详解活性炭的吸附原理
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水族箱中用活性炭来过滤的家庭应该有很多，一般活性炭的吸附能力与水温及水质有一定关系，并且当水质的ph不稳定时，也会影响到活性炭的吸附能力。
活性炭的吸附原理是：在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，活性炭应定期清洗或更换。
活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。所以，粉末状的活性炭总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中，难以控制，很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动，水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，携带更换方便。
活性炭的吸附能力和与水接触的时间成正比，接触时间越长，过滤后的水质越佳。注意：过滤的水应缓慢地流出过滤层。新的活性炭在第一次使用前应洗涤洁净，否则有墨黑色水流出。活性炭在装入过滤器前，应在底部和顶部加铺２～３厘米厚的海绵，作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去，活性炭使用２～３个月后，如果过滤效果下降就应调换新的活性炭，海绵层也要定期更
换。
活性炭吸附原理 1、依靠自身独特的孔隙结构 活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，1克活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800－1500平方米，特殊用途的更高。也就是说，在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达，如人体毛细血管般的孔隙结构，使活性炭拥有了优良的吸附性能。、 2、分子之间相互吸附的作用力 也叫“凡德瓦引力”。虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内孔隙中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到添满活性炭内孔隙为止。 活性炭脱附的几种方法 （1）升温脱附。物质的吸附量是随温度的升高而减小的，将吸附剂的温度升高，可以使已被吸附的组分脱附下来，这种方法也称为变温脱附，整个过程中的温度是周期变化的。微波脱附是由升温脱附改进的一种技术，微波脱附技术已应用于气体分离、干燥和空气净化及废水处理等方面。在实际工作中，这种方法也是最常用的脱附方法。 （2）减压脱附。物质的吸附量是随压力的升高而升高的，在较高的压力下吸附，降低压力或者抽真空，可以使吸附剂再生，这种方法也称为变压吸附。此法常常用于气体脱附。 （3）冲洗脱附。用不被吸附的气体(液体)冲洗吸附剂，使被吸附的组分脱附下来。采用这种方法必然产生冲洗剂与被吸附组分混合的问题，需要用别的方法将它们分离，因此这种方法存在多次分离的不便性。 （4）置换脱附。置换脱附的工作原理是用比被吸附组分的吸附力更强的物质将被吸组分置换下来。其后果是吸附剂上又吸附了置换上去的物质，必须用别的方法使它们分离。例如，活性炭对Ca2+、C1-有一定的吸附能力，这些离子占据了吸附活性中心，可对活性炭吸附无机单质或有机物产生不利影响。因此，用活性炭吸附待分离溶液中的物质后，选用CaCl2作为脱附剂可降低活性炭对吸附质的吸附稳定性，从而达到降低脱附活化能的目的。 （5）磁化脱附。由于单分子水的性质比簇团中的水分子活泼得多，能充分显示它的偶极子特性，从而使水的极性增强。预磁处理能增大水的极性，这就能充分解释经过预磁处理后活性炭的吸附容量减小的现象。当磁场强度增大时，分离出的单个水分子越多，则阻碍作用就越大，从而吸附容量减小得也就越多。活性炭
