一种吸附材料性能测试装置及其使用方法

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一种吸附材料性能测试装置及其使用方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于吸附材料性能检测领域。具体涉及一种吸附材料性能测试装置及其使用方法。\n背景技术\n[0002] 气态物质与多孔介质（如活性炭、硅胶、多孔粘土矿石、高聚物吸附树脂等）接触时，利用固体表面存在的未平衡的分子吸引力或者化学键作用力，将目标气体组分吸附在固体物质表面而达到气体分离的目的，这种气态分离的过程称为吸附法，吸附操作广泛地用于石油化工、有机化工、污染气体治理等领域，成为一种重要的操作单元。\n[0003] 吸附剂具备独特的吸附表面结构特征、较强的选择性吸附能力、良好的表面化学性能，其吸附效果与吸附系统的操作温度、湿度、压力以及气相物质性质等因素密切相关。\n有文献[1]对活性炭固定床工艺参数的优化进行了系统研究，结果表明:随着温度的升高，活性炭平衡吸附量减少，湿度会抑制吸附容量。为了满足在各种应用领域具体环境下的特殊空气净化要求，新型吸附材料开发和应用的研究发展非常迅速。然而，目前吸附剂性能的测试技术主要基于常规环境因素而设计，难以为一些复杂操作条件下吸附剂和工艺参数的选用提供有效的理论支撑，如化工工厂的有机废气在吸附净化之前往往经过提溜、加热等工序，导致废气往往具有高温高湿的特点；天然气的中低压吸附储存系统往往需要吸附剂在高压情况下具备很好的吸附能力。因此，开发应用于复杂操作条件下吸附剂性能测试装置和方法，是优化工艺参数、提高吸附剂性能的一个重要研究方向。\n[0004] 气相物质性质也是影响吸附效果的一个重要因素，相同材料对不同气体的吸附量不同，而对于多组分混合气体，由于各组分吸附亲和力大小不同，各吸附组分之间会发生相互作用和竞争效应，使得吸附过程更变得复杂。各组分之间可能存在的竞争和干涉作用，使得吸附能力弱的组分被吸附能力强的组分置换，相对强吸附能力组分的穿透时间推迟，相对弱吸附能力组分的穿透时间提前[2]。目前，吸附剂对混合气体选择性吸附机理尚无明确定论，而对吸附材料理论研究的深入和提高，更有赖于同步发展的测试手段的提高和装置的优化。\n[0005] 综述所述，为满足现有技术开发和科学研究的需要，定量化研究吸附系统的操作温度、湿度、压力以及气相物质性质等因素对吸附性能的影响，开发相应的吸附材料测试手段和装置是制约当前行业技术发展亟待解决的技术问题。\n[0006] [1] 谢裕坛.活性炭吸附治理多组分有机废气的研究[D].浙江大学,2002.[0007] [2] 孙政.活性炭对有机气体的选择性吸附研究[D].中南大学,2011。\n发明内容\n[0008] 针对现有吸附净化材料测试装备和技术存在的不足，以及提高对吸附材料性能品质评价的重要意义，本发明的目的在于一种吸附材料性能测试装置及其使用方法，通过各个组件之间的相互配合可以有效实现吸附剂性能测试系统在一定压力、温度、湿度范围内的可调控性，完成对多组份混合气体的吸附性能测试，为研究混合气体各组分吸附时存在的竞争和干涉作用机理提供必要的装置设备。\n[0009] 本发明为达到以上技术要求，所采取的技术方案是：\n[0010] 本发明提出的吸附材料性能测试装置，包括主体测试系统、热力脱附系统和自动控制系统。