3. Десорбция

Извлечение адсорбированного вещества из твердого поглотителя (де­сорбция) является необходимой составной частью всех технологических процессов адсорбции, проводимых в замкнутом цикле. Стоимость десорб­ции оказывает большое влияние на общую экономичность проведения про­цессов разделения и очистки веществ адсорбционными методами.

К числу основных методов десорбции (регенерации адсорбента) отно­сятся:

• вытеснение из адсорбента поглощенных компонентов посред­ством агентов, обладающих более высокой адсорбционной способностью, чем поглощенные компоненты;

• испарение поглощенных компонентов, обладающих относительно высокой летучестью, путем нагрева слоя адсорбента.

В некоторых случаях для удаления из адсорбента смолообразных и других продуктов, образующихся в результате побочных процессов, окончательную очистку адсорбента осуществляют выжиганием этих ком­понентов (окислительная регенерация адсорбента).

Выбор того или иного способа десорбции производится на основе тех­нико-экономических соображений, причем часто указанные выше способы применяются в комбинации друг с другом.

На практике процессы десорбции обычно осуществляют путем пропу­скания пара или газа, не содержащего адсорбтива, через слой адсорбента после завершения прямого процесса (адсорбции). Для повышения скорости извлечения десорбцию проводят наиболее ча­сто при повышенных температурах, например, пропуская через слой адсорбента предвари­тельно нагретый десорбирующий агент.

В качестве десорбирующих агентов используют острый насыщенный или перегретый водяной пар, пары органических веществ, а также инерт­ные газы. После проведения процесса десорбции слой адсорбента обычно подвергают сушке и охлаждению.

Десорбцию острым водяным паром наиболее часто применяют в про­цессах рекуперации летучих растворителей та активном угле. При этом основная масса поглощенного вещества выделяется из поглотителя в на­чале десорбции. По мере приближения к концу процесса скорость его зна­чительно снижается, а расход водяного пара на единицу десорбируемого продукта сильно возрастает. Поэтому из технико-экономических соображе­ний адсорбируемое вещество извлекают из поглотителя не полностью, оставляя некоторое количество его в адсорбенте.

Часть водяного пара, называемая греющим паром, расходуется при десорбции на нагревание всей системы, десорбцию поглощенных веществ из угля и компенсацию тепловых потерь в окружающую среду. Греющий пар полностью конденсируется в адсорбере. Некоторая часть пара расходуется на компенсацию отрицательной теплоты смачивания угля водой и также полностью конденсируется в адсорбере.

Десорбированные из угля вещества выдуваются из угольного слоя ди­намическим паром, который, не конденсируясь, выходит из адсор­бера в смеси с парами десорбированных веществ.

Расходы греющего пара и пара, идущего на компенсацию теплоты сма­чивания, находятся расчетом. Расход динамического пара зависит от усло­вий проведения процесса и с достаточной надежностью определяется лишь опытным путем. При ориентировочных расчетах расход динамического пара можно принимать в среднем 3-4 кг на 1 кг десорбируемого вещества.

Регенерацию цеолитов наиболее часто проводят путем продувания сквозь слой адсорбента нагретого сухого газа, причем удаление поглощен­ных веществ из цеолитов обычно более затруднительно, чем из активных углей.

Процессы десорбции, подобно процессам собственно адсорбции, осуще­ствляют не только в неподвижном, но также в движущемся и кипящем слоях адсорбента.