活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍 活性炭的吸附性能及有机物吸附的一般概念 活性炭的强吸附性能除与它的孔隙结构和巨大的比表面积有关 外（其比表面积可500-1700m2/g），还与细孔的行状和分布以及表面化学性质有关。 活性炭的细孔一般为1～10nm，其中半径在2nm以下的微孔占95％以上，对吸附量影响最大；过渡孔半径一般为10～100nm，占5％以下，它为吸附物质提供扩散通道，影响扩散速度；半径大于100nm、所占比例不足1％的大孔也是作为提供扩散通道的。 活性炭的吸附通道决定影响吸附分子的大小，这是因为孔道大小影响吸附的动力学过程。有报道认为，吸附通道直径是吸附分子直径的1.7～21倍，最佳范围是1.7～6倍，一般认为孔道应为吸附分子 的3倍。
活性炭表面化学性质可以说其本身是非极性的，但由于制造过程中处于微晶体边缘的碳原子共价键不饱和而易与其他元素（如H、O）结合成各种含氧官能团，如羟基、羧基、羰基等，以致活性炭又具有微弱的极性，并具有一定的化学和物理吸附能力。这些官能团在水中发生离解，使活性炭表面具有某些阴离子特性，极性增强。为此，活性炭不仅可以除去水中的非极性物质，还可吸附极性物质，优先吸附水中极性小的有机物，含碳越高范德华力越大，溶解度越小的脂肪酸愈易吸附，甚至微量的金属离子及其化合物。 活性炭过滤用以脱除水中的微量污染物和对反渗透膜产生损害 的游离氯。因为活性炭是一种非极性吸附剂，外观为暗黑色，粒状。主要成分碳、氧、硫、氢，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料，经加热脱水、炭化、活化制成的。具有巨大的比表面积和发达的微孔，微孔直径为20~30埃。此外，活性炭的表面有大量的羟基和羧基官能团，可以对各种性质的有机物进行化学吸附、以及静电引力作用。因此，可以脱色，除臭味，脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素、胶体及游离氯等。 活性炭对有机物的去除 活性炭去除有机物的影响因素
活性炭吸附塔是处理有机废气、臭味处理效果最好的净化设备。活性炭吸附是有效的去除水的臭味、天然和合成溶解有机物、微污染物质等的措施。大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代炔等能牢固地吸附在活性炭表面上或空隙中，并对腐殖质、合成有机物和低分子量有机物有明显的去除效果.活性炭吸附作为深度净化工艺，经常用于废水的末级处理，也可用于长产用水、生活用水的纯化处理。当粉尘和颗粒物比较多时，活性炭吸附装置可同时和水帘机和水喷淋塔和UV等离子一起使用，达到废气净化达标排放。 工作原理 活性炭吸附装置主要由活性炭层和承托层组成。活性炭具有发达废气处理粉尘处理噪音处理
的空隙，比表面积大，具有很高的吸附能力。正是由于活性炭的这种特性，它在水的深度处理中被广泛应用，如生活给水，污水后段的（净水）深度处理等。 含尘气体由风机提供动力，正压或负压进入塔体，由于活性炭固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，污染物质从而被吸附，废气经过滤器后，进入设备排尘系统，净化气体高空达标排放。 1.吸附效率高，吸附容量大，适用面广 2.维护方便，无技术要求 3.比表面积大，良好的选择性吸附 4.活性炭具有来源广泛价格低廉等特点 5.吸附效率高,能力强 6.操作简易、安全 活性炭使用一段时间后，吸附了大量的吸附质，逐步趋向饱和，丧失了工作能力，严重时将穿透滤层，因此应进行活性炭的再生或更换。 鹤壁市隆盛环保矿山设备有限公司(以下简称“隆盛环保”）于2011年11月成立，企业类型为有限责任公司，注册资金1200万元，公司注册地址：鹤壁市淇滨区金山工业园区创业路路南。隆盛环保是废气处理粉尘处理噪音处理
