La désorption est une méthode pour éliminer l'adsorbant réversible en créant des conditions correspondant à une faible charge et en introduisant des substances ou de l'énergie pour affaiblir ou faire disparaître la force entre les molécules d'adsorbant et le charbon actif.
1. Désorption par la vapeur d'eau et les gaz chauds
Cette méthode convient à la désorption des hydrocarbures de faible poids moléculaire et des composés organiques aromatiques à bas point d'ébullition. L'enthalpie de la vapeur d'eau est élevée et facile à obtenir, elle est économique et sûre. Cependant, la capacité de désorption des substances à point d'ébullition élevé est faible, le cycle de désorption est long, la corrosion du système est facile à provoquer et les performances du matériau sont élevées. La teneur en eau du matériau recyclé est élevée et la qualité du matériau recyclé sera affectée par la désorption de polluants facilement hydrolysés (tels que les hydrocarbures halogénés). Après la désorption de la vapeur d'eau, le système d'adsorption a besoin de beaucoup de temps pour refroidir et sécher avant de pouvoir être remis en service, et il y a le problème de la pollution secondaire de l'eau condensée. Comparé à la désorption de la vapeur d'eau, le condensat de désorption des gaz chauds a moins de pollution secondaire de l'eau, la teneur en eau de la matière organique récupérée est faible (car la matière organique soluble dans l'eau est plus avantageuse), pratique pour un raffinage ultérieur. Le temps de récupération, de régénération, de séchage, de refroidissement est court, il a des exigences moindres sur les matériaux.
L'inconvénient de la désorption des gaz chauds est que la capacité calorifique du gaz est faible et que la surface requise pour l'échange thermique du gaz est relativement grande. Si l'air chaud est directement utilisé pour la désorption, il peut y avoir un certain danger. De plus, l'existence d'oxygène affectera la qualité des matériaux recyclés, il est donc nécessaire de contrôler la teneur en oxygène dans le gaz recyclé, ce qui augmentera le coût de recyclage. Certains chercheurs ont proposé des améliorations à la désorption des gaz chauds: en 2002, Reiter a proposé la méthode de la vapeur régénérée et de l'air pollué à adsorber afin d'améliorer l'efficacité de la désorption et de prolonger la durée de vie du charbon actif, et a utilisé l'air ambiant à la place du gaz purifié traditionnel comme gaz de séchage. Flink utilise un mélange d'air et de gaz inertes pour la désorption cyclique.
2.Remplacement de solvant
La méthode est représentée par l'élution de réactif et la régénération de fluide supercritique. L'adsorbant est désorbé en modifiant la concentration des composants de l'adsorbant, puis le solvant est éliminé par chauffage pour régénérer l'adsorbant. La méthode d'élution de réactif convient à la désorption des matières organiques à haute concentration et à faible point d'ébullition, de sorte que l'adsorbant réagisse avec les produits chimiques appropriés et que le charbon actif soit régénéré. Il est plus ciblé, souvent un solvant ne peut désorber que certains polluants, le champ d'application est restreint. Cependant, les solvants organiques utilisés dans cette méthode sont chers et certains sont toxiques, ce qui entraînera une pollution secondaire. La régénération du charbon actif n'est pas complète, il est facile de boucher les micropores du charbon actif et les performances d'adsorption du charbon actif sont considérablement réduites après plusieurs régénérations.
La régénération par fluide supercritique utilise un fluide supercritique comme solvant pour dissoudre les polluants organiques adsorbés sur du charbon actif dans un fluide supercritique, puis utilise la relation entre les propriétés du fluide et la température et la pression pour séparer la matière organique du fluide supercritique afin d'atteindre l'objectif de régénération. Le CO2 est généralement utilisé comme agent d'extraction. En 1979, Modell a utilisé pour la première fois du CO2 supercritique pour régénérer le phénol à partir de charbon actif. Cette méthode n'a pas modifié les propriétés physiques et chimiques de l'adsorbant et la structure originale du charbon actif à basse température de fonctionnement. Le charbon actif n'avait pratiquement aucune perte. Et ce moyen est facile de collecter les polluants, est propice à la réutilisation des matériaux adsorbés. Il a coupé la pollution secondaire, réalisant le fonctionnement continu, l'équipement de recyclage occupe une petite surface avec moins de consommation d'énergie. Cependant, les polluants organiques étudiés par cette méthode sont relativement peu nombreux, il est donc difficile de prouver sa large application.