其中：\n[0011] 主体测试系统包括：第一空气过滤除湿器2-1，测试气体发生源3，空气干燥组件4，气体混合器5，吸附罐12，吸附剂筒14,和气体浓度检测器20，空气进口端A通过第一空气过滤除湿器2-1连接气体混合器5的空气进口，测试气体发生源3通过空气干燥部件4连接气体混合器5的测试气体进口；气体混合器5的混合空气出口依次通过第一电磁流量计6-1、第一湿温度控制器7-1、第一电磁阀8-1和管道连接吸附罐12顶部的混合空气进口，所述吸附罐\n12中部为吸附剂筒14，所述吸附剂筒14为脱卸式，其上部通过第一密封圈13-1连接吸附罐上部，下部通过第二密封圈13-2连接吸附罐下部，所述吸附罐12顶部设有上游气体采样口\n9-1，底部设有下游气体采样口9-3和弹性管段22；所述吸附剂筒14固定于吸附剂筒箍16上，所述吸附剂筒14外壁上设有若干分段气体采样口9-2和环形采样圈15，所述环形采样圈15与分段气体采样口9-2相通，所述气体采样口9-1、分段气体采样口9-2和下游气体采样口9-\n3分别与气体浓度检测器20相连；吸附罐12下端通过管道与主体测试系统气体出口端C相连，所述管道中间设有第三电磁阀8-3；\n[0012] 热力脱附系统包括第二电磁阀8-2，第四电磁阀8-4，第二温湿度控制器7-2，第二电磁流量计6-2和空气过滤除湿器2-2，所述吸附罐12顶部与气体出口端B通过管道连接，所述管道中间设有第二电磁阀8-2；空气入口端D与所述吸附罐12底部通过管道相连，此管道间依次设有第二空气过滤除湿器2-2、第二温湿度控制器7-2和第四电磁阀8-4；\n[0013] 自动控制系统包括空气压缩机1，真空泵23，温湿度传感器10，压力传感器11，气缸摆动臂17，摆动气缸18，电子天平19，第一往复气缸21-1，第二往复气缸21-2，电路24以及主机25，所述温湿度传感器10和压力传感器11分别设置于吸附罐12顶部，气缸摆动臂17固定于吸附剂筒箍16上，所述气缸摆动臂17固定于摆动气缸18上；所述第一往复气缸21-1和第二往复气缸21-2分别固定于吸附罐12下部两侧；所述电子天平19用于称量吸附剂筒14的质量；所述空气压缩机1分别连接空气入口端A或者空气入口端D，所述真空泵23连接气体出口端B或气体出口端C；所述空气压缩机1、测试气体发生源3、电子天平19、摆动气缸18、真空泵\n23、第一电磁阀8-1、第二电磁阀8-2、第三电磁阀8-3、第四电磁阀8-4、温湿度传感器10、压力传感器11、第一温湿度传感器7-1、第二温湿度传感器7-2、气体浓度检测器20、第一电磁流量计6-1和第二电磁流量计6-2分别通过电路24连接主机25。\n[0014] 本发明中，气体混合器5包括测试气体气管5a，旋流叶片5b，壳体5c，挡板5d，测试气体出口5e和实心叶片轴5f，其中：6个旋流叶片5b同轴布置，两个相邻的旋流叶片5b之间间隙构成6道气路，三块挡板5d间隔设置于3道气路前端；测试气体气管5a与实心叶片轴5f相连，测试气体气管5a末端对应的三道设有挡板的气路为三个测试气体出口5e。三道无挡板的气路与空气管道相通，为空气旋流通道，测试气体通过测试气体气管5a，经测试气体出口5e进入有挡板的旋流通道，空气和测试气体通过间隔通道旋流后在出口处达到均匀混合。\n[0015] 本发明中，所述吸附剂筒14为圆筒形，内填充待测试吸附剂，吸附剂筒14上均匀设\n3-6个环形采样圈15。\n[0016] 本发明中，所述环形采样圈15包括若干个出气口15a和环形空心通道15b，其中：出气口15a的数目为4-8个，环绕吸附剂筒14均匀分布，环形空心通道15b分别与分段气体采样口9-2相通，与气体浓度检测器20相连。\n[0017] 本发明提出的一种吸附材料性能测试装置的使用方法，所述装置可以实现吸附剂吸附性能测试系统在一定压力、温度、湿度范围内的可调控性，当测试吸附剂在高于标准大气压力、一定温湿度下的吸附性能，可由空气压缩机1，第一空气过滤除湿器2-1，测试气体发生源3，空气干燥部件4，气体混合器5，第一电磁流量计6-1，第一温湿度控制器7-1，第一电磁阀8-1，上游气体采样口9-1，吸附罐12，第一密封圈13-1，吸附剂筒14，环形采样圈15，吸附剂筒箍16，分段气体采样口9-2，气体浓度检测器20，第二密封圈13-2，弹性管段22，下游气体采样口9-3，第三电磁阀8-3并配合