背景：
　　目前工業上產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構使其具有多樣的孔道結構（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的關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；第二，及時散熱，將吸附熱及時從吸附床層上移走，這個可以從工藝設備的設計上進行優化。
解決方案
　　1、吸附材料的改性研發——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保工程（杭州）有限公司（以下簡稱“清本環保”）與浙江工業大學高校合作，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——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）的開發及復配技術，研制具有自主知識產權的成套凈化裝備，完成示范工程的建設和產業化推廣。
 

 
圖1.1 實驗流程和實驗儀器

　　經過項目研究，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據庫，為VOCs廢氣治理中吸附劑的選擇提供了重要的參考基礎。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）的吸附性能數據庫。
　　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。這對解決行業內中高濃度有機廢氣無法用吸附法有效處理的技術難題有重大突破，可明顯提高活性炭在實際工程應用中的使用壽命和穩定性。
　　1.2 中試放大研究
　　清本環保在實驗室小試的基礎上，進一步進行中試放大試驗，以研究實驗數據在工程放大中的規律，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場

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

圖1.3顆粒狀吸附劑吸附設備

圖1.4 纖維狀吸附劑吸附設備

　　1.4 研究成果
　　針對活性炭纖維吸附材料應用于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，設備投入運行后，實現了處理效率高達99%，溶劑回收率≥95%，尾氣排放濃度達到GB16297-1996二級標準。
XX公司工況數據如表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據如表1.3所示。

表1.1排氣工況數據

表1.2 尾氣排放標準（GB16297-1996）

表1.3 實際尾氣檢測結果

　　從檢測結果來看，經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、工藝設備的優化——及時移走吸附熱
　　2.1 體外循環技術
　　成套設備通過工藝過程內置冷凝器、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，產生的吸附熱能夠全部被帶出吸附器，在體外循環表冷器中降溫冷卻，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、吸附器設置溫度、壓力變送器，實時監測吸附器內溫度和壓力，當吸附器內出現超溫或超壓時，系統聯鎖，采取降溫降壓措施，使裝置時時處于安全狀態。
　　2.2 組合工藝技術
　　通過前置冷凝系統，后置分子篩轉輪回收系統等組合處理方法，從工程角度盡量解決尾氣合格排放問題；通過內置冷凝/加熱管、開發新型吸附器、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
　　清本環保處理中高濃度有機廢氣的吸附設備已在浙江、山東、湖北等多家公司完成項目設計、制作、安裝、調試，其中部分企業已完成項目驗收，裝置可實現連續自動運行，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備