CN103736359A

CN103736359A - 一种吸附-脱附回收挥发性有机气体的装置及工艺

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Publication number: CN103736359A
Application number: CN201310755539.3A
Authority: CN
Inventors: 卢晗锋; 周瑛; 邹松林; 陈银飞; 楚建堂; 黄海凤; 刘华彦; 庞海斌; 方敏杰
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2033-12-31
Also published as: CN103736359B

Abstract

本发明公开了一种吸附-脱附回收挥发性有机气体的装置及其利用方法，所述装置包括活性炭纤维吸附塔、真空泵、冷凝器、储液罐等，吸附塔内部设有活性炭纤维吸附柱和用于固定活性炭纤维吸附柱的上固定架及下固定架；活性炭纤维吸附柱由底部气密闭、上端开口的绝缘中空管和包裹于绝缘中空管侧面管壁的活性炭纤维布组成；绝缘中空管的侧面管壁上分布有通气孔，侧面管壁被活性炭纤维布完全包裹；活性炭纤维柱两端接可以通电流的电极。本发明通过多个活性炭纤维吸附塔吸附，采用电热协同真空技术对吸附有机分子进行脱附冷凝回收。本发明装置工艺可实现有机废气的连续吸附-脱附回收运行，有机废气回收率高，活性炭纤维再生完全。

Description

一种吸附-脱附回收挥发性有机气体的装置及工艺

（一）技术领域

本发明涉及大气污染控制技术领域，特别涉及一种活性炭纤维吸附塔的吸附、脱附工艺，以及在工业有机废气（VOCS）吸附－脱附回收中的应用。

（二）背景技术

活性炭纤维具备高比表面积和大孔体积特性，相比较于活性炭和沸石，在吸附容量上具有明显的优势，因此在有机废气吸附-脱附回收工艺中是首选的吸附剂。但活性炭纤维的吸附孔道90%以上都处于微孔（≤2nm）范围，吸附的有机分子较难在活性炭纤维表面脱附，影响了活性炭纤维的再生和寿命，同时也导致其吸附-脱附回收有机废气系统复杂、能耗高和危险性大。

有机废气吸附剂的再生方法有（石油学报（石油加工），2010,26（3）：486-492）：水蒸气再生、热气流再生、微波再生和电热再生等技术，其中水蒸气再生技术是活性炭纤维商业应用最广泛的再生方法（发明专利ZL200310101839.6，ZL200610037129.5）。但水蒸气再生技术存在如下几个不可避免的问题：（1）水蒸气热量从外传递到吸附剂孔道内，而吸附剂热导系数小，热传递速率慢，脱附时间长；（2）干燥、冷却时间长、能耗大，影响下一次吸附；（3）冷凝水造成二次污染；（4）回收有机物含水率高，增加后续工艺分离成本；（5）设备腐蚀严重。

为克服水蒸气再生的缺陷，新的再生工艺不断被研发。热气流再生技术是利用热氮气作为热媒介（发明专利ZL200810114892.2），使活性炭纤维内的有机分子在高温下脱附，虽然热氮气避免了水汽引入，但脱附温度较高，容易使吸附分子发生结构变化，甚至结焦。另外，氮气为不凝性气体，脱附的高浓度有机气体冷凝回收率低，能耗高。微波再生技术是近年的热点(Microporous and MesoporousMaterials,2012,152:78-83；化工学报，2011,62(1):111-118)，利用活性炭纤维对微波强吸收能力，可以使活性炭纤维瞬间加热到高温，脱附速率快。但微波再生技术存在加热不均匀性，容易在活性炭纤维表面形成热点，造成燃烧的危险性。另外，微波加热过程中水分子和炭分子会发生水煤气反应，造成活性炭纤维重量损失。这些技术缺陷导致目前微波再生技术一直没有大的产业化应用。

