【活性炭吸附與脫附實驗裝置】
功能、作用介紹：
一、實驗裝置簡介
活性炭吸附與脫附實驗裝置是根據最新的科研成果和工程實踐而設計，既能用于本科課程實驗教學，又能用于本科創新性實驗教學。同時把信息化手段引入裝置設計，實現精準控制，達到裝置小型化，使大氣污染控制工程實驗可以開出驗證性、設計性和綜合性實驗，從而突破了大氣污染控制工程實驗只能做演示實驗的局面。
該裝置包括氣體發生和計量系統，吸附柱(含底部加熱)系統，采樣及分析系統等。由活性炭吸附與脫附實驗裝置設計示意圖(見上傳設備照片中的圖1)可知，裝置由1.空氣流量計;2.配氣混合裝置; 3.混合緩沖器;4.吸附塔;5.再生加熱器;6.微量注射泵;7主氣泵;a, b, c, d，e，f ，g閥門;T1，T2，T3，T4溫度傳感器等構成。
實驗過程分為三個階段，每個階段閥門開啟狀況：
1.起始階段配氣(為方式配氣過程中的氣體發生吸附作用，設置旁路)：關閉閥門a，d，f打開 b，c，e，g。
2.吸附階段：打開閥門b，d，e，f，g;關閉閥門a，c
3.脫附階段：打開閥門a，c，d，g;關閉閥門b，e，f
二、實驗裝置的功能
1.實驗裝置工作流程
實驗采用微量注射泵來配制一定濃度的乙酸乙酯氣體(模擬VOCs)。通過流量計和微量注射泵向配氣混合裝置注入定量乙酸乙酯的液體可配置出一定流量一定濃度的乙酸乙酯氣體。
吸附塔共設有三個吸附段，外徑為100mm，其中圓環形保溫層厚度為25mm，吸附柱有效直徑50mm。本實驗中只有中間段裝填有90mm厚度的顆?；钚蕴紝?。吸附器底部設有氣體電加熱裝置用于吸附床再生。設有精確溫度控制系統，用于監控脫附過程中的床層溫度變化情況。
吸附過程啟動后，含乙酸乙酯的氣體從上向下經過吸附塔，乙酸乙酯被活性炭層吸附，從而使氣體能到凈化。
當吸附飽和后啟動脫附，熱氣體從下向上經過吸附塔，使吸附在活性炭上乙酸乙酯脫出，能到高濃度乙酸乙酯氣體，便于后續冷凝收集。
2.適用于本科課程實驗教學
在裝置臺套數方面：
活性炭吸附與脫附實驗裝置小，價格低廉，便于各個大學購置多臺套，如同濟大學有十多套，滿足每個學生親自動手實驗?，F已經在同濟大學環境工程專業本科生實驗課中使用4年。
在實驗課時安排方面：
吸附凈化時間為2個小時，脫附解析時間為2個小時，整個實驗過程為4個小時，這樣既方便教務排課，又方便學生選課。
在滿足理論課程教學的要求方面：
?、偕钊肜斫馕椒▋艋泻U氣的原理和特點;②加深對吸附傳質過程和穿透曲線的理解;③掌握通過實驗手段獲得吸附床設計參數的方法;④加深對熱脫附過程的理解。
3.適用于環境科技創新實驗教學
活性炭吸附與脫附實驗裝置設計與當前VOCs處理的科研和工程實踐相結合，即把用于工程實踐的“一種從排氣中吸附回收凈化有機物的方法和裝置”設計成實驗裝置。故該裝置能進行工程機理的探究和工藝參數的確定實驗。
參加創新型實驗的本科生，通過查閱有機污染氣體治理的相關資料，設計固定床吸附與脫附的實驗方案，使用該裝置進行試驗，撰寫有機污染氣體凈化和資源化課題論文，完成創新性實驗?，F已經完成的創新實驗項目《氣態揮發性有機物污染控制實驗研究》、《活性碳流化床吸附揮發有機物》、《合成革混合有機廢氣一步法吸附回收研究》、《氣體循環再生干式吸附凈化工藝裝備試驗裝置開發》等。其中《合成革混合有機廢氣一步法吸附回收研究》獲國家級創新實驗項目。
三、實驗裝置作用
1.改變大氣污染控制工程課程實驗教學方式
信息化的精確控制系統在大氣污染控制工程實驗裝置上的使用，實驗裝置變成小而精，價格低廉，臺套數多，實現了學生親自動手實驗的驗證性實驗。突破了現有大氣污染控制工程實驗裝置龐大，價格昂貴，僅能進行演示性實驗的局面。
參加創新實驗項目的學生利用本實驗裝置自行設計實驗方案，研究有機污染氣體凈化和資源化工藝的機理，探索該工藝運行參數，撰寫相關的論文，實現了大氣污染控制工程實驗向設計、綜合性實驗發展。
2.提高大氣污染控制工程實驗教學的水平
在課程實驗中讓學生自己動手體驗含乙酸乙酯的氣體通過活性炭吸附富集再熱解析的過程。親自實踐有機廢氣能夠凈化并回收利用，變廢為寶。這樣極大激發學生的興趣與對資源化處理工藝的好奇心，加上老師的啟發與引導，完全能夠營造學生求知興趣的實驗氛圍。
在環境科技創新實驗中，學生利用本實驗裝置完成有機污染氣體凈化并回收工藝機理研究與探索。在整個實驗過程中學生經過查閱資料、提出實驗方案、方案的討論與確定、實驗室試驗、實驗總結等過程，使學生經歷“三個全面”的過程，即：經歷一次全面的分析研究問題的過程，實驗技能得到一次全面的鍛煉、綜合能力得到一次全面的提高。
作品名稱：活性炭吸附與脫附實驗裝置
完成單位：同濟大學環境科學與工程國家級實驗教學示范中心
