kỳ giải hấp kéo dài, dễ gây ăn mòn hệ thống, hiệu suất vật liệu cao. Hàm lượng nước của vật liệu tái chế cao, và chất lượng của vật liệu tái chế sẽ bị ảnh hưởng bởi quá trình giải hấp các chất ô nhiễm dễ bị thủy phân (chẳng hạn như hydrocacbon halogen hóa). Sau khi giải hấp hơi nước, hệ thống hấp phụ cần một thời gian dài để làm nguội và khô trước khi có thể đưa vào sử dụng trở lại, và có vấn đề ô nhiễm thứ cấp của nước ngưng tụ. So với giải hấp hơi nước, ngưng tụ giải hấp khí nóng ít ô nhiễm nước thứ cấp hơn, hàm lượng chất hữu cơ thu hồi trong nước thấp (đối với chất hữu cơ hòa tan trong nước có lợi hơn), thuận tiện cho quá trình tinh chế tiếp theo. Thời gian phục hồi, tái sinh, làm khô, làm mát ngắn, yêu cầu về nguyên liệu thấp hơn.
Nhược điểm của giải hấp khí nóng là nhiệt dung của khí nhỏ và diện tích cần trao đổi nhiệt của khí tương đối lớn. Nếu không khí nóng được sử dụng trực tiếp để giải hấp, có thể có một số nguy hiểm nhất định. Hơn nữa, sự tồn tại của oxy sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của vật liệu tái chế, vì vậy cần phải kiểm soát hàm lượng oxy trong khí tái chế, điều này sẽ làm tăng chi phí tái chế. Một số học giả đã đưa ra những cải tiến đối với quá trình giải hấp khí nóng: năm 2002, Reiter đề xuất phương pháp hấp phụ hơi nước tái sinh và không khí ô nhiễm nhằm nâng cao hiệu quả giải hấp và kéo dài tuổi thọ của than hoạt tính, và sử dụng không khí xung quanh thay thế. của khí tinh khiết truyền thống như khí sấy khô. Flink sử dụng hỗn hợp không khí và khí trơ để giải hấp tuần hoàn.
2.Thay thế dung môi
Phương pháp này được thể hiện bằng rửa giải thuốc thử và tái sinh chất lỏng siêu tới hạn. Chất hấp phụ được khử hấp phụ bằng cách thay đổi nồng độ của các thành phần chất hấp phụ, và sau đó dung môi được loại bỏ bằng cách đun nóng để tái tạo chất hấp phụ. Phương pháp rửa giải thuốc thử thích hợp để khử chất hữu cơ có nồng độ cao và nhiệt độ sôi thấp, để chất hấp phụ phản ứng với các hóa chất thích hợp, và than hoạt tính được tái sinh. Nó được nhắm mục tiêu nhiều hơn, thường là một dung môi chỉ có thể giải hấp một số chất ô nhiễm, phạm vi ứng dụng hẹp. Tuy nhiên, dung môi hữu cơ được sử dụng trong phương pháp này rất đắt tiền và một số chất độc hại, sẽ gây ô nhiễm thứ cấp. Tái sinh than hoạt tính không hoàn toàn, dễ làm bít các vi hạt than hoạt tính và hiệu suất hấp phụ của than hoạt tính giảm đáng kể sau nhiều lần tái sinh.
Tái sinh chất lỏng siêu tới hạn sử dụng chất lỏng siêu tới hạn làm dung môi để hòa tan các chất ô nhiễm hữu cơ được hấp phụ trên than hoạt tính trong chất lỏng siêu tới hạn, sau đó sử dụng mối quan hệ giữa đặc tính chất lỏng với nhiệt độ và áp suất để tách chất hữu cơ khỏi chất lỏng siêu tới hạn nhằm đạt được mục đích tái sinh. CO2 thường được sử dụng làm chất khai thác. Năm 1979, Modell lần đầu tiên sử dụng CO2 siêu tới hạn để tái tạo phenol từ than hoạt tính. Phương pháp này không làm thay đổi tính chất vật lý và hóa học của chất hấp phụ và cấu trúc ban đầu của than hoạt tính ở nhiệt độ hoạt động thấp. Về cơ bản than hoạt tính không bị hao hụt. Và cách này dễ dàng thu gom các chất ô nhiễm, có lợi cho việc tái sử dụng các vật liệu đã hấp phụ. Nó cắt bỏ ô nhiễm thứ cấp, đạt được hoạt động liên tục, thiết bị tái chế chiếm một diện tích nhỏ với mức tiêu thụ năng lượng ít hơn. Tuy nhiên, các chất ô nhiễm hữu cơ được nghiên cứu bằng phương pháp này tương đối ít nên khó chứng minh được khả năng ứng dụng rộng rãi của nó.