3.Désorption électrothermique
En 1970, Fabuss et Dubois ont utilisé la conductivité des matériaux adsorbants pour appliquer un courant à l'adsorbant après la saturation de l'adsorption et utiliser l'effet Joule pour générer de la chaleur afin de fournir de l'énergie pour la désorption. Actuellement, il existe deux façons de générer du courant : directement à partir des électrodes et indirectement à partir de l'induction électromagnétique. Par rapport à la méthode analytique traditionnelle à température variable, la méthode de désorption thermique électrique peut réduire le débit de gaz régénératif de 10 % -20 %, avec une efficacité élevée, une faible consommation d'énergie et moins de limitations sur l'objet de traitement. Cependant, il y aura des points chauds lors du chauffage direct, ce qui affectera le contrôle de la température du lit d'adsorption et le rendra difficile à amplifier. De plus, la disposition, la connexion et l'isolation des électrodes doivent être étudiées plus avant.
4. Désorption par micro-ondes
Le charbon actif peut absorber l'énergie des micro-ondes pour la désorption de l'adsorbant. La vitesse de chauffage par micro-ondes est rapide, elle peut être complétée en 1/100-1/10 du temps de la méthode régulière et le chauffage est uniforme. Il n'a qu'un effet chauffant sur les matériaux absorbant les micro-ondes, une faible consommation d'énergie, un équipement simple, un fonctionnement, une efficacité de régénération élevée et facile à contrôler automatiquement. Cependant, en raison du processus fermé de chauffage par micro-ondes, les matériaux de désorption ne peuvent pas être exclus dans le temps, ce qui aura un certain impact sur l'effet de régénération. Ania et al. a utilisé des micro-ondes à 2450 MHz et une méthode électrothermique traditionnelle pour régénérer le charbon actif saturé de phénol, et a constaté que les micro-ondes pouvaient réduire considérablement le temps de désorption et que la perte de capacité d'adsorption du charbon actif était moindre. Ning Ping et al. utilisé une irradiation micro-ondes pour régénérer le gaz résiduaire de toluène adsorbé sur charbon actif et condenser la désorption. Le taux de récupération du toluène a atteint plus de 60 %, proche de la pureté chimique. Wang Baoqing a utilisé la désorption par micro-ondes pour régénérer le charbon actif chargé d'éthanol, et le taux de désorption a atteint plus de 90 % après 3-4 minutes.
5. Régénération des ondes ultrasonores
Différents chercheurs ont des explications différentes pour le principe de la désorption ultrasonique : Yu, Bassler, Hamdaoui et al. pensent que le micro-jet à grande vitesse généré par les trous acoustiques et l'onde de choc à haute pression conduisent à la désorption de l'adsorbat, tandis que Breit-bach et al. croient que l'effet thermique de l'onde ultrasonore accélère la désorption de l'adsorbat. Les érudits chinois pensent que les ultrasons avec une interface de phase différente ou une autre onde ultrasonore lorsqu'ils se rencontrent, produiront une grande force de compression, car l'onde de rebond pour former une minuscule "bulle de cavitation", "le point d'éclatement de la bulle de cavitation lorsque la température et la pression augmentent brusquement , pourrait transmettre l'énergie pour être un matériau d'adsorption, augmenter son mouvement thermique, à partir de la surface de l'adsorbant.Parce que l'onde ultrasonique n'applique de l'énergie que localement, la consommation d'énergie est faible, la perte de carbone est faible et l'équipement de traitement est simple. Les résultats de Hamdaoui ont montré que l'onde ultrasonique pouvait augmenter de manière significative le taux de désorption des P-chlorobenzènes. Dans la plage de 21 à 800 kHz, le taux de désorption augmentait avec l'augmentation de la fréquence et la stabilité du charbon actif n'était pas affectée jusqu'à ce que l'onde ultrasonore atteigne 38,3 W