电热脱附再生技术凭借能耗小、加热均匀和工艺简单的特点，逐渐得到人们的重视（Environmental Science&Technology,2012,46,11305-11312，发明专利200910063446.8）。它利用活性炭纤维自身的电阻，通过电流产生焦耳热，从而使活性炭纤维自身温度上升脱附有机废气，通过简单地调变电压和电流，即可调控活性炭纤维的温度。但目前研究工艺中普遍采用氮气为保护气，温度要加热到150℃以上，才能有效脱附，对高沸点有机分子脱附速率较慢，并且高温下导致一些吸附活泼有机分子产生化学变化，并发生结焦和聚合，导致活性炭纤维中毒失活。

因此针对活性炭纤维特性，迫切需要一种新的吸附-脱附再生工艺技术，不仅使用安全、高效，而且脱附速率快、能耗低，回收能得到高纯度的有机物。

（三）发明内容

针对现有有机废气活性炭纤维吸附剂再生过程中水蒸汽消耗大、脱附时间长、容易造成二次污染的缺点，本发明提出了一种快速、完全和环境友好的活性炭纤维再生工艺，本技术方案通过电热协同真空技术，可以使活性炭纤维孔道内的有机分子迅速脱附，并冷凝成液体，同时有效保持活性炭纤维的高吸附能力。

本发明的目的是提供一种活性炭纤维吸附-脱附快速回收有机废气的技术，可提高脱附速率，降低能耗，实现有机废气的完全回收，工艺不仅消除了有机废气的污染，而且实现有机化合物资源的综合利用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种活性炭纤维吸附塔，所述吸附塔内部设有活性炭纤维吸附柱和用于固定活性炭纤维吸附柱的上固定架及下固定架，所述活性炭纤维吸附柱由底部气密闭、上端开口的绝缘中空管和包裹于绝缘中空管侧面管壁的活性炭纤维布组成；所述绝缘中空管的侧面管壁上分布有通气孔；所述绝缘中空管的侧面管壁被活性炭纤维布完全包裹；所述活性炭纤维柱在活性炭纤维布的底部及上端各设有电极；所述电极各自通过导线与吸附塔外部电源连接；所述活性炭纤维布区域设有温度检测装置；所述的活性炭纤维布布置在上固定架和下固定架之间；所述的上固定架上设有使吸附塔的上腔与下腔分隔的气密闭的隔板；所述绝缘中空管的上端开口端裸露于活性炭纤维布外并延伸到隔板外的上腔；所述吸附塔的上腔塔顶设有净化气出口与氮气入口；所述的吸附塔下腔塔壁上设有废气入口；所述的吸附塔下腔的塔底设有脱附气出口；所述的废气入口通过活性炭纤维布、绝缘中空管与净化气出口气连通；所述的废气入口、净化气出口、氮气入口及脱附气出口各自设有控制阀门。

进一步，优选所述绝缘中空管的侧面管壁的开孔率为50-90%，孔径大小为3-30mm，中空管管径大小通常为10-200mm。

本发明还提供包括所述的活性炭纤维吸附塔的吸附-脱附回收挥发性有机气体的装置，其特征在于所述装置包括活性炭纤维吸附塔、真空泵、冷凝器、储液罐，所述吸附塔内部设有活性炭纤维吸附柱和用于固定活性炭纤维吸附柱的上固定架及下固定架；所述活性炭纤维吸附柱由底部气密闭、上端开口的绝缘中空管和包裹于绝缘中空管侧面管壁的活性炭纤维布组成；所述绝缘中空管的侧面管壁上分布有通气孔；所述绝缘中空管的侧面管壁被活性炭纤维布完全包裹；所述活性炭纤维柱在活性炭纤维布的底部及上端各设有电极，所述电极各自通过导线与吸附塔外部电源连接；所述活性炭纤维布区域设有温度检测装置；所述的活性炭纤维布布置在上固定架和下固定架之间；所述的上固定架上设有使吸附塔的上腔与下腔分隔的气密闭的隔板，所述绝缘中空管的上端开口端裸露于活性炭纤维布外并延伸到隔板外的上腔；所述吸附塔的上腔塔顶设有净化气出口与氮气入口，所述的吸附塔下腔塔壁上设有废气入口；所述的吸附塔下腔的塔底设有脱附气出口，所述的废气入口通过活性炭纤维布、绝缘中空管与净化气出口气连通；所述的废气入口、净化气出口、氮气入口及脱附气出口各自设有控制阀门；

