I solventi organici vengono impiegati in una vasta gamma di industrie operanti nei seguenti settori: imballaggi flessibili, nastri adesivi, rivestimenti, films, gomma, esplosivi, prodotti chimici e farmaceutici, sgrassatura, estrazione, verniciatura, poliuretani e resine acriliche.
I principali solventi utilizzati nelle industrie sopra citate sono: acetato di etile, alcool etilico, chetoni, alcool iso-propilico, tetraidrofurano, esano, toluene, metossipropanolo ecc., aventi punti di ebollizione compresi fra 40 and 120°C.
Normalmente si impiega aria calda per evaporare i solventi e l'aria inquinata generalmente contiene fra 2 e 15 g/m³ di solvente e, secondo le stagioni, 5¸20 g/m³ di vapore d'acqua.
Il recupero del solvente mediante refrigerazione diretta è difficile a causa della presenza di acqua e perché la bassa concentrazione di solventi richiederebbe temperature molto basse (~ -80 °C).
Anche il recupero del solvente mediante absorbimento in fase liquida è difficile a causa delle alte portate di circolazione del liquido absorbente, generalmente necessarie.
Il processo preferito è l'adsorbimento su solidi porosi, e l'adsorbente più idoneo è il carbone attivo.
A differenza del silicagell, allumina attivate e particolari setacci molecolari, il carbone attivo adsorbe preferenzialmente solventi poco polari mentre adsorbe relativamente poca acqua.
Sul carbone attivo il caricamento di acqua diventa importante solo se la pressione parziale dell'acqua è superiore al 30% della pressione di saturazione ad una certa temperatura.
Pertanto il carbone attivo non solo separa i solventi organici dall'aria ma consente di scaricare la maggior parte dell'acqua (95-98%) senza adsorbirla.
Setacci molecolari particolari con basso adsorbimento di acqua sono estremamente costosi.
I carboni attivi hanno una elevata porosità, essendo la superficie dei pori nell'intervallo di 1000-1200 m²/g e pertanto a totale saturazione possono adsorbire fino a 0,5 Kg solvente / Kg carbone (50%) e nelle condizioni tipiche degli impianti di recupero solventi (con temperatura di adsorbimento 30÷40 °C) fino a 0,15-0,25 Kg/Kg carbone (15÷25%).
Il ciclo di adsorbimento può essere condotto su letti mobili, letti fluidi, letti rotanti e letti fissi.
Le prime tre opzioni hanno il vantaggio di non dover utilizzare valvole on-off cicliche, e di poter impiegare un piping più semplice, ma presentano problemi di erosione, logoramento per attrito del carbone con conseguenti possibili intasamenti oltre alla necessità di utilizzare carboni attivi assai costosi; i letti rotanti hanno il problema di tenuta tra i vari settori e stress termici.
Il processo più utilizzato è quello che impiega letti fissi e valvole on-off cicliche. Le dimensioni tipiche dei pellets di carbone attivo impiegati negli impianti di recupero solvente è di 3-5 mm.
Pellets più piccoli hanno proprietà migliori di trasferimento di massa, con conseguente miglior caricamento di solventi, ma hanno lo svantaggio di perdite di carico maggiori e conseguentemente richiedono potenze maggiori per il ventilatore principale.
L'altezza del letto di adsorbimento è generalmente tra 500 e 1000 mm, se la pressione di esercizio è prossima all'atmosferica. A pressione di esercizio maggiori l'altezza del letto può essere superiore a 2000 mm. maggiore è l'altezza del letto, maggiore è il caricamento dei solventi, ma maggiore è la perdita di carico.
La durata della fase di adsorbimento può variare tra 1 e 60 ore, ma nella maggior parte dei casi è tra 4 e 16 ore.
Il processo a pressione variabile (pressure swing) o il processo di desorbimento sotto vuoto sono idonei per concentrazioni dei solventi nell'aria superiori ai 300 g/m³ cioè superiori allo 0,1% mol, ma entrano in competizione con la diretta condensazione o con l'absorbimento in fase liquida.
Per basse concentrazioni di solventi, i processi a temperature variabili (thermal swing) o a desorbimento con vapore sono chiaramente migliori.
Il processo di stripping con vapore è il processo più largamente usato per lungo tempo, ma il suo svantaggio consiste nel recuperare i solventi con notevoli quantità d'acqua.
Il recupero dei solventi diventa complicato perché la maggior parte dei solventi più comunemente usati formano miscele azeotropiche con l'acqua e generalmente la loro totale o parziale solubilità in acqua crea notevoli problemi di acque di scarico con perdita di solvente e necessità di onerosi impianti di trattamento.
Per queste ragioni negli ultimi 15 anni la rigenerazione dell'adsorbente con gas inerte caldo è diventato il processo favorito e più moderno.