Nei processi a temperatura variabile (thermal swing) il solvente è desorbito dal carbone attivo a temperature più elevate.
Il riscaldamento può essere effettuato mediante serpentini interni a ciascun letto, ma questo sistema generalmente non è economico a causa del basso trasferimento di calore nel letto e di apparecchiature costose.
Preferibilmente si utilizza uno scambiatore di calore comune per riscaldare un gas di circolazione che periodicamente scalda ciascun letto che deve essere rigenerato.
Il gas serve per riscaldare e per strippare i solventi, mantenendo una bassa pressione parziale dei solventi stessi.
Maggiore è la temperatura del gas di riscaldamento, minore è la quantità di gas da circolare e minore è il caricamento residuo di solventi sul carbone attivo.
La purezza dell'aria in atmosfera è maggiore e la fase di adsorbimento più lunga, con conseguente ulteriore riduzione della portata del gas di rigenerazione.
Tuttavia la temperatura del gas di rigenerazione può essere limitata dalla stabilità termica dei solventi, dalla disattivazione dell'adsorbente, dallo stress termico delle tubazioni e dalla scelta delle valvole. Generalmente si opera tra 150 e 210 °C.
Il solvente è recuperato mediante raffreddamento e refrigerazione del gas.
Una più bassa temperatura di refrigerazione comporta un investimento più elevato e maggior consumo di energia per il gruppo frigorifero, ma riduce la concentrazione residua del solvente e pertanto ha effetti simili all'aumento della temperatura di rigenerazione.
La temperatura di refrigerazione ottimale, generalmente, varia tra -10 e -30 °C in funzione della temperatura di ebollizione dei solventi.