3.3.2. Реактивация сорбентов

Применяемые в большинстве случаев методы регенерации адсорбентов в ряде случаев не обеспечивают полной регенерации. В результате длительной эксплуатации на установках рекуперации сероуглерода при очистке вентиляционного воздуха на активном угле происходит образование сернистых соединений: элементарной серы, серной кислоты и других сернистых соединений. При очистке газовых выбросов в производстве синтетических волокон происходит накопление таких веществ, n-толуиловый альдегид, n–толуиловая кислота, бензойная кислота, диметилтерефталат и др. Устойчиво дезактивируют уголь также пары ртутьорганических соединений диэтилртути и этилмеркурхлорида. В результате происходит изменение адсорбционной поверхности за счет уменьшения объема микропор, блокируемых, например, монолитом серы, отлагающейся в крупных и переходных порах. В этих случаях необходимо применять методы реактивации.

Метод термической реактивации применяют для восстановления активности углей, с поверхности которых при этом удаляются сернистые соединения. В реакторе реактивации из угля при высокой температуре отгоняются серная кислота и сера; сероуглерод восстанавливается до сероводорода и двуокиси углерода, которые также улетучиваются; сульфат натрия выводится из системы циркуляции с мелкодисперсной угольной пылью, уносимой из адсорбера очищенной газовоздушной смесью. На протекание процесса реактивации оказывает главное влияние температура. При температуре ниже 300 ⁰С реактивация активного угля протекает крайне медленно. Так, при 200 ⁰С за 2 часа извлекается только 35 % содержащейся в угле серы, а при 300 ⁰С за это же время извлекается до 90 % серы. Элементарная сера является наиболее трудно удаляемым компонентом из числа сернистых соединений. Время ее извлечения намного превышает время извлечения серной кислоты и сульфатов.

Методом экстракционной реактивации извлекают твердую фазу из пористого материала с нерегулярной структурой, обрабатывая последний жидкими реагентами. Извлекаемое вещество образует обычно частицы, одиночно расположенные внутри пористой структуры. При контакте с гранулой адсорбента жидкость проникает в его поры, достигает поверхности извлекаемого материала и растворяет его. Перешедшее в раствор вещество диффундирует к поверхности гранулы и проходит в основную массу жидкости.

Процесс извлечения серы из активного угля можно осуществлять экстракционным методом с помощью водного раствора сульфида аммония, жидкого сероуглерода и др. Применяются два варианта оформления – периодический процесс с выдержкой экстрагента в аппарате в течение определенного времени либо осуществляется непрерывная циркуляция свежего экстрагента. Выбор варианта определяют экономические показатели установок.

Комбинированный метод реактивации используется в особо трудных случаях, когда на поверхности угля оседают вещества плохо растворимые и с высокой температурой кипения, например, терефталевая кислота и ее производные. Для этих условий эффективным оказывается выдержка угля при температуре около 100 ⁰С в 10-15 % раствора щелочи.

Применение рациональных способов регенерации, а также реактивации адсорбентов дает возможность улучшить технико-экономические показатели адсорбционных установок, обеспечить лучшую защиту атмосферы от загрязнений и возвратить ценные вещества в производство.