挥发性有机物(VOCs)是大气污染的主要来源之一,其大量排放会对人类健康和生态环境产生极大危害。各类处理方式中,吸附作为回收方法的一种,具备回收效率高、无二次污染等优点,常与冷凝、精馏等工艺结合用于VOCs的回收。本文采用三种平均孔径不同的硅胶作为吸附剂,探究其对邻二甲苯的变压吸附性能。分别使用吸附等温线的Sips模型和Langmuir-Sips模型拟合分析邻二甲苯在不同孔径硅胶上的吸附机理:微孔内极强的吸附势导致其在VOCs低分压下具有较高的平衡吸附量,而介孔内的吸附由低分压下的内表面吸附和高分压下的毛细凝聚作用共同构成。吸附动力学分析结果表明:含微孔的硅胶由于强大的吸附势、可忽略的传质阻力和优惠型等温线的自压缩作用等特点,使其具备较陡的浓度锋面和较长的穿透时间;而介孔硅胶内可逆的毛细管凝聚作用和介孔内的传质阻力导致其浓度锋面较分散,穿透时间短。然而,与微孔相比,介孔内快速的毛细管气化现象使其具备更快的脱附速率和更低的设备能耗。为了增加介孔硅胶的浓度锋面斜率和床层利用率,采用吸附柱主体装填介孔硅胶、尾端装填少量含微孔硅胶的共填充方式进行变压吸附。结果表明:分段填充的方式可以有效增大浓度锋面的斜率。五次穿透吸脱附循环实验的能耗计算结果显示:微孔和介孔硅胶装填比例为2:3时,分段填充床的能耗最小,穿透时间比单一介孔硅胶增长55.76%,能耗降低28.8%。以上结果证明分段填充固定床具备较好的操作稳定性和良好的工业应用前景。