所述活性炭纤维吸附塔的废气入口通过进气控制阀与进气管道连通，活性炭纤维吸附塔的氮气入口通过氮气阀门连通氮气进气管道；活性炭纤维吸附塔的净化气出口设有在线监测有机气体浓度装置，通过出气控制阀与排气管道连通；所述活性炭纤维吸附塔的脱附气出口经过脱附气阀门通过真空泵连通冷凝器入口，冷凝器底端的液体出口连通储液罐，冷凝器的气体出口连通到进气管道。

所述活性炭纤维吸附柱可设置多根（不限数量），可根据吸附塔的空间和有机废气的流量自行设计，用于包裹绝缘中空管的活性炭纤维布可以包裹一层或两层以上，也并无具体层数限制。吸附塔中活性炭纤维布的单位质量的吸附有机物的容量约0.05～0.5g/g，吸附塔中所有活性炭纤维布的质量决定了吸附塔的总的吸附容量。本领域技术人员可以根据待吸附的有机废气的中有机气体的浓度和有机废气的总的流量，来设计吸附塔的吸附容量，进而计算得到所需活性炭纤维布的质量以及活性炭纤维吸附柱的数量。这是本领域技术人员的公知技术手段。吸附塔体积空速可控制在500-50000h^-1（相对于活性炭纤维的体积）。

所述活性炭纤维柱的绝缘中空管材料可以为SiC陶瓷或聚四氟乙烯。

所述吸附塔内活性炭纤维柱的底部设有下固定架，所述下固定架可以为一块多孔的支撑板，以支撑活性炭纤维柱，支撑板上可铺设导电线路，另外支撑板的多孔结构也可让脱附的有机气体快速进入冷凝器。

所述冷凝器优选为三级冷凝系统，包括依次连通的一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器，活性炭纤维吸附塔的脱附气出口通过真空泵连通一级冷凝器入口，一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器各自的底端液体出口分别连通同一储液罐，三级冷凝器的气体出口连通进气管道。

所述装置为保证连续运行，优选包括两个以上的活性炭纤维吸附塔。所述装置包括两个活性炭纤维吸附塔时，分别为第一活性炭纤维吸附塔、第二活性炭纤维吸附塔。

所述装置两个活性炭纤维吸附塔时，本发明还提供利用所述装置吸附-脱附回收挥发性有机气体的方法，所述方法包括以下步骤：

（a）吸附：开启第一活性炭纤维吸附塔的第一进气控制阀、将进气管道的有机废气输送到第一活性炭纤维吸附塔进行吸附，关闭第二活性炭纤维吸附塔的第二进气控制阀，关闭第一活性炭纤维吸附塔的第一氮气阀门和第一脱附气阀门；有机废气在第一活性炭纤维吸附塔的下腔内穿过活性炭纤维布，使有机分子被活性炭纤维布吸附，吸附后的气体进入中空管和吸附塔上腔，并经在线监测有机气体浓度装置检测，达到排放标准后，开启第一活性炭纤维吸附塔的第一出气控制阀，进入排气管道排放；

（b）在线监测有机气体浓度装置检测到吸附后的气体中有机气体浓度上升至接近排放标准浓度时，关闭第一出气控制阀和第一进气控制阀，开启第二进气控制阀，将进气管道的有机废气输送到第二活性炭纤维吸附塔进行吸附，按照步骤（a）操作进行吸附、排放；

