吸附法由于去除效率高、工艺简单、可回收有机溶剂及一次投资成本低等优点,是当前国内外用于回收废气中挥发性有机物(VOCs)的主流技术。水蒸气变温吸附和真空变压吸附是吸附法处理VOCs最常用的两种工艺,相比水蒸气变温吸附工艺,真空变压吸附工艺可以对脱附下的水溶性VOCs直接冷凝回收,具有无二次污染、能耗低等优点。超高交联吸附树脂具有稳定的机械强度、可根据被吸附组分调控的孔结构、良好的吸附-脱附性能等优点,在吸附处理VOCs上逐渐成为研究热点。本文选用超高交联吸附树脂HCP-001作为吸附剂,以工业上常用的水溶性有机溶剂丙酮为研究对象,开展了超高交联吸附树脂变压吸附特性研究。主要的研究内容和结果如下：(1)采用柱吸附-脱附装置,研究了丙酮在超高交联吸附树脂HCP-001上的等温变压吸附特性。实验结果表明：丙酮在超高交联吸附树脂HCP-001上的吸附量,随着丙酮气体浓度的提高而增大,随着吸附温度升高而降低。真空度、脱附温度、吸附时丙酮浓度等是影响丙酮真空脱附效率的重要因素。真空度越高,脱附率越高,真空度为98kPa时脱附率比真空度90kPa增加25.3%;脱附温度越高越有利于丙酮脱附,脱附温度60℃时脱附率达到85.3%,相比脱附温度30℃时增加53.3%；吸附时丙酮浓度越高,脱附率越高,这可能是因为低浓度丙酮主要被吸附在微孔,而浓度较高的丙酮不仅在微孔内发生吸附,而且在中孔内也发生了吸附；由于微孔比中孔具有更大的吸附势,因而吸附在中孔内丙酮相比微孔内丙酮更易脱附,导致吸附高浓度丙酮的树脂比吸附低浓度丙酮具有更高脱附率;吸附-脱附两操作之间静置时间对脱附有一定的影响,静置时间越长脱附率越低,这主要是因为丙酮在超高交联吸附树脂上吸附,主要受孔内扩散控制,吸附穿透时并没有达到平衡状态,被吸附的丙酮分子继续向吸附作用势更强的微孔内吸附位点扩散,强的吸附作用力导致脱附率和脱附速率的下降。此外,还对比研究了氮气吹扫的脱附特性,吹扫气量越大、温度越高,脱附率和初始脱附速率越高;热氮气吹扫脱附率比真空脱附高,但脱附下的丙酮浓度较低,不利于后续的回收。(2)采用拟绝热吸附装置,通过检测超高交联吸附树脂HCP-001吸附、脱附丙酮过程中床层温度和出口浓度变化,研究丙酮在超高交联吸附树脂上的拟绝热变压吸附特性。实验结果表明：吸附时丙酮浓度越高,穿透时间越短,床层温升越高；真空脱附过程中,吸附时丙酮浓度越高,脱附率越低,这是由于吸附时丙酮浓度越高,脱附过程中床层温度降低越多,较低的床层温度导致了低脱附率；真空度越高,脱附率越高,脱附气浓度越高。此外,还比较研究了氮气吹扫的脱附特性,吹扫气量越大、吹扫气温度越高,脱附率越高,脱附率高于真空脱附效率;但是,相比于真空脱附方法,吹扫气脱附下的丙酮浓度较低,不利于后续的回收。(3)针对常规真空变压吸附工艺,开展了吹扫气辅助真空脱附和床层内置换热管变压吸附改进研究。实验结果表明：吹扫气辅助真空脱附可提高脱附效果,“真空+氮气间歇吹扫”、“先真空+后吹扫”和“先吹扫+后真空”的脱附率皆高于单一真空脱附,其中采用“真空+氮气间歇吹扫”进行脱附时,脱附气中丙酮浓度最高且脱附率最高,脱附率比只采用真空脱附增加28.91%。吸附床内置换热管对吸附和脱附效率都有提高,吸附时通入20℃的冷却水,可将床层最高温升降低3.8℃,而且增加了吸附树脂的穿透吸附能力,穿透时间延长37.4%；脱附时通入60℃的热水,提高了脱附气中丙酮的浓度,而且相比无加热脱附,脱附率提高约10%。