Ключевые слова : регенерация адсорбентов, установка регенерации адсорбента, методы регенерации адсорбентов, для экстракционной регенерации адсорбентов используют, способы регенерации адсорбентов, какой реагент применяют +для регенерации адсорбента,к методам регенерации адсорбента относится, регенерация паром, регенерация пиролизом, активированный уголь регенерация, как регенерировать активированный уголь.
Основной стадией регенерации адсорбентов является десорбция, т.е. удаление адсорбированных веществ. Существует несколько способов десорбции, применяемых в зависимости от свойств адсорбентов, адсорбируемых веществ и конкретных условий проведения процесса.
- Изотермическая десорбция проводится путем продувки газом, не содержащим адсорбтива, при температуре близкой к температуре стадии адсорбции.
- Процесс десорбции проводят при использовании подогретого газа или пара, что значительно сокращает время проведения процесса. Повышенная температура при десорбции сдвигает адсорбционное равновесие в сторону уменьшения количества адсорбированного вещества.
- Промывка отработанного адсорбента кислотой или другим активным к адсорбенту агентом.
- Процесс десорбции путем снижения давления и создания вакуума без или с одновременным нагревом регенерируемого адсорбента. Пары десорбирующихся компонентов при этом откачиваются и могут быть легко выделены.
Выбор метода регенерации производится в каждом конкретном случае с учетом свойств адсорбента, требуемой степени и условий очистки, технико-экономических показателей. Если требуется извлечение адсорбата, или как адсорбента так и адсорбата, обычно используются физические средства регенерации, например температуру, давление, вакуум и т. д. Если требуется извлечение адсорбента или извлечение адсорбента с разрушением адсорбата, тогда может быть использована окислительная или химическая регенерация. В процессе регенерации на эффективность работы установки влияют следующие факторы: степень очистки раствора, разделение смеси на компоненты, стабильность адсорбента, степень восстановления адсорбированных компонентов и энергозатраты . Выбранный метод регенерации должен обеспечивать : максимально возможную степень десорбции адсорбированного соединения; минимально возможное механическое разрушение использованного адсорбента; дешевизну и экологическая безопасность использованного регенерирующего агента; легкость отделения рекуперированных или удаленных соединений от десорбата; неизменный качественный состав десорбированных компонентов. Процесс регенерации адсорбентов может осуществляться как непосредственно на самой адсорбционной установке, так и за ее пределами. Отдельная установка регенерации адсорбентов должна быть спроектирована так, чтобы регенерировать как можно большее количество адсорбентов за один раз, чтобы данный способ был экономически эффективным. Регенерация на месте выполняется для небольших адсорбционных установок. Регенерация на месте также рекомендуется, если отработанный адсорбент считается опасным отходом. В некоторых случаях, когда адсорбат является потенциальным загрязнителем и его концентрация низкая, а срок службы слоя очень большой, предпочтение может отдаваться системам без регенерации. Однако в таких случаях утилизация отходов после использования адсорбента представляет собой потенциальную экологическую опасность, и поэтому технологии регенерации адсорбентов важны с экологической точки зрения.
Рассмотрим в качестве примере регенерацию активированного угля. Активированный уголь имеет конечную адсорбционную способность. В процессе использования активированный уголь адсорбирует большое количество компонентов на своей поверхности. Как только активированный уголь достиг полной емкости, его больше нельзя будет эффективно использовать. «Израсходованный» углерод можно либо отправить на свалку или мусоросжигательный завод для утилизации, либо переработать путем регенерации. Обычно порошковый активированный уголь (PAC) не регенерируется, а, скорее, утилизируется, а гранулированный активированный уголь (GAC) регенерируется. Активированный уголь – дорогостоящий продукт. В большинстве случаев стоимость замены насыщенного активированного угля будет достаточно высокой, поэтому прибегают к регенерации.
Регенерация паром. Активированный уголь сначала просушивается, после этого его нагревают примерно до 550-6000С. В результате нагрева улетучивается 75–90% адсорбированных веществ. В систему вводится пар для удаления оставшихся летучих веществ и «реактивации» углерода. В результате получается почти полностью восстановленный активированный уголь, готовый к повторному использованию. Во время этого процесса потери активированного угля обычно составляют от 5 до 10%. После регенерации активированный уголь обычно охлаждается во вращающемся охладителе перед отправкой, хранением или повторным использованием. Недостатком данного способа является необходимость добавлять определенное количество нового угля, чтобы компенсировать потери угля при регенерации.
Регенерация пиролизом. В результате пиролиза происходит сжигание адсорбированных органических веществ. Чтобы избежать воспламенения угля, его нагревают примерно до 8000C в инертной атмосфере. Этот метод требует значительных капитальных вложений в оборудование (пиролизную печь) и при пиролизе происходят значительные потери углерода.
Химическая регенерация активированных углей применяется на очистных сооружениях промышленных стоков. Угли обрабатывают различными химическими реагентами. В качестве реагентов используют кислотные и щелочные растворы для регенерации активированных углей, истощенных ароматическими соединениями, такими как анилин и бензойная кислота. Изменение pH раствора влияет на поверхностный заряд адсорбента, и могут происходить химические реакции между загрязнителями адсорбата и регенерирующими растворами, которые позже облегчают десорбцию. Преимущество использования кислотных и / или основных растворов в качестве растворителя заключается в том, что эти химические вещества обычно используются при очистке воды, для коррекции pH или умягчения и их использование не связано с большими затратами. Несмотря на значительное количество проведенных исследований химической регенерации, наиболее подходящие регенерирующие растворы для десорбции широкого спектра водных загрязнителей на сегодняшний день не определены.
Регенерация исключает затраты на утилизацию и обязательства, связанные с утилизацией отработанного адсорбента. К тому же использование регенерированного адсорбента обходится дешевле, чем покупка нового. Использование технологий регенерации является более целесообразным подходом, направленным в том числе на сокращение выбросов парниковых газов и соблюдение государственных и местных экологических норм.
материал www.chemanalytica.ru
На химический анализ сточных вод для декларации действует