（c）脱附：对第一活性炭纤维吸附塔进行脱附处理，开启第一脱附气阀门和真空泵，使第一活性炭纤维吸附塔内相对真空度≥0.08MPa，开启第一活性炭纤维柱两端电极的电源，接通第一活性炭纤维柱两端电极，调节活性炭纤维两端电压10-100V，控制活性炭纤维布的温度30-150℃，通过加热使吸附在活性炭纤维的有机分子快速脱附，脱附的有机气体从吸附塔底端的第一脱附气出口经过真空泵抽入冷凝器；

（d）冷凝：脱附的有机气体，经过真空泵后常压进入冷凝器，控制冷凝温度在-40～10℃，冷凝出的有机液体通过底端液体出口进入储液罐，剩余不凝气体回到进气管道，通过开启的第二进气控制阀进入第二活性炭纤维吸附塔；

（e）冷凝回收后，冷凝器中无大量有机液体冷凝出来时，打开第一氮气阀门，氮气进入吸附塔吹扫，使残存的有机废气彻底脱附，一般吹扫3～10分钟（优选5分钟），吹扫后的氮气通过真空泵进入冷凝器，按照步骤（d）冷凝、循环回到进气管道；

（f）关闭真空泵，同时关闭活性炭纤维两段电极的电源，向第一活性炭纤维吸附塔内缓慢通入氮气，使塔内回复常压后关闭第一氮气阀门；

（g）待第二活性炭纤维吸附塔的在线监测有机气体浓度装置检测到吸附后的气体中有机气体浓度上升至接近排放标准浓度时，关闭第二活性炭纤维吸附塔的第二出气控制阀和第二进气控制阀，开启第一进气控制阀，按照步骤（a）～（f）重复操作，并对第二活性炭纤维吸附塔按照步骤（c）～（f）重复操作进行脱附再生。

所述步骤（d）中，回收的有机分子的沸点较低，一次冷凝无法将有机气体冷凝完全时，可设置多级冷凝，所述冷凝器优选为三级冷凝系统，包括依次连通的一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器，活性炭纤维吸附塔的脱附气出口通过真空泵连通一级冷凝器入口，一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器各自的底端液体出口分别连通同一储液罐，三级冷凝器的气体出口连通活性炭纤维吸附塔的气体入口；所述步骤（d）按以下操作：有机分子脱附后的有机气体，经过真空泵后常压进入一级冷凝器，控制冷凝温度在10～-10℃，冷凝出的有机液体a通过底端液体出口进入储液罐，剩余不凝气体a进入二级冷凝器，控制冷凝温度-10～-20℃,冷凝得到有机液体b，通过底端液体出口进入储液罐，剩余不凝气体b再进入三级冷凝器，控制冷凝温度-20～-40℃，冷凝得到有机液体c，通过底端液体出口进入储液罐，剩余不凝气体c回到进气管道，通过开启的第二进气控制阀进入第二活性炭纤维吸附塔，可以进一步降低有机废气的吸附温度，提高活性炭纤维吸附容量。所述冷凝系统可根据回收的有机分子的沸点进行设置，沸点高的有机分子，可省却二级和三级冷凝。所述的有机液体a、b、c仅用于区分不同操作步骤中的有机液体，不具备化学意义。所述的不凝气体a、b、c仅用于区分不同操作步骤中的不凝气体，不具备化学意义。

所述装置还可以包括洗涤塔和除雾器，有机废气管道连通洗涤塔气体入口，洗涤塔的气体出口连通除雾器入口，除雾器出口连通进气管道。有机废气含有含固体颗粒尘、酸性气体和难挥发物质时，可先经过以下预处理：有机废气进入洗涤塔进行水喷淋洗涤，脱附酸性气体和固态颗粒物质，然后夹杂水汽的有机废气进入除雾器，消除水雾，预处理的有机废气再按照上述方法进行吸附、脱附处理。如有机废气不含固体颗粒尘、酸性气体和难挥发物质，可省却喷淋洗涤预处理。

