为解决中小型涂装行业挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)的排放治理难题,我国环保部门通过“分散收集—集中处理”活性炭的再生模式,大大降低企业VOCs的治理成本。“热氮气循环再生—催化燃烧”工艺对活性炭再生具有较好的效果,但仍存在活性炭脱附浓度不稳定、再生寿命短的问题。为了解决这些问题,论文采用了工业试剂配制吸附质,通过模拟实际工况的中试实验,研究了活性炭热氮气循环脱附涂装VOCs的规律及其再生特性变化,为热氮气循环脱附涂装VOCs的实际工程设计与应用提供一定借鉴作用。研究了不同脱附温度下,活性炭热氮气循环脱附涂装VOCs的脱附浓度及脱附速率的变化趋势,结果发现:在贴合实际工况的脱附温度范围和脱附时长内,甲苯通过调节升温模式可实现浓度相对平稳脱附,而沸点更高的邻二甲苯和均三甲苯在此条件下虽也可以实现浓度相对平稳脱附,但脱附率不如甲苯;而酯类物质受控度较低,在较低的脱附温度和较短的时间内的脱附效果已能达到脱附平衡。同时,运用准一级动力学、准二级动力学以及班厄姆(Bangham)动力学模型,对活性炭的脱附实验数据进行了拟合分析。结果发现Bangham模型的拟合效果最好,可以为热氮气循环脱附工艺的工程设计提供一定参考。基于脱附实验所得的阶梯升温模式,研究了活性炭多次循环再生过程的性能变化和孔隙结构变化,分析孔隙结构对再生性能的影响。结果发现:活性炭最佳热氮气循环再生次数为10次,期间需在再生5次后进行一次高温老化,才能维持其较高的再生性能;活性炭对涂装VOCs吸附过程的最大有效孔径是甲苯分子直径的11倍左右,脱附过程的最大有效孔径是甲苯分子直径的10倍左右。同时,对初始状态和多次再生后的活性炭进行TPD测试,结果发现:涂装VOCs中存在部分组分在活性炭上发生了化学吸附作用,且这些组分以实际工程应用的工艺条件无法有效脱附,随着再生次数增加而逐渐积累在活性炭上,最终导致活性炭吸附—脱附性能逐渐下降;涂装VOCs在本研究所使用的活性炭上的脱附活化能较低,证明了介孔结构更有利于吸附材料的循环脱附再生。