自动控制系统实现；具体过程为：将吸附剂筒14内填满待测吸附剂，并固定于吸附剂筒箍16上，通过摆动气缸18旋到电子天平19上称量初始质量，再将吸附剂筒14旋到吸附罐12下方，往复气缸21将吸附剂筒14与吸附罐12上下对接并夹紧，利用第一密封圈13-1和第二密封圈13-2保证主体测试系统气密性；将空气压缩机1与空气进口端A相连，关闭第二电磁阀8-2和第四电磁阀8-4，打开空气压缩机1，空气经第一空气过滤除湿器2-1净化后，通过气体混合器5与经过空气干燥部件4除湿的测试气体混合均匀，通过温湿度传感器10和压力传感器11监测管道内实时温湿度和压力，通过第一温湿度控制器7-1调整主体测试系统内温湿度达到要求范围内，并控制第一电磁阀8-1大于第三电磁阀8-3的开度，实现测试段的吸附压力高于标准大气压力，通过电磁流量计6-1监测流量，并通过空气压缩机1调整主体测试系统内吸附流量；吸附测试开始后，通过上游气体采样口9-1、分段气体采样口9-2和下游气体采样口9-3连接气体浓度检测器20，监测吸附测试前后以及吸附剂填充段不同位置处的吸附气体浓度。测试结束后，第一往复气缸21-1和第二往复气缸21-2将吸附罐12下端下拉松开，摆动气缸18直接将吸附剂筒14旋到电子天平19上，称量吸附量；\n[0018] 当测试吸附剂在低于标准大气压力、一定温湿度下的吸附性能，可由真空泵23，第一空气过滤除湿器2-1，测试气体发生源3，空气干燥部件4，气体混合器5，第一电磁流量计\n6-1，第一温湿度控制器7-1，第一电磁阀8-1，上游气体采样口9-1，吸附罐12，第一密封圈\n13-1，吸附剂筒14，环形采样圈15，吸附剂筒箍16，分段气体采样口9-2，气体浓度检测器20，第二密封圈13-2，弹性管段22，下游气体采样口9-3和第三电磁阀8-3并配合自动控制系统实现；具体过程为：将吸附剂筒14内填满待测吸附剂，并固定于吸附剂筒箍16上，通过摆动气缸18旋到电子天平19上称量初始质量，再将吸附剂筒14旋到吸附罐12下方，往复气缸21将吸附剂筒14与吸附罐12上下对接并夹紧，利用第一密封圈13-1和第二密封圈13-2保证系统气密性；空气进口A开放，不接动力设备，真空泵23与气体出口端C相连，关闭第二电磁阀\n8-2和第四电磁阀8-4，打开真空泵23，空气通过第一空气过滤除湿器2-1净化后，通过气体混合器5与经过空气干燥部件4除湿的测试气体混合均匀，通过温湿度传感器10和压力传感器11监测管道内实时温湿度和压力，通过第一温湿度控制器7-1调整系统内温湿度达到要求范围内，并控制第一电磁阀8-1小于第三电磁阀8-3的开度，实现测试段的吸附压力低于标准大气压力，通过电磁流量计6-1监测流量，并通过真空泵23调整主体测试系统内吸附流量；吸附测试开始后，通过上游气体采样口9-1、分段气体采样口9-2和下游气体采样口9-3连接气体浓度检测器20，监测吸附剂前后以及吸附剂填充段不同位置处的吸附气体浓度。\n测试结束后，第一往复气缸21-2和第二往复气缸21-2将吸附罐12下端下拉松开，摆动气缸\n18直接将吸附剂筒14旋到电子天平19上，称量吸附量。\n[0019] 本发明提出的吸附材料性能测试装置的使用方法，所述装置可以实现脱附性能测试系统在一定压力、温度、湿度范围内的可调控性。当测试吸附剂在高于标准大气压力、一定温湿度下的脱附性能时，可由空气压缩机1，第二空气过滤除湿器2-2，第二电磁流量计6-\n2，第二温湿度控制器7-2，第四电磁阀8-4，上游气体采样口9-1，吸附罐12，第一密封圈13-\n1，吸附剂筒14，环形采样圈15，吸附剂筒箍16，分段气体采样口9-2，气体浓度检测器20，第二密封圈13-2，弹性管段22，下游气体采样口9-3，第二电磁阀8-2并配合自动控制系统实现，具体过程为：通过摆动气缸18旋到电子天平19上称量吸附后吸附剂质量，再将吸附剂筒\n14旋到吸附罐12下方，第一