Адсорбция

В процессах адсорбции загрязняющие вещества удаляются из потока отходящих газов и адсорбируются определенным адсорбентом. Когда достигается определенная производительность адсорбента, адсорбируемые загрязняющие вещества десорбируются для того, чтобы была возможность повторного использования адсорбента. Десорбция обычно проводится горячим потоком воздуха, объем которого значительно меньше, чем поток отходящего газа. Сконцентрированные десорбированные вредные газы удаляются на дальнейшей стадии очистки.  

Адсорбция основана на принципе активных центров в пористой матрице. Различные адсорбенты можно различать главным образом по их способности адсорбировать воду. Таким образом, их можно разделить на гидрофильные и гидрофобные адсорбенты.

Недавно были разработаны установки для очистки газов с низким содержанием растворителей. Они основаны на новых адсорбирующих материалах, обладающих высокой и механической стабильностью, способных адсорбировать при низких температурах и десорбироваться при заданной температуре. Концентрированные растворители можно затем сжигать без дополнительного топлива по месту.

Хотя активированный уголь является самым распространенным адсорбционным материалом, другие альтернативы включают в себя силикагель, оксид алюминия и цеолиты. При очистке дымовых газов адсорбция производится с использованием фильтра из активированного угля. Активированный уголь имеет множество очень маленьких пор, которые создают большую площадь поверхности. Обычный активированный уголь имеет площадь поверхности от 600 до 1200 м2/г. Отходящие газы могут очищаться с помощью загрузки из активированного угля или с помощью инжекции активированного угля в поток воздуха с последующим отделением в рукавном фильтре.
Достигаемый положительный эффект. Некоторыми выгодами этого способа являются:

• применимость для широкого набора компонентов;
• отработанный активированный уголь можно утилизировать несколько раз или можно использовать в качестве топлива;
• адсорбция на активированном угле обладает сходной эффективностью с термическими окислителями, но при этом меньше риск вспышки.

Выбросы ЛОС из угольной ловушки (хлорированные растворители) составляют 8-32 мг/нм3 или 215 кг/год, когда очищаются отработанные масла.

Воздействия на окружающую среду.Ограниченная эффективность вследствие неполного улавливания некоторых органических молекул. Могут также быть  риски пожара и взрыва. При этом методе улавливаются, но не разрушаются органические соединения. Необходима дальнейшая очистка насыщенных угольных фильтров.

Эксплуатационные особенности. Подавление выбросов может легко стать перегруженным, и, следовательно,
неэффективным. Использование активированного угля для улавливания ЛОС, которые появляются главным образом в объектах для хранения. Адсорбционная способность активированного угля зависит от природы конкретных ЛОС, но она ограничена максимумом в 300 г/кг активированного угля. Можно отметить некоторые положительные аспекты:

•простота конструкции;
•стабильность с течением времени;
•приемлемость высоких концентраций ;
•при некоторых (высоких) концентрациях ЛОС адсорбция является экзотермической, и необходимо вести контроль процесса во избежание пожара/взрыва.

Ожидается, что срок службы угля, используемого в борьбе с загрязнениями при хранении на объектах для переработки отработанных масел. Это связано с тем, что при этом применении уголь локализован и нет потерь при перемещении.

Если применяется фильтр из активированного угля, отработанный воздух сначала должен быть очищен от пыли, так как пыль может вызвать забивание, и это может привести к росту градиента давления.
Адсорбирующая способность адсорбентов находится под влиянием ряда факторов:
• физико-химических свойств веществ, которые должны адсорбироваться (в особенности точка кипения);

• концентрации вещества;
• конкурирующей адсорбции других веществ;
• совместной адсорбции воды;
• температуры адсорбции;
• пористой структуры и размера внутренних поверхностей адсорбента.

Применимость. Адсорбция углем используется для снижения выбросов ЛОС, запаха и неорганизованных выбросов. Адсорбция углем обычно используется как технология подавления выбросов для местных пунктов экстракции, например, при складывании отходов и в местах отбора проб. Следует проявлять предосторожность во избежание того, чтобы поток воздуха становился влажным, так как в силу полярной природы обычных адсорбентов будут предпочтительно адсорбироваться пары воды. По этой причине адсорбция углем не годится для борьбы с выбросами в атмосферу от нагреваемой емкости для регенерации отработанных масел.
Имеется несколько различных применений для активированного угля, например, активированный уголь применяется для очистки и удаления следовых органических загрязняющих веществ из жидких и парообразных отходов.

Системы адсорбции углем часто используются при экстракции паров из почвы, но они могут быть дорогими при применении, и обычно не приемлемы для газовых потоков с высокой влажностью. Они также являются обычными при очистке выбросов в воздух при промывке почвы, экстракции растворителем из почвы, при промывке почвы, переработке аэрозольных баллончиков, на установках биологической очистки и установках для физико-химической переработки (например, для адсорбции летучих компонентов).

Адсорбция углем не годится для высоких концентраций или небольших молекул, или если присутствует пыль. Кроме того, адсорбция углем не может применяться для некоторых молекул, например, ацетона.

Экономика.Следует отметить некоторые моменты:
1.низкие эксплуатационные расходы для низких концентраций ЛОС.
2.дополнительные затраты для обновления активированного угля.