背景：
　　目前工業(yè)上產(chǎn)生的有機廢氣種類非常多，各種有機分子尺寸和極性均各不相同，對吸附劑的要求也各不相同。活性炭和活性炭纖維的無定型結(jié)構(gòu)使其具有多樣的孔道結(jié)構(gòu)（尺寸分布在0.5-3nm），對有機廢氣具有廣譜吸附性。但是面對中高濃度的有機廢氣，活性炭吸附卻存在一些技術(shù)性難題。
　　中高濃度有機廢氣無法用吸附法有效處理的主要原因是，吸附熱過大會對吸附造成影響，還會損壞吸附劑，造成超溫的安全隱患。所以解決中高濃度有機廢氣吸附技術(shù)的關(guān)鍵因素就在控制吸附熱。吸附熱的控制可以從兩個方面著手：*，對吸附材料進行改性，從根本上降低吸附熱的參數(shù)；第二，及時散熱，將吸附熱及時從吸附床層上移走，這個可以從工藝設(shè)備的設(shè)計上進行優(yōu)化。
解決方案
　　1、吸附材料的改性研發(fā)——從根本上降低吸附熱
　　1.1 實驗室研究
　　聚光科技下屬子公司清本環(huán)保工程（杭州）有限公司（以下簡稱“清本環(huán)保”）與浙江工業(yè)大學高校合作，參加2013年浙江省重大科技專項課題《中高濃度有機廢氣回收利用技術(shù)——活性炭和沸石分子篩吸附劑的研究》。針對中高濃度有機廢氣的治理需求，研究新型吸附材料（活性炭顆粒、活性炭纖維、沸石分子篩）的開發(fā)及復配技術(shù)，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套凈化裝備，完成示范工程的建設(shè)和產(chǎn)業(yè)化推廣。
 

 
圖1.1 實驗流程和實驗儀器

　　經(jīng)過項目研究，掌握了各類分子篩、活性炭、活性炭纖維吸附VOCs的特性和規(guī)律，建立了適用不同廢氣組成、不同濃度、不同吸附溫度、不同風速、不同壓力等工況的材料復配數(shù)據(jù)庫，為VOCs廢氣治理中吸附劑的選擇提供了重要的參考基礎(chǔ)。建立了全面的120種吸附劑（包括80種活性炭、10種分子篩、20種樹脂、10種硅膠）的吸附性能數(shù)據(jù)庫。
　　通過多次試驗研究，改性制備的高硅鋁比的NaY分子篩和微波改性制備的GAC-20活性炭吸附劑在吸附有機物時，吸附熱會大大降低。這對解決行業(yè)內(nèi)中高濃度有機廢氣無法用吸附法有效處理的技術(shù)難題有重大突破，可明顯提高活性炭在實際工程應(yīng)用中的使用壽命和穩(wěn)定性。
　　1.2 中試放大研究
　　清本環(huán)保在實驗室小試的基礎(chǔ)上，進一步進行中試放大試驗，以研究實驗數(shù)據(jù)在工程放大中的規(guī)律，確保試驗研究在工程上的有效性。

   
圖1.2 中試試驗裝置和實驗現(xiàn)場

　　1.3 工程運用研究
　　以小試、中試等實驗數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)指導，在實際項目中進行規(guī)模擴大，根據(jù)不同項目尾氣工況，通過aspen軟件模擬工藝流程，采用solidworks進行三維建模，工藝、設(shè)備、電氣詳細設(shè)計后，交付制造車間，加工制作不同吸附介質(zhì)的成套設(shè)備，現(xiàn)場安裝后投入運行。根據(jù)吸附劑規(guī)格尺寸，設(shè)計不同規(guī)格的吸附器，圖1.3為顆粒狀吸附劑設(shè)備的三維建模，圖1.4為纖維狀吸附劑設(shè)備的三維建模。

圖1.3顆粒狀吸附劑吸附設(shè)備

圖1.4 纖維狀吸附劑吸附設(shè)備

　　1.4 研究成果
　　針對活性炭纖維吸附材料應(yīng)用于XX公司，排氣工況為裝卸車尾氣，尾氣排放特點為風量小，濃度高，裝置采用5箱6芯活性炭纖維三級吸附，設(shè)備投入運行后，實現(xiàn)了處理效率高達99%，溶劑回收率≥95%，尾氣排放濃度達到GB16297-1996二級標準。
XX公司工況數(shù)據(jù)如表1.1，項目要求的尾氣排放標準如表1.2，裝置投入運行后，實際檢測的尾氣排放數(shù)據(jù)如表1.3所示。

表1.1排氣工況數(shù)據(jù)

表1.2 尾氣排放標準（GB16297-1996）

表1.3 實際尾氣檢測結(jié)果

　　從檢測結(jié)果來看，經(jīng)過有機廢氣吸附回收裝置后，尾氣達標，吸附效率高達99.98%。
　　2、工藝設(shè)備的優(yōu)化——及時移走吸附熱
　　2.1 體外循環(huán)技術(shù)
　　成套設(shè)備通過工藝過程內(nèi)置冷凝器、改進工藝流程等方法，盡量避免吸附放熱累積造成的裝置溫度上漲，而引起吸附效果變差甚至吸附劑悶燃的情況發(fā)生。
　　這一工藝的顯著特點是：一、吸附高濃度有機尾氣過程中，產(chǎn)生的吸附熱能夠全部被帶出吸附器，在體外循環(huán)表冷器中降溫冷卻，使吸附熱能夠全部被表冷器的冷卻介質(zhì)帶走。二、在進氣濃度超高，高于廢氣爆炸下限1/4時，存在安全隱患，此工藝將廢氣濃度稀釋到爆炸下限的1/4以下，杜絕由于尾氣濃度高而引起的爆炸危險。三、吸附器設(shè)置溫度、壓力變送器，實時監(jiān)測吸附器內(nèi)溫度和壓力，當吸附器內(nèi)出現(xiàn)超溫或超壓時，系統(tǒng)聯(lián)鎖，采取降溫降壓措施，使裝置時時處于安全狀態(tài)。
　　2.2 組合工藝技術(shù)
　　通過前置冷凝系統(tǒng)，后置分子篩轉(zhuǎn)輪回收系統(tǒng)等組合處理方法，從工程角度盡量解決尾氣合格排放問題；通過內(nèi)置冷凝/加熱管、開發(fā)新型吸附器、改進工藝流程等方法，盡量避免吸附放熱、脫附不*等工程問題。

圖2.2 組合工藝流程

工程案例及成果
　　清本環(huán)保處理中高濃度有機廢氣的吸附設(shè)備已在浙江、山東、湖北等多家公司完成項目設(shè)計、制作、安裝、調(diào)試，其中部分企業(yè)已完成項目驗收，裝置可實現(xiàn)連續(xù)自動運行，24小時無人值守，處理效率：≥90%，有機溶劑回收率：≥80%，處理效果達到《大氣污染物綜合排放標準（GB16297-1996）》二級排放標準，效果良好。圖1為實際項目照片。

中高濃度有機廢氣吸附回收設(shè)備