往复气缸21-1和第二往复气缸21-2将吸附剂筒14与吸附罐12上下对接并夹紧，利用第一密封圈13-1和第二密封圈13-2保证主体测试系统气密性；将空气压缩机1与空气进口端D相连，关闭第一电磁阀8-1和第三电磁阀8-3，打开空气压缩机1，空气通过第二空气过滤除湿器2-2净化；通过温湿度传感器10和压力传感器11监测管道内实时温湿度和压力，利用第二温湿度控制器7-2调整系统内温湿度达到要求范围内，并控制第四电磁阀8-4大于第二电磁阀8-2的开度，实现测试段的脱附压力高于标准大气压力，通过电磁流量计6-2监测流量，并通过空气压缩机1调整系统内脱附流量。脱附测试开始后，通过上游气体采样口9-1、分段气体采样口9-2和下游气体采样口9-3连接气体浓度检测器20，监测脱附测试前后以及吸附剂填充段不同位置处的气体浓度。测试结束后，第一往复气缸21-\n1和第二往复气缸21-2将吸附罐12下端下拉松开，摆动气缸18直接将吸附剂筒14旋到电子天平19上，称量脱附后吸附剂质量；\n[0020] 当测试吸附剂在低于标准大气压力、一定温湿度下的脱附性能时，可由真空泵23，第二空气过滤除湿器2-2，第二电磁流量计6-2，第二温湿度控制器7-2，第四电磁阀8-4，上游气体采样口9-1，吸附罐12，第一密封圈13-1，吸附剂筒14，环形采样圈15，吸附剂筒箍16，分段气体采样口9-2，气体浓度检测器20，第二密封圈13-2，弹性管段22，下游气体采样口9-\n3，第二电磁阀8-2并配合自动控制系统实现；具体过程为：通过摆动气缸18旋到电子天平19上称量吸附后吸附剂质量，再将吸附剂筒14旋到吸附罐12下方，第一往复气缸21-1和第二往复气缸21-2将吸附剂筒14与吸附罐12上下对接并夹紧，利用第一密封圈13-1和第二密封圈13-2保证主体测试系统气密性；空气进口端D开放，连接真空泵23和气体出口端B，关闭第一电磁阀8-1和第三电磁阀8-3，打开真空泵23，空气通过第二空气过滤除湿器2-2净化；通过温湿度传感器10和压力传感器11监测管道内实时温湿度和压力，利用第二温湿度控制器\n7-2调整系统内温湿度达到要求范围内，并控制第四电磁阀8-4小于第二电磁阀8-2的开度，实现测试段的脱附压力低于标准大气压力，通过电磁流量计6-2监测流量，并通过真空泵23调整系统内脱附流量；脱附测试开始后，通过上游气体采样口9-1、分段气体采样口9-2和下游气体采样口9-3连接气体浓度检测器20，监测脱附测试前后以及吸附剂填充段不同位置处的气体浓度；测试结束后，第一往复气缸21-1和第二往复气缸21-2将吸附罐12下端下拉松开，摆动气缸18直接将吸附剂筒14旋到电子天平19上，称量脱附后吸附剂质量。\n[0021] 本发明涉及的一种吸附材料性能测试装置及其使用方法与当前普遍存在的测试系统相比，其优势在于：\n[0022] （1）本发明中所涉及的一种吸附材料性能测试装置，能够实现吸附剂性能测试系统在一定压力、温度、湿度范围内的可调控性。首先系统通过除湿和净化，并将待测气体和与空气充分混合，经过通过温湿度传感器和压力传感器监测管道内实时温湿度和压力，利用温湿度控制器调整系统内温湿度达到要求范围内，采用空气压缩机和电磁阀开关和开度，可以简单而有效实现测试管段高于标准压力下的吸附测试，同理，可以利用真空泵和电磁阀开关和开度以实现测试管段低于标准压力下的吸附测试。这种装置的设计简单有效，实验操作简易快捷。\n[0023] （2）本发明中所涉及的一种吸附材料性能测试装置，采用独特设计的旋流气体混合结构，可以有效促进空气和待测气体的均匀混合，具有结构简单，混合效果好的特点。实现了现有测试系统普遍存在的待测污染物浓度不均的问题。\n[0024] （3）本发明中所涉及的一种吸附材料性能测试装置及其使用方法能够实现混合气体的吸附效果精确测试。