Adsorption
Què és?
Adsorption és una reacció heterogènia en què les molècules de gas es retenen sobre una superfície sòlida o líquida (adsorbent també anomenat tamís molecular) que prefereix compostos específics als altres i, per tant, els elimina dels corrents d’efluents (figura 1). Quan la superfície s’ha adsorbit tant com pot, el contingut adsorbit es desorbeix com a part de la regeneració de l’adsorbent. Quan es desorbeixen, els contaminants solen tenir una concentració més alta i es poden recuperar o eliminar.
Els adsorbents típics inclouen (EIPPCB; 2016):
Els adsorbents típics inclouen (EIPPCB; 2016):
- carbó activat granular (GAC), l’adsorbent més comú amb un ampli rang d’eficiència i no restringit a compostos polars o no polars; El GAC es pot impregnar, per exemple, amb oxidants com el permanganat de potassi;
- zeolites, propietats en funció de la seva fabricació, que funcionen com a simples tamisos moleculars, bescanviadors d'ions selectius o adsorbents de COV hidròfobs;
- partícules de polímer macroporós, que s’utilitzen com a grànuls o perles, sense ser molt selectius respecte als COV;
- gel de sílice;
- silicats de sodi-alumini.
- adsorció de llit fix;
- adsorció en llit fluiditzat;
- adsorció contínua del llit mòbil;
- adsorció per oscil·lació de pressió (PSA).
Disseny, manteniment i eficiència
Com que tots els processos d'adsorció són exotèrmics, provoquen un augment de la temperatura, cosa que no és desitjable per a l'adsorció de compostos orgànics. El carboni o els metalls del GAC, així com de les zeolites, poden catalitzar l'oxidació d'alguns compostos quan l'adsorbent és calent, provocant incendis al llit que també consumeixen part o la totalitat del GAC, però no la zeolita. Això suposa un perill quan s’absorbeixen determinats hidrocarburs (com les cetones o compostos actius comparables) a temperatures ambientals properes a les que provoquen l’oxidació del compost orgànic. Aquest foc de llit GAC pot alterar la mida dels porus de la resta del llit o oxidar el llit en cendra, que és un incident greu que pot cremar tota la instal·lació. Aquests incendis es poden suprimir per humidificació de l’aire i per refredament intencionat del GAC.
Es requereix un control de la temperatura de la sortida de gas de l’adsorbent GAC per evitar el risc d’incendi. Una altra mesura important és la caiguda de pressió sobre el llit adsorbent. A través del llit, la pressió ha de romandre aproximadament constant. Hauria d’haver-hi una alarma en cas d’alta pressió.
Es requereix un control de la temperatura de la sortida de gas de l’adsorbent GAC per evitar el risc d’incendi. Una altra mesura important és la caiguda de pressió sobre el llit adsorbent. A través del llit, la pressió ha de romandre aproximadament constant. Hauria d’haver-hi una alarma en cas d’alta pressió.
Aplicabilitat
Taula 1 mostra els límits de l'aplicació i les restriccions associades a l'adsorció (adaptat d'EIPPCB, 2016, taula 3.166).
Taula 1. Límits d'aplicació i restriccions associades a l'adsorció.
NI = no hi ha informació disponible
Taula 1. Límits d'aplicació i restriccions associades a l'adsorció.
Qüestió | GAC | Zeolites |
---|---|---|
Cabal de gas (Nm3/ h) | 100-100000 | <100000 |
Temperatura (° C) | 15-80 (idealment uns 20) | <250 |
Pressió (MPa) | 0.1-2 | atmosfèric |
Caiguda de pressió (mbar) | 10 de 50 | NI |
Concentració d’olors (ouE/m3) | 5000-100000 | NI |
Contingut de pols (mg / Nm3) | Baixa concentració per evitar l'obstrucció | Baixa concentració per evitar l'obstrucció |
Humitat relativa dels gasos residuals | màxim 70% | NI |