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Mass Transfer and Warming during Adsorption of High Concentrations of VOCs on an Activated Carbon Bed: Experimental and Theoretical Analysis

Authors :
Pierre Le Cloirec
Pascaline Pré
F. Delage
Département Systèmes Energétiques et Environnement (IMT Atlantique - DSEE)
IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Valorisation Energie-matière des Résidus et Traitement des Emissions (GEPEA-VERTE)
Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA)
Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire)
Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN)
Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon)
Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes)
Université de Nantes (UN)
Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Université de Nantes (UN)-École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Environmental Science and Technology, Environmental Science and Technology, American Chemical Society, 2000, 34 (22), pp.4816-4821. ⟨10.1021/es001187x⟩, Environmental Science and Technology, 2000, 34 (22), pp.4816-4821. ⟨10.1021/es001187x⟩
Publication Year :
2000
Publisher :
American Chemical Society (ACS), 2000.

Abstract

An experimental and theoretical study was carried out to predict the warming and the mass-transfer rate during adsorption of high concentrations of volatile organic compounds (VOCs) in an activated carbon bed. A linear driving force (LDF) model is found to provide an acceptable fit to the measured data. An empirical correlation of the mass transfer rate is proposed as a function of the strength of adsorbent−adsorbate interactions and the gas velocity to design the adsorption process without using any adjustable parameter. The model was validated for an adsorption unit with high loadings (up to 100 g.m-3) of seven kinds of VOC and within the velocity range 0.139−0.556 m.s-1. The prediction of the temperature rise inside the adsorber is improved by the use of the differential heat of adsorption instead of the integral heat. A theoretical parameter sensitivity test indicates that the temperature rise is strongly dependent on the molar VOC concentration, the adsorption heat, and the volumetric heat capacity o...

Details

ISSN :
15205851 and 0013936X
Volume :
34
Database :
OpenAIRE
Journal :
Environmental Science & Technology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....5411a82ee7075b52a679e72caee6eac1
Full Text :
https://doi.org/10.1021/es001187x