吸附段设有若干个分段气体采样口，环形采样圈环绕吸附剂筒设有若干个出气口，做到均匀采样，若干个环形采样圈按照一定的规律设置于吸附模块前中后段，通过连接气体浓度检测器可得到各段混合气体中各分相的浓度，以实现对混合气体各组分吸附时存在的竞争和干涉作用机理的研究。\n[0025] （4）本发明中所涉及的一种吸附材料性能测试装置实现自动化控制。系统通过温湿度传感器、压力传感器、温湿度控制器、电磁流量计、电磁阀等连接主机，实现系统内温湿度、气压的自动化调控。通过结合摆动气缸和旋转气缸的组合作用，可将吸附模块自动拆合，并通过气缸控制下的自动称量，准确测得吸附量和解吸量。\n[0026] （5）本发明中所涉及的一种吸附材料性能测试装置设有脱附系统。通过直接转接系统动力源（空气压缩机和真空泵），调控电磁阀，实现逆向热脱附气路系统的设计，完成吸附材料的脱附并实时监测各段气体浓度，以探究吸附材料的脱附性能和规律。\n附图说明\n[0027] 图1 吸附材料性能测试装置结构示意图；\n[0028] 图2吸附测试流程说明图（，a）高压吸附测试流程说明图，（b）低压吸附测试流程说明图；\n[0029] 图3脱附测试流程说明图（，a）高压脱附测试流程说明图，（b）低压脱附测试流程说明图；\n[0030] 图4 气体混合器结构示意图；\n[0031] 图5 环形采样圈结构示意图。\n[0032] 图中标号：1为空气压缩机，2-1为第一空气过滤除湿器，2-2为第二空气过滤除湿器，3为测试气体发生源，4为空气干燥部件，5为气体混合器，6-1为第一电磁流量计，6-2为第二电磁流量计，7-1为第一温湿度控制器，7-2为第二温湿度控制器，8-1为第一电磁阀，8-\n2为第二电磁阀，8-3为第三电磁阀，8-4为第四电磁阀，9-1为上游气体采样口，9-2为若干分段气体采样口，9-3为下游气体采样口，10为温湿度传感器，11为压力传感器，12为吸附罐，\n13-1为第一密封圈，13-2为第二密封圈，14为吸附剂筒，15为环形采样圈，15a为出气口，15b环形空心通道，16为吸附剂筒箍，17为气缸摆动臂，18为摆动气缸，19为电子天平，20为气体浓度检测器，21-1为第一往复气缸，21-2为第二往复气缸，22为弹性管段，23为真空泵，24为电路，25为主机；5a为测试气体气管，5b为旋流叶片，5c为壳体，5d为挡板，5e为测试气体出口，5f为实心叶片轴。\n具体实施方式\n[0033] 下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。\n[0034] 实施例1：\n[0035] 应用环境：研究沸石分子筛在湿度为零、一定温度下，不同压力对甲烷的固定能力的影响。\n[0036] 如图4所示，气体混合器5包括测试气体气管5a，旋流叶片5b，壳体5c，挡板5d，测试气体出口5e和实心叶片轴5f，其中：6个旋流叶片5b同轴布置，两个相邻的旋流叶片5b之间间隙构成6道气路，三块挡板5d间隔设置于3道气路前端；测试气体气管5a与实心叶片轴5f相连，测试气体气管5a末端对应的三道设有挡板的气路为三个测试气体出口5e。三道无挡板的气路与空气管道相通，为空气旋流通道，测试气体通过测试气体气管5a，经测试气体出口5e进入有挡板的旋流通道，空气和测试气体通过间隔通道旋流后在出口处达到均匀混合。\n[0037] 如图5所示，所述环形采样圈15包括若干个出气口15a和环形空心通道15b，其中：\n出气口15a的数目为4-8个，环绕吸附剂筒14均匀分布，环形空心通道15b分别与分段气体采样口9-2相通，与气体浓度检测器20相连。\n[0038] 按照附图2（a），当测定高压情况下沸石分子筛对甲烷的固定能力时，采用空气压缩机1作为系统动力装置，测试气体发生源采用高压甲烷气，根据待测甲烷气分压，计算空气和甲烷气的流量比。