本发明提供的利用活性炭纤维住的吸附-脱附回收挥发性有机气体装置及其工艺具有以下有益效果：

（1）本技术工艺有机废气回收率高，活性炭纤维再生完全；（2）可有效防止有机分子在吸附剂表面结焦和聚合，提高活性炭纤维寿命；（3）本技术工艺不引入水蒸汽，回收得到高纯的有机液体，提高回收液体的使用价值，而且避免了二次污染产生；（4）电热技术只使活性炭纤维产生焦耳热，不加热整个吸附塔，能耗低。（5）本技术工艺活性炭纤维再生速率快，并且省却了干燥和冷却的工艺，降低了操作能耗。

采用本发明的技术方案，将达到如下的技术效果：

1、本技术工艺有机废气经吸附后可达标排放（大气污染综合排放标准GB16297-1996），活性炭再生率可维持在90％以上，使用寿命提高1年以上，有机废气液化回收率在95％以上，回收得到的有机液体含水率在5％以下，高纯的有机液体具有可观的经济价值。

2、本工艺技术不消耗蒸汽，能耗相比较水蒸汽再生技术下降30％以上，综合运行成本低。本发明通过多个活性炭纤维吸附塔吸附，采用电热协同真空技术对吸附有机分子进行脱附冷凝回收。本发明装置工艺可实现有机废气的连续吸附-脱附回收运行，有机废气回收率高，活性炭纤维再生完全，非常适用于工厂有机废气排放的处理，有机液体回收可产生“正效益”，符合国家倡导的循环经济和可持续发展。

（四）附图说明

图1为采用本发明吸附－脱附回收有机废气的工艺流程图

图1中标号：

T101:洗涤塔，X101:除雾器，T102:第一活性炭纤维吸附塔，T103:第二活性炭纤维吸附塔，P101:真空泵，E101：一级冷凝器，E102：二级冷凝器，E103：三级冷凝器，V101：储液罐。

图2为本发明活性炭纤维吸附塔内部截面图

图2中，1为包裹的活性炭纤维布，2为绝缘中空管，3为用作下固定架的多孔支撑板。

（五）具体实施方式：

实施例1

下面参考图1和图2给出本发明工艺技术的装置系统及流程示意图，本发明的装置包括两个活性炭纤维吸附塔，分别为第一活性炭纤维吸附塔T102、第二活性炭纤维吸附塔T103；以及真空泵P101、一级冷凝器E101、二级冷凝器E102、三级冷凝器E103、储液罐V101、洗涤塔T101、除雾器X101，第一活性炭纤维吸附塔T102和第二活性炭纤维吸附塔T103内部设有活性炭纤维吸附柱、用于固定活性炭纤维吸附柱的上固定架及下固定架，所述活性炭纤维吸附柱由底部气密闭、上端开口的绝缘中空管1和包裹于绝缘中空管侧面管壁的活性炭纤维布2组成，所述绝缘中空管1的侧面管壁上分布有通气孔，开孔率为70%，孔径大小为5mm，所述绝缘中空管1的侧面管壁被活性炭纤维布2完全包裹，所述活性炭纤维柱在活性炭纤维布2的底部及上端各设有电极；所述电极各自通过导线与吸附塔外部电源连接；所述活性炭纤维布区域设有温度检测装置；所述的活性炭纤维布布置在上固定架和下固定架之间；所述的上固定架上设有使吸附塔的上腔与下腔分隔的气密闭的隔板；所述绝缘中空管的上端开口端裸露于活性炭纤维布外并延伸到隔板外的上腔；所述吸附塔的上腔塔顶设有净化气出口与氮气入口；所述的吸附塔下腔塔壁上设有废气入口；所述的吸附塔下腔的塔底设有脱附气出口；所述的废气入口通过活性炭纤维布、绝缘中空管与净化气出口气连通；所述的废气入口、净化气出口、氮气入口及脱附气出口各自设有控制阀门；所述下固定架为多孔支撑板3;

