Abstract
處理化學工廠所排放之廢氣或廢水時，活性碳是最常被使之吸附劑。由於活性碳使用後需經再生處理才能再次使用，然而目前各種再生方法均有其缺點，基於超臨界流體技術之各項優點（請見諸論所述）本文採用超臨界二氧化碳流體來再生已達吸附飽和的活性碳。本文以Merck 及Degussa 兩家公司所生產之活性碳為探討對象，至於被吸附物（Adsorbate ）則以乙酸乙酯，苯及甲苯為考慮對象。在模擬廢水處理時，以固定床方式用粒徑為０•１㎝之Merck 活性碳來吸附濃度為２６００㎎╱Ｌ之乙酸乙酯水溶液。吸附飽和後，再以超臨界二氧化碳流體來脫附活性碳上之乙酸乙酯，此段脫附過程可稱為再生步驟。同一批活性碳經由十次以上之吸附及脫附處理後仍能保有良好之吸附性質，由此可證明超臨界流體技術是一良好再生方法。由本實驗其後一系列之研討可發現在再生過程中各種質傳阻力作用可能以軸向擴散（Axial Dispersion）或是飽和等溫吸附（Isotherm）較為明顯，亦即活性碳粒子表面與流體間之界面質傳阻力（Interphase Mass Transfer）不扮演重要角色。在實驗過程中亦可發現流體壓力低時（87 atm）脫附效率隨溫度增加而降低；而壓力較高時（129 atm ）則有一較佳操任溫度存在。至於脫附效率受到操作溫度及壓力之影響可用流體之密度及黏度來解釋。關於廢氣之處理，本文以活性碳固定床吸附甲苯蒸氣之方式來模擬。吸附飽和後再以超臨界二氧化碳來脫附活性碳上之甲苯。經由實驗結果亦可證實活性碳經多次再生後仍有良好的吸附性質，也就是說超臨界二氧化碳是一良好的脫附劑。在再生過程中可發現脫附效率受到流體壓力及溫度之影響。若改變流體流速時，如前段所述，亦可推測活性碳粒與流體間之界面質傳阻力不重要。本部份實驗也以高溫水蒸氣（440 K 及6 atm ）來再生活性碳與超臨界二氧化碳做一比較，其結果顯示超臨界二氧化碳之再生效果遠優於水蒸氣。前述實驗均以溫度及壓力為操作變數然後以流體密度或黏度來解釋其結果。若直接以密度及溫度為操作變數時，其影響為何呢？為此本文亦以甲苯為例考慮密度及溫度對脫附效率之影響。由實驗結果知脫附效率隨流體密度增加而增加；固定流體密度時，脫附效率隨溫度增加而增加。若以線性脫附動力模式（Linear Desorption Kinetics）來描述脫附量與時間關係時，其脫附速率常數可用流體之密度及操作溫度來估計。因此給定一操作溫度及壓力時可經由溫度及密度去估計脫附速率常數，再利用LinearDesorption Kinetics 模式即可做計其脫附情形。至於二成份系統本文以甲苯、苯為例，活性碳同時吸苯及甲苯後再以超臨界二氧化碳來脫附。其結果也影示脫附效率隨流體密度增加而增加，固定流體密度時脫附效率也隨溫度增加而提高。三成份系統亦可用線性脫附動力模式描述，其脫附速率常數也可用溫度及流體密度來表示。