然后将吸附剂筒14内填满沸石分子筛，并固定于吸附剂筒箍16上，通过摆动气缸18旋到电子天平19上称量初始质量，再将吸附剂筒14旋到吸附罐12下方，往复气缸21将吸附剂筒14与吸附罐12上下对接并夹紧，利用密封圈13保证系统气密性。开始测试后，将空气压缩机1与空气进口端A相连，关闭第二电磁阀8-2和第四电磁阀8-4，打开空气压缩机1，空气通过第一空气过滤除湿器2-1净化，通过气体混合器5与经过空气干燥部件4除湿的高压甲烷气混合均匀，通过温湿度传感器10和压力传感器11监测管道内实时温湿度和压力，通过第一温湿度控制器7-1调整系统内温度达到要求，控制第一电磁阀8-1大于第三电磁阀8-3的开度，实现测试段的吸附压力高于标准大气压力，通过电磁流量计6-1监测流量，并通过空气压缩机1和高压甲烷气源3调整系统内吸附流量。吸附测试开始后，通过上游气体采样口9-1和下游气体采样口9-3连接气体浓度检测器20，监测吸附测试前后甲烷浓度。当吸附剂穿透后，关闭空气压缩机1和高压甲烷气源3，往复气缸21将吸附罐12下端下拉松开，摆动气缸18直接将吸附剂筒14旋到电子天平19上，称量吸附量。根据第一电磁阀8-1和第三电磁阀8-3的开度配合下，可以测定不同高压情况下，沸石分子筛对甲烷的吸附量。\n[0039] 按照附图2（b），当测定低压情况下沸石分子筛对甲烷的固定能力时，采用真空泵\n23作为系统动力装置，测试气体发生源采用高压甲烷气，根据待测甲烷气分压，计算空气和甲烷气的流量比。然后将吸附剂筒14内填满沸石分子筛，并固定于吸附剂筒箍16上，通过摆动气缸18旋到电子天平19上称量初始质量，再将吸附剂筒14旋到吸附罐12下方，往复气缸\n21将吸附剂筒14与吸附罐12上下对接并夹紧，利用密封圈13保证系统气密性。开始测试后，将真空泵23与气体出口C相连，关闭第二电磁阀8-2和第四电磁阀8-4，打开真空泵23，空气通过第一空气过滤除湿器2-1净化，通过气体混合器5与经过空气干燥部件4除湿的高压甲烷气混合均匀，通过温湿度传感器10和压力传感器11监测管道内实时温湿度和压力，通过第一温湿度控制器7-1调整系统内温度达到要求，控制第一电磁阀8-1小于第三电磁阀8-3的开度，实现测试段的吸附压力低于标准大气压力，通过电磁流量计6-1监测流量，并通过真空泵23和高压甲烷气源3调整系统内吸附流量。吸附测试开始后，通过上游气体采样口9-\n1和下游气体采样口9-3连接气体浓度检测器20，监测吸附测试前后甲烷浓度。当吸附剂穿透后，关闭真空泵23和高压甲烷气源3，往复气缸21将吸附罐12下端下拉松开，摆动气缸18直接将吸附剂筒14旋到电子天平19上，称量吸附量。根据第一电磁阀8-1和第三电磁阀8-3的开度配合下，可以测定不同低压情况下，沸石分子筛对甲烷的吸附量。\n[0040] 实施例2：\n[0041] 应用环境：测试在活性炭常温常压下对多组分有机气体的吸附过程中，不同气体组分间的相互作用，如竞争性抑制吸附作用、协同吸附作用，吸附能力强的物质对弱吸附能力物质的取代吸附作用等。测试气体选择二甲苯、甲苯、正丙醇、乙醇。\n[0042] 按照附图2（a），当研究常温常压下活性炭对多组分混合气体的吸附作用时，采用空气压缩机1作为系统动力装置，测试气体发生源选用高压气罐，根据待测各混合气体分压，计算空气和混合气的流量比，设4个分段气体采样口9-2，分别监测同一吸附过程中同一时刻各段混合气体浓度。然后将吸附剂筒14内填满活性炭，并固定于吸附剂筒箍16上，通过摆动气缸18旋到电子天平19上称量初始质量，再将吸附剂筒14旋到吸附罐12下方，往复气缸21将吸附剂筒14与吸附罐12上下对接并夹紧，利用密封圈13保证系统气密性。开始测试后，将空气压缩机1与空气进口端A相连，关闭第二电磁阀8-2和第四电磁阀8-4，打开空气压缩机1，空气通过第一空气过滤除湿器2-1净化，通过气体混合器5与经过空气干燥部件4除湿的多组分有机气体混合均匀后，通过温湿度传感器10和压力传感器11监测管道内实时温湿度和压力，通过第一温湿度控制器7-1调整系统内温度达到要求，控制第一电磁阀8-1和第三电磁阀8-3的开度，保持测试段常压状态，通过电磁流量计6-1监测流量，并通过空气压缩机1和测试气体发生源3调整系统内吸附流量。