第一活性炭纤维吸附塔的废气入口通过第一进气控制阀与进气管道连通，第二活性炭纤维吸附塔的废气入口通过第二进气控制阀与进气管道连通，第一活性炭纤维吸附塔的氮气入口通过第一氮气阀门连通氮气进气管道，第二活性炭纤维吸附塔的氮气入口通过第二氮气阀门连通氮气进气管道；第一活性炭纤维吸附塔的净化气出口设有在线监测有机气体浓度装置，通过第一出气控制阀与排气管道连通，第二活性炭纤维吸附塔的净化气出口设有在线监测有机气体浓度装置，通过第二出气控制阀与排气管道连通；第一活性炭纤维吸附塔的脱附气出口经过第一脱附气阀门通过真空泵P101连通一级冷凝器E101入口，第二活性炭纤维吸附塔的脱附气出口经过第二脱附气阀门通过真空泵P101连通一级冷凝器E101入口，一级冷凝器E101的气体出口连通二级冷凝器E102入口，二级冷凝器E102的气体出口连通三级冷凝器E103入口，一级冷凝器E101、二级冷凝器E102、三级冷凝器E103各自的底端液体出口分别连通同一储液罐V101，三级冷凝器E103的气体出口连通进气管道。

所述活性炭纤维柱的绝缘中空管材料为聚四氟乙烯。

所述吸附塔内活性炭纤维柱的底部设有下固定架，所述下固定架为一块多孔的支撑板，以支撑活性炭纤维柱，支撑板上铺设导电线路以连接电极。

利用上述装置进行吸附-脱附回收挥发性有机气体工艺，包括下列步骤：

有机废气在进入进气管道先前经过以下预处理：

预处理：有机废气经过洗涤塔T101进行水喷淋洗涤（喷淋液循环使用），脱附酸性气体和固态颗粒物质，然后进入除雾器X101，消除水雾，降低废气湿度，得到经过洗涤净化预处理的有机废气通入进气管道

然后按照以下步骤操作：

（a）吸附：开启第一活性炭纤维吸附塔的第一进气控制阀、将进气管道的经过洗涤净化预处理的有机废气输送到第一活性炭纤维吸附塔进行吸附，关闭第二活性炭纤维吸附塔的第二进气控制阀，关闭第一活性炭纤维吸附塔的第一氮气阀门和第一脱附气阀门；有机废气从第一活性炭纤维吸附塔的下腔穿过活性炭纤维布，使有机分子被活性炭纤维布吸附，吸附后的气体进入中空管和吸附塔上腔，经净化气出口设置的在线监测有机气体浓度装置检测，达到排放标准后，开启第一活性炭纤维吸附塔的第一出气控制阀，进入排气管道排放；

（c）脱附：对第一活性炭纤维吸附塔进行脱附处理，开启第一脱附气阀门和真空泵，使第一活性炭纤维吸附塔内真空度≥0.08MPa，开启第一活性炭纤维柱两端电极的电源，接通第一活性炭纤维柱两端电极，调节活性炭纤维两端电压10-100V，控制活性炭纤维布的温度30-150℃，通过加热使吸附在活性炭纤维的有机分子脱附，脱附的有机气体从吸附塔底端的第一脱附气出口经过真空泵抽入冷凝器；

（d）冷凝：有机分子脱附后的有机气体，经过真空泵后常压进入一级冷凝器，控制冷凝温度在10～-10℃，冷凝出的大量有机液体a通过底端液体出口进入储液罐，剩余不凝气体a进入二级冷凝器，控制冷凝温度-10～-20℃,冷凝得到高纯有机液体b，通过底端液体出口进入储液罐，剩余不凝气体b再进入三级冷凝器，控制冷凝温度-20～-40℃，冷凝得到有机液体c，基本冷凝完全，通过底端液体出口进入储液罐，剩余不凝气体c回到进气管道，通过开启的第二进气控制阀进入第二活性炭纤维吸附塔，可以进一步降低有机废气的吸附温度，提高活性炭纤维吸附容量；