3.Giải hấp nhiệt điện
Năm 1970, Fabuss và Dubois sử dụng độ dẫn điện của vật liệu hấp phụ để tạo dòng điện cho vật liệu hấp phụ sau khi bão hòa hấp phụ, và sử dụng hiệu ứng Joule để sinh nhiệt cung cấp năng lượng cho quá trình giải hấp phụ. Hiện nay, có hai cách tạo ra dòng điện: trực tiếp từ điện cực và gián tiếp bằng cảm ứng điện từ. So với phương pháp phân tích nhiệt độ biến thiên truyền thống, phương pháp giải hấp nhiệt điện có thể giảm tốc độ dòng khí tái sinh xuống 10 phần trăm -20 phần trăm, với hiệu suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp và ít hạn chế hơn đối với đối tượng xử lý. Tuy nhiên, sẽ có những điểm nóng trong quá trình gia nhiệt trực tiếp, điều này sẽ ảnh hưởng đến việc kiểm soát nhiệt độ của tầng hấp phụ và gây khó khăn cho quá trình khuếch đại. Ngoài ra, việc sắp xếp, kết nối và cách điện điện cực cần được nghiên cứu thêm.
4. giải hấp vi sóng
Than hoạt tính có thể hấp thụ năng lượng vi sóng để giải hấp chất hấp phụ. Tốc độ gia nhiệt bằng lò vi sóng nhanh, có thể hoàn thành trong 1 / 100-1 / 10 thời gian của phương pháp thông thường và gia nhiệt đồng đều. Nó chỉ có tác dụng làm nóng các vật liệu hấp thụ vi sóng, tiêu thụ năng lượng thấp, thiết bị, vận hành đơn giản, hiệu suất tái sinh cao và dễ dàng điều khiển tự động. Tuy nhiên, do quy trình gia nhiệt bằng lò vi sóng khép kín nên không loại trừ kịp thời các vật liệu giải hấp nên sẽ ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả tái sinh. Ania và cộng sự. đã sử dụng vi sóng 2450MHz và phương pháp điện nhiệt truyền thống để tái tạo than hoạt tính bão hòa phenol, và nhận thấy rằng vi sóng có thể rút ngắn đáng kể thời gian giải hấp, và khả năng mất khả năng hấp phụ của than hoạt tính ít hơn. Ning Ping và cộng sự. đã sử dụng chiếu xạ vi sóng để tái tạo than hoạt tính đã hấp thụ khí thải toluen và ngưng tụ quá trình giải hấp. Tỷ lệ thu hồi toluen đạt hơn 60 phần trăm, gần với độ tinh khiết hóa học. Wang Baoqing đã sử dụng giải hấp vi sóng để tái sinh than hoạt tính được nạp với etanol và tốc độ giải hấp đạt hơn 90 phần trăm sau 3-4 phút.
5. tái tạo sóng siêu âm
Các học giả khác nhau có những giải thích khác nhau về nguyên lý giải hấp siêu âm: Yu, Bassler, Hamdaoui et al. tin rằng phản lực vi mô tốc độ cao được tạo ra bởi các lỗ âm và sóng xung kích áp suất cao dẫn đến giải hấp phụ, trong khi Breit-bach et al. tin rằng hiệu ứng nhiệt của sóng siêu âm làm tăng tốc độ giải hấp phụ. Các học giả Trung Quốc cho rằng sóng siêu âm có giao diện pha khác nhau hoặc sóng siêu âm khác khi chúng gặp nhau sẽ tạo ra một lực nén rất lớn, khi sóng dội lại tạo thành "bong bóng cavitation" nhỏ, "điểm vỡ bong bóng cavitation khi nhiệt độ và áp suất tăng đột ngột. , có thể truyền năng lượng để làm vật liệu hấp phụ, làm tăng chuyển động nhiệt của nó, từ bề mặt của chất hấp phụ. Vì sóng siêu âm chỉ tác dụng năng lượng cục bộ nên tiêu thụ năng lượng nhỏ, tổn thất cacbon nhỏ và thiết bị xử lý đơn giản. Kết quả của Hamdaoui cho thấy sóng siêu âm có thể làm tăng đáng kể tốc độ giải hấp của P-chlorobenzenes. Trong khoảng từ 21 đến 800kHz, tốc độ giải hấp tăng lên khi tần số tăng lên và độ ổn định của than hoạt tính không bị ảnh hưởng cho đến khi sóng siêu âm đạt 38,3 W