吸附测试开始后，通过上游气体采样口9-\n1、分段气体采样口9-2和下游气体采样口9-3连接气体浓度检测器20，监测吸附测试前后以及测试段不同位置各种组分气体浓度。当出口处混合气各组分浓度恒定不变后，关闭空气压缩机1和高压甲烷气源3，往复气缸21将吸附罐12下端下拉松开，摆动气缸18直接将吸附剂筒14旋到电子天平19上，称量吸附量。通过上游气体采样口9-1、分段气体采样口9-2和下游气体采样口9-3一共6个位置处气体浓度监测点，可得到同一位置随时间变化的混合气体浓度、同一时间同一吸附过程在不同位置处的各混合气浓度，由此可研究活性炭对二甲苯、甲苯、正丙醇、乙醇这几种有机气体的选择性吸附行为。\n[0043] 实施例3：\n[0044] 应用环境：研究改性后活性炭对甲醛的吸附机理，吸附温度为30℃，湿度为0，脱附温度为120℃，温度是0℃，测试段气压为100kPa。\n[0045] 按照附图2（a），当研究改性后活性炭对甲醛的吸附机理时，采用空气压缩机1作为系统动力装置，测试气体发生源采用高压甲醛气罐，根据待测甲醛分压，计算空气和甲醛的流量比。然后将吸附剂筒14内填满改性后活性炭，并固定于吸附剂筒箍16上，通过摆动气缸\n18旋到电子天平19上称量初始质量，再将吸附剂筒14旋到吸附罐12下方，往复气缸21将吸附剂筒14与吸附罐12上下对接并夹紧，利用密封圈13保证系统气密性。开始测试后，将空气压缩机1与空气进口端A相连，关闭第二电磁阀8-2和第四电磁阀8-4，打开空气压缩机1，空气通过第一空气过滤除湿器2-1净化，通过气体混合器5与经过空气干燥部件4除湿的高压甲醛混合均匀，通过温湿度传感器10和压力传感器11监测管道内实时温湿度和压力，通过第一温湿度控制器7-1调整系统内温度达到要求，控制第一电磁阀8-1和第三电磁阀8-3的开度，实现测试段的吸附压力保持在100kPa，通过电磁流量计6-1监测流量，并通过空气压缩机1和高压甲醛气源3调整系统内吸附流量。吸附测试开始后，通过上游气体采样口9-1和下游气体采样口9-3连接气体浓度检测器20，监测吸附测试前后甲醛浓度。当吸附剂穿透后，关闭空气压缩机1和高压甲醛气源3，往复气缸21将吸附罐12下端下拉松开，摆动气缸18直接将吸附剂筒14旋到电子天平19上，称量吸附量。\n[0046] 按照附图3（a）设置脱附测试气路，测试改性活性炭吸附甲醛后的脱附情况，根据实验结果，判定吸附机理（物理吸附或者化学吸附），并结合活性炭内表面官能团的表征结果，研究改性后活性炭对甲醛的吸附机理。脱附实验具体做法为：将空气压缩机1与空气进口端D相连，关闭第一电磁阀8-1和第三电磁阀8-3，打开空气压缩机1，空气通过第二空气过滤除湿器2-2净化；通过温湿度传感器10和压力传感器11监测管道内实时温湿度和压力，利用第二温湿度控制器7-2调整系统内温度达到要求范围内，并控制第四电磁阀8-4和第二电磁阀8-2的开度，实现测试段的脱附压力为100kPa，通过电磁流量计6-2监测流量，并通过空气压缩机1调整系统内脱附流量。脱附测试开始后，通过上游气体采样口9-1、分段气体采样口9-2和下游气体采样口9-3连接气体浓度检测器20，监测脱附测试前后以及吸附剂填充段不同位置处的气体浓度。测试结束后，往复气缸21将吸附罐12下端下拉松开，摆动气缸18直接将吸附剂筒14旋到电子天平19上，称量脱附后吸附剂质量，并对比吸附量和脱附量。\n[0047] 上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一股原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。