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催化氧化+分子筛吸附工艺是氚设施三重包容系统常用的针对实验室氚泄漏的应急处理手段。传统的分子筛吸附工艺采用固定床中吸附剂颗粒密堆积的方法,导致吸附过程中产生高的气体压降和传质阻力,从而增加了过程能耗,降低了气体处理能力和除氚因子。为了确保氚的达标排放,系统安全设计时不得不增加吸附床体积来降低气体压降,提高氚化水吸附容量和吸附深度。美国洛斯-阿拉莫斯国家实验室氚系统试验装置（TSTA）的应急氚净化系统（ETC）中,吸附床体积甚至达到了1.1 m3。根据空气除氚系统的工艺需求,该项目制备了可用于空气除氚系统的整体式分子筛吸附剂,探索解决事故应急条件下大流量(通常要求达到500 m3×h-1以上)空气中微量氚的深度吸附问题。通过选型可深度吸水的分子筛粉体,添加适当比例的粘合剂、助挤剂、干燥添加剂和无机纤维干粉,在混合机中均匀混合,在捏合机中揉制熟化后形成坯料,填装入预先设计的规整吸附剂压制模具内压制成型,制得蜂窝状坯体,定型干燥后高温焙烧,获得整体式分子筛吸附剂。选择的吸附剂粉体包括:5A分子筛,3A分子筛,氧化铝,拟薄水铝石,变色硅胶,活性炭,以及CaSO4,CaCl2,溴化锂等。其中5A分子筛、3A分子筛以及硫酸钙、溴化锂和氯化钙对水的吸附能力较强,但硫酸钙为固体难溶盐,无法通过浸渍法在载体上负载。因此,在后续规整结构吸附剂制作过程中,选择以5A分子筛、3A分子筛为主要原料用于吸附剂制备及作为吸附剂载体,而选择以氯化钙和溴化锂为二段吸附剂的主要化学吸附成分。压降实验表明,装填高度500 mm,内部孔道分别为1 mm和3 mm的规整吸附剂,在气体流速达到15 m/s的条件下,其压降均小于0.2 MPa。其中,3 mm孔规整吸附剂压降只有0.039 MPa。对于1 mm孔的规整吸附剂来说,虽然机械强度更好,但由于孔道尺寸小,高气速情况下磨损情况较大,在实验中观察到粉化现象。因此,最终确定采用3 mm孔道作为规整吸附剂制备规格。通过添加不同添加剂、改变料浆含水量、优化干燥和煅烧温度和升温程序、以及在外壁刷涂增强剂,进行了整体吸附剂的制备工艺优化,以提高吸附剂的机械强度。实验结果表明,影响整体式吸附剂机械强度的四个因素:水含量>田菁粉用量>硝酸用量>拟薄水铝石用量。通过合理配比,5A分子筛规整吸附剂平均强度可达到39 N,其中强度最高值超过43 N,3A分子筛规整吸附剂机械强度更大,平均45 N,最高达到52 N,完全符合工业吸附剂强度要求。采用MB35卤素水分快速测定仪测定了经过优化的整体式吸附剂的吸水量。结果表明:新研制的整体式吸附剂在室温20.5℃,相对湿度65%的空气中自然吸水,平衡吸水量大于15%。而一般颗粒静态水吸附的范围在200～265mg/g之间,证实将分子筛加工为整体式吸附剂,对其平衡吸水量有一定损失,但损失量不大,可以保证实际应用。