活性炭空气净化的吸附应用原理 1 室内空气品质 随着科学技术的飞速发展，人类在生活居室环境方面获得了巨大的改善。空调的广泛使用给人们创造了一个以温湿度为主的舒适性环境，但同时也带来了室内空气品质问题，尤其是无新风系统的空调房间，导致了“病态建筑综合症”、“建筑相关病”和多种化学物过敏症。“ 病态建筑综合症”的常见症状主要有头痛、神经疲劳、皮肤干燥、鼻塞、流鼻涕、流泪、眼痒等等。“建筑相关病”是指由空气中的某种成分直接引起的病症，比较严重的有“军团病”、“超敏性肺炎”等，有时甚至能带来生命危险。 所谓室内空气品质，一般是指在某个具体的环境内，空气中的某些要素对人群工作、生活的适宜程度，是反映了人们的具体要求而形成的一种概念。这种概念是建立在“以人为本”的基础上的。显然，人们不仅要求适宜的室内温湿度，而且人们还要求室内空气是新鲜的，无污染的，从而引发了对室内空气品质的广泛研究。 室内空气基本污染物与污染源如下表一室内主要污染物及其来源:悬浮微粒、燃烧、抽烟、人体、烟草烟雾、人的吸烟行为、石棉、保温材料、氡及其蜕变物、墙体和地基、建筑材料、家具、挥发性有机物（vocs）油漆、清洁剂、建筑材料、一氧化碳、燃烧、吸烟、二氧化碳、燃烧、呼吸、微生物、家畜、人体、过敏物、动物、毛发、昆虫、花粉、臭氧
室内空气有害物的种类繁多，但一般都是以低浓度的形式存在，有时还远远低于人的嗅觉阈值，但这并不意味着人体无害，恰恰相反，人一生中有五分之四的时间在室内度过，长期受低浓度污染物的直接毒害，其后果还是相当严重的。 为了清除室内空气中的有害物质，通风是一种非常有效的办法，但是它也有缺点：在室外大气污染日趋严重的今天，燃料的燃烧、工业生产及机动车辆排放的废气使得室外空气的质量也很差，而且室外空气与室内空气的交换会带来巨大的能耗。 局部通风有时也因为污染源较分散或根本就不知道气态污染物从何而来而无法实现。目前通用的过滤器只是过滤灰尘，还不具备清除有害气体和细菌的功能。成功分离低浓度的气态污染物质和细菌对改善室内陆空气品质至为重要。 活性炭吸附材料对室内气态污染物具有优秀的吸附性能，使活性炭过滤器逐渐应用于民用建筑空调系统中。在通风量不变的条件下，它能使室内空气得到更全面的净化。 2 活性炭的发展历史及分类 使用活性炭作为一种吸附材料已具有悠久的历史。早在古埃及时代，人类就会利用木炭来消除伤口散发的气味；1773年，谢勒首次科学地证明了木炭对气体具有吸附力；1808年，木炭被用到蔗糖业；第一次世界大战期间，为了消除化学武器的威胁，活性炭防毒面具问世，这是活性炭第一次应用于空气净化领域；上个世纪六十年代，具有独特化学结构、物理结构且吸附性能优异的新型纤维状活性炭材料研制成功。目前对吸附材料的
影响活性炭吸附性能的因素 在水处理中，活性炭对水中有机物的吸附量与很多因素有关，去除率在20%～80%之间，。 1 .活性炭的结构及特性 活性炭的孔径、空容分布及比表面积影响吸附容量。因活性炭吸附有机物主要在微孔中进行，微孔所占空容和表面积的比例愈大，吸附容量愈大。 由于活性炭表面带微弱的电荷，水中极性溶质竞争活性炭表面的活性位置，导致活性炭对非极性溶质的吸附量降低，而对某些金属离子产生离子交换吸附或络合反应。 2 .被吸附有机物的性质 a.分子结构和表面张力 芳香族有机物比脂肪族有机物更易被活性炭吸附；越是能降低溶液表面张力的有机物越容易被活性炭吸附。 b.有机物的分子量 一般水中有机物的分子量增加，吸附量也增加。但也有出现随分子量的增大，吸附速度降低的现象。当活性炭微孔大小为有机物分子的3～6时能够有效地吸附，由于分子筛的作用而使扩散阻力增加，吸附速度就降低。 c.有机物的溶解度 活性炭在本质上是一种疏水性物质，因此被吸附有机物的疏水性愈强愈易被吸附。因此，在水中溶解度愈小的有机物愈易被活性炭吸附。 3 .影响活性炭吸附的因素 a.水中有机物的浓度 大多数的有机物在浓度和吸附量之间存在特定的关系，而且一般是浓度增加吸附量按指数关系增加。
b.温度和共存物质 活性炭对水中有机物的吸附，温度的影响可以忽略不计。一般天然水中存在的无机离子对活性炭吸附有机物也几乎没有影响。但汞、铬、铁等金属离子含量较高时，则可能因为在活性炭表面起化学反应并生成沉淀、积累在炭粒内，使活性炭的孔径变小，影响活性炭的吸附效果。 c.接触时间 因为吸附是液相中的吸附质向固相表面的一个转移过程，所以吸附质与吸附剂之间需要一定的接触时间，才能使吸附剂发挥最大的吸附能力。在水处理量一定的情况下，增加接触时间，意味着增加水处理设备或增大水处理设备，而且接触时间太长时，吸附量的增加并不明显。因此，一般设计时接触时间约20～30分钟。 d. pH值 在多数情况下，先把水的pH值降低到2～3，然后再进行活性炭吸附往往可以提高有机物的去除率。这是因为水中的有机酸在低pH值下电离的比例较小，为活性炭提供了容易吸附的条件。
