Προσρόφηση

Τι είναι;

Προσρόφηση είναι μια ετερογενής αντίδραση κατά την οποία τα μόρια αερίου διατηρούνται σε μια στερεή ή υγρή επιφάνεια (προσροφητικό που αναφέρεται επίσης ως μοριακό κόσκινο) που προτιμά συγκεκριμένες ενώσεις από άλλες και έτσι τις απομακρύνει από τα ρεύματα εκροής (Εικόνα 1). Όταν η επιφάνεια έχει απορροφηθεί όσο το δυνατόν περισσότερο, το απορροφημένο περιεχόμενο απορροφάται ως μέρος της αναγέννησης του προσροφητικού. Όταν απορροφούνται, οι μολυσματικοί παράγοντες είναι συνήθως σε υψηλότερη συγκέντρωση και μπορούν είτε να ανακτηθούν είτε να απορριφθούν.

Τα τυπικά προσροφητικά περιλαμβάνουν (EIPPCB, 2016):
  • κοκκώδης ενεργός άνθρακας (GAC), το πιο κοινό προσροφητικό με μεγάλο εύρος απόδοσης και δεν περιορίζεται σε πολικές ή μη πολικές ενώσεις. Το GAC μπορεί να εμποτιστεί, π.χ. με οξειδωτικά όπως υπερμαγγανικό κάλιο.
  • ζεόλιθοι, ιδιότητες ανάλογα με την κατασκευή τους, που λειτουργούν είτε ως απλά μοριακά κόσκινα, ως εκλεκτικοί εναλλάκτες ιόντων είτε ως υδρόφοβοι απορροφητές VOC.
  • μακροπορώδη σωματίδια πολυμερούς, τα οποία χρησιμοποιούνται ως κόκκοι ή σφαιρίδια, χωρίς να είναι ιδιαίτερα επιλεκτικά σε σχέση με τα VOC.
  • γέλη πυριτίου;
  • πυριτικά νάτριο-αργίλιο.

Οι κύριοι τύποι συστημάτων προσρόφησης είναι:
  • προσρόφηση σταθερού κρεβατιού;
  • προσρόφηση ρευστοποιημένης κλίνης;
  • συνεχής προσρόφηση κινούμενων κρεβατιών;
  • προσρόφηση ταλάντευσης πίεσης (PSA).
Τα πιο συνηθισμένα συστήματα προσρόφησης για τον έλεγχο των οσμών είναι τα σταθερά κρεβάτια (Εικόνα 2).

Σχεδιασμός, συντήρηση και αποτελεσματικότητα

Δεδομένου ότι όλες οι διαδικασίες προσρόφησης είναι εξώθερμες, προκαλούν αύξηση της θερμοκρασίας, η οποία δεν είναι επιθυμητή για την προσρόφηση οργανικών ενώσεων. Ο άνθρακας ή τα μέταλλα στο GAC καθώς και οι ζεόλιθοι μπορούν να καταλύσουν την οξείδωση ορισμένων ενώσεων όταν το προσροφητικό είναι ζεστό, με αποτέλεσμα πυρκαγιές στο κρεβάτι που καταναλώνουν επίσης μέρος ή όλο το GAC, αλλά όχι τον ζεόλιθο. Αυτό αποτελεί κίνδυνο όταν απορροφάται ορισμένοι υδρογονάνθρακες (όπως κετόνες ή συγκρίσιμες δραστικές ενώσεις) σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος που είναι κοντά σε εκείνες που προκαλούν την οξείδωση της οργανικής ένωσης. Μια τέτοια πυρκαγιά στο κρεβάτι GAC μπορεί είτε να αλλάξει το μέγεθος των πόρων του υπολοίπου της κλίνης, είτε να οξειδώσει το κρεβάτι σε τέφρα, το οποίο είναι ένα σοβαρό περιστατικό που μπορεί να κάψει ολόκληρη την εγκατάσταση. Αυτές οι πυρκαγιές μπορεί να καταστέλλονται με υγρασία του αέρα και με σκόπιμη ψύξη του GAC.

Απαιτείται παρακολούθηση της θερμοκρασίας της εξόδου αερίου του προσροφητή GAC για την αποφυγή κινδύνου πυρκαγιάς. Μια άλλη σημαντική μέτρηση είναι η πτώση πίεσης στο προσροφητικό στρώμα. Απέναντι από το κρεβάτι, η πίεση πρέπει να παραμένει περίπου σταθερή. Πρέπει να υπάρχει συναγερμός για υψηλή πίεση.

Εφαρμογή

Πίνακας 1 εμφανίζει όρια και περιορισμούς εφαρμογής που σχετίζονται με την προσρόφηση (προσαρμοσμένο από EIPPCB, 2016, Πίνακας 3.166).

Πίνακας 1. Όρια εφαρμογής και περιορισμοί που σχετίζονται με την προσρόφηση.
Ζήτημα GAC Ζεόλιθοι
Ροή αερίου (Nm3/ Η) 100-100000 <100000
Θερμοκρασία (° C) 15-80 (ιδανικά περίπου 20) <250
Πίεση (MPa) 0.1-2 Ατμοσφαιρικός
Πτώση πίεσης (mbar) από 10 έως 50 NI
Συγκέντρωση οσμής (ouE/m3) 5000-100000 NI
Περιεκτικότητα σε σκόνη (mg/Nm3) Χαμηλή συγκέντρωση για την αποφυγή απόφραξης Χαμηλή συγκέντρωση για την αποφυγή απόφραξης
Σχετική υγρασία των αποβλήτων αερίων μέγιστο 70% NI
NI = δεν υπάρχουν διαθέσιμες πληροφορίες

αναφορές

EIPPCB (2016). Έγγραφο αναφοράς για τις Βέλτιστες Διαθέσιμες Τεχνικές (ΒΔΤ) για κοινά συστήματα επεξεργασίας/διαχείρισης λυμάτων και συστημάτων διαχείρισης λυμάτων στον Χημικό Τομέα. JRC Science for Policy Report.
Bulgarian BG Catalan CA English EN French FR German DE Greek EL Italian IT Portuguese PT Spanish ES