（e）冷凝器中无大量有机液体冷凝出来时，打开第一氮气阀门，氮气进入吸附塔吹扫5分钟，使残存的有机废气彻底脱附，吹扫后的氮气通过真空泵进入冷凝器，按照步骤（d）冷凝、循环回到进气管道；

（g）待第二活性炭纤维吸附塔的在线监测有机气体浓度装置检测到吸附后的气体中有机气体浓度上升至接近排放标准浓度时，关闭第二活性炭纤维吸附塔的第二出气控制阀和第二进气控制阀，开启第一进气控制阀，按照步骤（a）～（f）重复操作，并对第二活性炭纤维吸附塔按照步骤（c）～（f）重复脱附再生操作。

运行效果：利用本装置按照上述工艺对甲苯废气进行吸附和脱附（废气流量为1.0m³/min、浓度为15g/m³），每个活性炭纤维吸附塔内设有10根活性炭吸附柱，每根活性炭吸附柱包裹的活性炭纤维布为10Kg，按照大气污染综合排放标准GB16297-1996对净化器出口进行监测，废气空速2000h^-1，每60min后切换一次吸附塔，连续运行30天后，活性炭吸附容量没有下降。

整个系统净化后的有机废气可以达标排放，有机废气可以转化为有机液体彻底回收，有机废气液化回收率≥98％，回收得到的有机液体含水率在2％以下，没有“三废”等二次污染。

Claims

1.一种活性炭纤维吸附塔，其特征在于所述吸附塔内部设有活性炭纤维吸附柱和用于固定活性炭纤维吸附柱的上固定架及下固定架，所述活性炭纤维吸附柱由底部气密闭、上端开口的绝缘中空管和包裹于绝缘中空管侧面管壁的活性炭纤维布组成；所述绝缘中空管的侧面管壁上分布有通气孔；所述绝缘中空管的侧面管壁被活性炭纤维布完全包裹；所述活性炭纤维柱在活性炭纤维布的底部及上端各设有电极；所述电极各自通过导线与吸附塔外部电源连接；所述的活性炭纤维布布置在上固定架和下固定架之间；所述的上固定架上设有使吸附塔的上腔与下腔分隔的气密闭的隔板；所述绝缘中空管的上端开口端裸露于活性炭纤维布外并延伸到隔板外的上腔；所述吸附塔的上腔塔顶设有净化气出口与氮气入口；所述的吸附塔下腔塔壁上设有废气入口；所述的吸附塔下腔的塔底设有脱附气出口；所述的废气入口通过活性炭纤维布、绝缘中空管与净化气出口气连通；所述的废气入口、净化气出口、氮气入口及脱附气出口各自设有控制阀门。

2.如权利要求1所述的活性炭纤维吸附塔，其特征在于所述活性炭纤维布区域设有温度检测装置。

3.如权利要求1所述的活性炭纤维吸附塔，其特征在于所述绝缘中空管的侧面管壁的开孔率为50-90%，孔径大小为3-30mm。

4.一种包括如权利要求1所述的活性炭纤维吸附塔的吸附-脱附回收挥发性有机气体的装置，其特征在于所述装置包括活性炭纤维吸附塔、真空泵、冷凝器、储液罐，所述吸附塔内部设有活性炭纤维吸附柱和用于固定活性炭纤维吸附柱的上固定架及下固定架；所述活性炭纤维吸附柱由底部气密闭、上端开口的绝缘中空管和包裹于绝缘中空管侧面管壁的活性炭纤维布组成；所述绝缘中空管的侧面管壁上分布有通气孔；所述绝缘中空管的侧面管壁被活性炭纤维布完全包裹；所述活性炭纤维柱在活性炭纤维布的底部及上端各设有电极，所述电极各自通过导线与吸附塔外部电源连接；所述活性炭纤维布区域设有温度检测装置；所述的活性炭纤维布布置在上固定架和下固定架之间；所述的上固定架上设有使吸附塔的上腔与下腔分隔的气密闭的隔板，所述绝缘中空管的上端开口端裸露于活性炭纤维布外并延伸到隔板外的上腔；所述吸附塔的上腔塔顶设有净化气出口与氮气入口，所述的吸附塔下腔塔壁上设有废气入口；所述的吸附塔下腔的塔底设有脱附气出口，所述的废气入口通过活性炭纤维布、绝缘中空管与净化气出口气连通；所述的废气入口、净化气出口、氮气入口及脱附气出口各自设有控制阀门；