一、活性炭的分类 1、按活性炭的形状分类 形状特征 粉状活性炭除了以木屑等为原料生产的粉状活性炭以外，还包括颗粒活性炭的粉化产物等颗粒活性炭从形状上可分为破碎状、圆柱状、球状、中空微球状等几种 破碎状炭椰壳活性炭、煤质活性炭属于此类。活性炭的外表面因破碎而具有棱角 球形炭有将炭化物作成球形以后再活化及以球形树脂为原料生产的活性炭两种 纤维状活性炭以纤维状的物质为原料制成的活性炭。有丝状、布状及毡状几种 2、按活性炭的制造方法分类 活化方法活化剂 化学药品活化法活性炭氯化锌、磷酸、氢氧化钾、氢氧化钠等化学药品 强碱活化法活性炭氢氧化钾、氢氧化钠等 气体活化法活性炭水蒸气、二氧化碳、空气等 水蒸气活化法活性炭水蒸气 3、按活性炭的机能分类 活性炭机能 高比表面积活性炭比表面积为2500m 2 /g以上的高比表面积活性炭，用强碱活化法制造分子筛活性炭孔径非常小，用于分离气体 添载活性炭在活性炭上添载上金属盐之类各种化学药品，用于脱臭、触媒等场合 生物活性炭水处理的方法之一。使活性炭表面形成微生物膜，通过微生物的分解作用进行净化。与臭氧处理配合，用于净水的高度处理 二、活性炭吸附原理 活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。 1、物理吸附 主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。 其中起主要作用的是分子之间相互吸附作用力，也叫“范德瓦引力”。虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内孔隙中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到添满活性炭内孔隙为止。
《环工综合实验（1）》（活性炭吸附实验） 实验报告 专业环境工程（卓越班） 班级 姓名 指导教师 成绩 东华大学环境科学与工程学院实验中心 二0一六年 11月
附剂的比表面积、孔结构、及其表面化学性质等有关。 吸附等温线（Adsorption Isotherm）: 指一定温度条件下吸附平衡时单位质量吸附剂的吸附量 q 与吸附质在流体相中的分压 p （气相吸附）或浓度 c （液相吸附）之间的关系曲线。 水中苯酚在树脂上的吸附等温线
水中苯酚在活性炭上的吸附等温线 吸附机理和吸附速率 吸附机理： 吸附质被吸附剂吸附的过程一般分为三步：（1）外扩散 （2）内扩散 （3）吸附 ①外扩散：吸附质从流体主体通过扩散传递到吸附剂颗粒的外表面。因为流体与固体接触时，在紧贴固体表面处有一层滞流膜，所以这一步的速率主要取决于吸附质以分子扩散通过这一滞流膜的传递速率。 ②内扩散：吸附质从吸附剂颗粒的外表面通过颗粒上微孔扩散进入颗粒内部，到达颗粒的内部表面。 ③吸附：吸附质被吸附剂吸附在内表面上。 对于物理吸附，第三步通常是瞬间完成的，所以吸附过程的速率由前二步决定。
?活性炭具有良好的吸附性能和化学稳定性，是目前国内外应用较广泛的一种非极性的吸附剂。 ?由于活性炭为非极性分子，因而溶解度小的非极性物质容易被吸附，而不能使其自由能降低的污染物既溶解度大的极性物质不易被吸附。活性炭的吸附能力以吸附容量q e表示： ?qe=X/M=V(Co-C)/M ?在一定的温度条件下，当存在于溶液中的被吸附物质的浓度与固体表面的被吸附物质的浓度处于动态平衡时，吸附就达到平衡。 1、吸附剂的比表面积越大，其吸附容量和吸附效果就越好吗？为什么？ 答：比表面积越大，不一定吸附容量就越好。吸附剂的比表面积越大，只能说明其吸附能力较大，并不代表吸附容量就越大。吸附容量的大小还与脱吸速度有关，如果脱吸速度很快，就算吸附能力再大，吸附容量也还是没多大提升。吸附容量是一个动态平衡的过程。? 吸附剂的良好吸附性能是由于它具有密集的细孔构造，与吸附有关的物理性能有：a.孔容（VP）：吸附剂中微孔的容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示(cm3/g)；b.比表面积：即单位重量吸附剂所具有的表面积，常用单位是m2/g；c.孔径
精心整理 活性炭吸附塔计算书 活性炭吸附塔 1、设计风量：Q＝20000m3/h＝5.56m3/s。 2、参数设计要求： ①管道风速：V1＝10~20m/s， ②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V2＝0.8~1.2m/s， 3、（1 （2 （3 （4 （5 ? ? ?? 则塔体长度L=4.5+0.73×2=5.96m 4、考虑安装的实际情况：塔体尺寸L×B×H＝6m×2.2m×2.5m 活性炭吸附塔 1、设计风量：Q＝20000m3/h＝5.56m3/s。 2、参数设计要求： ①管道风速：V1＝10~20m/s，
