真空微波解吸载乙醇活性炭的过程分析

　　设计了载乙醇活性炭真空微波解吸的试验流程，采用近似法测定了载乙醇活性炭真空微波解吸的出口浓度曲线。阐述了在真空条件下微波解吸负载有水和乙醇这类低沸点化合物的活性炭的机理，对真空微波解吸的分离过程进行了分析。试验结果表明：在各种微波功率下，中期乙醇出口浓度均高于前后期;在320 W 微波功率下，80 s 即出现乙醇出口质量分数的最高峰值54%;在680 W 微波功率下，60 s 即出现乙醇出口质量分数的最高峰值64%;质量分数4%的低浓度乙醇水溶液经两次活性炭吸附- 真空微波解吸循环后，乙醇出口质量分数的峰值可达96%以上。

　　酒精工业生产过程中产生的淡酒液主要含有乙醇(4%~8%)、少量脂类和酸类物质。目前对这类淡酒液主要采用直接排放的方法。本试验的目的是用颗粒活性炭(GAC)吸附淡酒液中的乙醇，吸附饱和后在真空条件下用微波辐照解吸，以实现乙醇的回收。

　　微波替代传统加热方法用于解吸载乙醇GAC 其明显的作用是：微波具有选择性。微波辐照加热物料后，较易被微波加热的组分在解吸气体中的含量较液相中多，难被微波加热的组分在解吸气体中的含量较液相中少，分罐收集馏出液，以实现良好的分离效果。

　　本试验之所以考虑在真空条件下操作是因为基于以下考虑：(1)在反应器与冷凝器之间形成压力梯度，将解吸气及时带出反应器冷凝;(2)载乙醇GAC 在微波场中升温很快。抽走空气，防止空气中的氧在高温下氧化GAC，降低GAC 损耗。

1、试验部分

1.1、仪器与试剂

　　微波装置为自行改装的WP800 型格兰仕家用微波炉，微波功率连续可调;解吸再生反应器由Φ30 mm×200 mm 石英玻璃管和多孔石英玻璃筛板(筛板30 mmi.d.，筛孔1.5 mm i.d.)组成;SHZ- D(Ⅲ)型循环水式真空泵;78- 1 型磁力加热搅拌器;SC- 200- 05 型气相色谱仪;TB- 214 型电子天平。

　　煤质颗粒活性炭(GAC)，化学纯，由国药集团化学试剂有限公司提供;氮气，工业级;无水乙醇，正丙醇，均为分析纯。

1.2、试验方法

4.2、真空微波解吸分离过程分析

　　在以上测定真空微波解吸出口浓度曲线及对真空微波解吸载乙醇活性炭机理探讨的基础上，本文对真空条件下微波解吸的分离过程做了以下分析。

　　负载有多种挥发性组分的活性炭在真空微波系统中达到完全解吸或接近完全解吸，以实现活性炭的再生，重新用于吸附过程。由于微波具有选择性，对不同的物质具有不同的加热效率，可导致解吸过程中不同物质的解吸速率不同，形成尖锐的出口浓度曲线。分罐收集馏出液，可将

　　较低浓度的馏出液重新用于活性炭吸附过程以进一步提纯。

　　真空微波解吸即通过微波的选择性，形成气相组成与液相组成的差异，来实现分离目的。简单蒸馏及常规精馏利用各组分挥发性的不同实现分离，而真空条件下的微波解吸主要利用微波对各组分加热效率不同这一点来达到分离目的。

5、结论

　　(1) 采用近似法测定了载乙醇活性炭真空微波解吸的出口浓度曲线;发现真空微波解吸载乙醇活性炭过程的中期乙醇出口浓度高于前后期;

　　(2) 微波功率越高，载乙醇GAC 微波解吸的乙醇出口浓度的峰值越大，且越早出现;在功率为320 W 的微波辐照下，80 s 即出现出口浓度的最高峰值54%;在功率为680 W 的微波辐照下，60 s 即出现出口浓度的最高峰值64%;

　　(3) 在关注分离效果的同时关注微波辐照对活性炭的再生作用，阐述了在真空条件下微波解吸负载有水和乙醇这类低沸点化合物的活性炭的机理;分析了真空微波解吸的分离过程，强调微波选择性对分离效果的作用。