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于所述冷凝器为三级冷凝系统，包括依次连通的一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器，活性炭纤维吸附塔的脱附气出口通过真空泵连通一级冷凝器入口，一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器各自的底端液体出口分别连通同一储液罐，三级冷凝器的气体出口连通进气管道。

6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于所述装置包括两个以上的活性炭纤维吸附塔。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于所述装置包括两个活性炭纤维吸附塔，分别为第一活性炭纤维吸附塔、第二活性炭纤维吸附塔。

8.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于所述装置包括洗涤塔和除雾器，有机废气管道连通洗涤塔气体入口，洗涤塔的气体出口连通除雾器入口，除雾器出口连通进气管道。

9.利用如权利要求7所述的装置吸附-脱附回收挥发性有机气体的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（a）吸附：开启第一活性炭纤维吸附塔的第一进气控制阀、将进气管道的有机废气输送到第一活性炭纤维吸附塔进行吸附，关闭第二活性炭纤维吸附塔的第二进气控制阀，关闭第一活性炭纤维吸附塔的第一氮气阀门和第一脱附气阀门；有机分子被活性炭纤维布吸附，吸附后的气体进入中空管和吸附塔上腔，并经在线监测有机气体浓度装置检测，达到排放标准后，开启第一活性炭纤维吸附塔的第一出气控制阀，进入排气管道排放；

（c）脱附：对第一活性炭纤维吸附塔进行脱附处理，开启第一脱附气阀门和真空泵，使第一活性炭纤维吸附塔内相对真空度≥0.08MPa，开启第一活性炭纤维柱两端电极的电源，接通第一活性炭纤维柱两端电极，调节活性炭纤维两端电压10-100V，控制活性炭纤维布的温度30-150℃，脱附的有机气体从吸附塔底端的第一脱附气出口经过真空泵抽入冷凝器；

（e）冷凝回收后，打开第一氮气阀门，氮气进入吸附塔吹扫，吹扫后的氮气通过真空泵进入冷凝器，按照步骤（d）冷凝、循环回到进气管道；

（f）关闭真空泵，同时关闭活性炭纤维两段电极的电源，向第一活性炭纤维吸附塔内通入氮气，使塔内回复常压后关闭第一氮气阀门；

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述步骤（d）中，所述冷凝器为三级冷凝系统，包括依次连通的一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器，活性炭纤维吸附塔的脱附气出口通过真空泵连通一级冷凝器入口，一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器各自的底端液体出口分别连通同一储液罐，三级冷凝器的气体出口连通活性炭纤维吸附塔的气体入口；所述步骤（d）按以下操作：有机分子脱附后的有机气体，经过真空泵后常压进入一级冷凝器，控制冷凝温度在10～-10℃，冷凝出的有机液体a通过底端液体出口进入储液罐，剩余不凝气体a进入二级冷凝器，控制冷凝温度-10～-20℃,冷凝得到有机液体b，通过底端液体出口进入储液罐，剩余气不凝体b再进入三级冷凝器，控制冷凝温度-20～-40℃，冷凝得到有机液体c，通过底端液体出口进入储液罐，剩余不凝气体c回到进气管道，通过开启的第二进气控制阀进入第二活性炭纤维吸附塔。