②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V 2＝0.8~1.2m/s ， ③过滤风速：V 3＝0.2~0.6m/s ， ④过滤停留时间：T 1＝0.2~2s ， ⑤碳层厚度：h ＝0.2~0.5m ， ⑥碳层间距：0.3~0.5m 。 活性炭颗粒性质： 平均直径d p =0.003m ，表观密度ρs =670kg/3m ，堆积密度ρB =470kg/3m 3、（12 （2（3 X=aSLρb a S L V=Wd CQt 式中：C―Q―t―W―V=sp v =1000 =20m 污染物每小时的排放量：（取污染物100mg/m 3） ρ0＝100×20000×106-＝2.0kg/h 假设吸附塔吸附效率为90%，则达标排放时需要吸附总的污染物的量为： 2.0×90%＝1.8kg/h t ＝CQ VWd ×109-＝910200001008.0%1020????＝800h 则在吸附作用时间内的吸附量：
X=1.8×800＝1440㎏ 根据X=aSL b ρ得： L ＝ b aS X ρ 根据活性炭的吸附能力，设静活度为16kg 甲苯/100kg 活性炭 所以，L ＝470 5.51 6.01440??＝3.48m 吸附剂的用量M ： M=LSρb V V '1、2、L （1ρd 为风管直径，m 。 （2）摩擦阻力系数λ，按下式计算： 式中：K 为风管内壁的绝对粗糙度，m ，取0.15×10-3m 。 Re 为雷诺数，νVd Re =，ν为运动黏度，m 2/s ，取ν=15.06×10-6m 2/s 。 （下列近似公式适用于内壁绝对粗糙度K=0.15×10-3m 的钢板风管： λ=0.0175d -0.21V -0.075 m p ?=1.05×10-2d -1.21V 1.925）
活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂，影响活性炭吸附能力的因素也较多。活性炭吸附能力的影响因素主要有以下三点： 一、活性炭的性质 由于吸附现象发生在吸附剂表面上，所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一，比表面积越大，吸附性能越好;活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素;此外活性炭的表面化学性质、极性及所带电荷，也影响吸附的效果。 二、吸附质(溶质或污染物)的性质 同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。 (一)溶解度 对同一族物质的溶解度随链的加长而降低，而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附。 (三)极性 活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂，对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。 (四)吸附物的浓度 吸附质的浓度在一定范围时，随着浓度增高，吸附容量增大。因此吸附质(溶质)的浓度变化，活性炭对该种吸附质(溶质)的吸附容量也变化。 三、溶液pH 由于活性炭能吸附水中氢、氧离子，因此影响对其他离子的吸附。活性炭从水中吸附有机污染物质的效果，一般随溶液pH值的增加而降低，pH值高于9.0时，不易吸附，pH值越低时效果越好。在实际应用中，通过试验确定最佳pH值范围。 水处理分为上水处理和下水处理：
上水通常指生活用水、工业用水、纯水等经过人工处理后使用的水；下水通常指生活污染水、工业污水等。1.上水的活性炭处理：20世纪末我国有些水厂开始应用臭氧与活性炭滤池联合使用的生物活性炭法。实践表明，有如下作用： 能去除水中容解的有机物；能降低UV的吸收值，降低水中总有机碳（total otganic carbon,TOC)、化学需氧量及氯的含量；能将低进水中三卤甲烷前体；对色度、铁、锰、酚有去除效果；能使致实验为阳 性的水分显阴性。韩研活性炭采用先进的水质深度处理技术，结合城市自来水使用分配的实际情况，将椰壳活性炭投入小型、高效，且能去除致癌、致突变、致畸等污染物的净化装置，以自来水为原料作更深度的加工，保证饮用水的高质量。这样既确保了居民的健康，又在居民经济承受范围之内。2.下水活性炭处理：1953年发生在日本的水俣病事件，就是含甲基汞工业废气污染水体，使水俣湾打批居民发生神经性中毒的公害大事。韩研活性炭上引入聚硫脲有利于提高对汞吸附能力。该活性炭对汞的吸附能力最佳。含二氯乙烷的废水可以用活性炭柱吸附，饱和后用蒸汽再生，蒸汽冷凝后分成去水，常可定量地回收二氯甲烷。 xx公司相关产品介绍： 水处理活性炭系列介绍 污水处理粉末活性炭http: 煤质污水处理活性炭http: 果壳净水活性炭http:
活性炭吸附塔设备技术原理及应用实例 一、活性炭吸附塔概述 DR系列|活性炭吸附过滤塔是杭州绿然环保设备有限公司设计、生产的一种废气净化、吸附异味的环保设备产品，活性炭吸附塔具有吸附效率高、适用面广、维护方便、能同时处理多种混合废气等优点，活性炭具有去除甲醛、苯、TVOC等有害气体和消毒除臭等作用，活性炭吸附塔现广泛用于电子原件生产、电池（电瓶）生产、酸洗作业、实验室排风、冶金、化工、医药、涂装、食品、酿造等废气处理，其中最适用于喷漆废气处理的净化。 二、工作原理 尾气由风机提供动力，正压或负压进入活性炭吸附塔体，由于活性炭固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，污染物质从而被吸附，废气经过滤器后，进入活性炭吸附塔体，净化气体高空达标排放。 三、技术简介 1、活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸状的无定形具有多孔的炭。主要成份为炭，还含有少量氧、氢、硫、氮、氯。也具有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小，层层不规则堆积。具有较大的表面积（500～1000㎡/克）。有很强的吸附能力，能在它的表面上吸附气体，液体或胶态固体。对于气、液的吸附可接近于活性炭本身的质量的。 其吸附作用是具有选择性，非极性物质比极性物质更易于吸附。在同一系列物质中，沸点越高的物质越容易被吸附，压越大、温度越低，浓度越高，吸附量越大，反之，减压、升温有利气体的解吸。 活性炭常用于气体的吸附、分离和提纯、溶剂的回收、糖液、油脂、甘油、药物的脱色剂，饮用水或冰箱的除臭剂，防毒面具的滤毒剂，还可用作催化剂或金属盐催化剂的截体。 2、活性炭吸附塔产品优点： 1、吸附效率高，效果明显，适用面广； 2、维护方便，无技术要求； 3、能同时处理多种混合废气。 3、活性炭吸附塔产品缺点：运行成本相对较高； 4、活性炭吸附塔分类：可分为方形或圆形。 5、活性炭吸附塔适用范围： 活性炭吸附塔主要应用于：电子原件生产、电池（电瓶）生产、酸洗作业、实验室排风、冶金、化工、医药、涂装、食品、酿造及家具生产等行业的废气净化，其中最适用于喷漆废气的处理净化。 四、DR系列|活性炭吸附塔设备型号及参数
活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。所以，粉末状的活性炭总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中，难以控制，很少采用。 活性炭过滤器原理及技术参数分析 一、活性炭过滤器作用原理 活性炭是一种很细小的炭粒单位面积有很大的微孔，通常我们叫他毛细管孔。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，在与与水中杂质充分接触。这些杂质能被吸附在微孔中，从而去掉水中胶体等杂质。活性炭还能吸附水中的CL离子以及臭氧，对水中的有机物也有一定的吸附能力，能明显的对水中的色素进行吸附，在水处理行业一般我们要求碘值在700mg以上，这样的活性炭的吸附能力较强。 二、活性炭过滤器制作结构 活性炭过滤器一般采用不锈钢304材质，碳钢材质，因为活性炭吸附水中CL等氧化剂、金属离子，微孔中的细菌以及化学物质，对罐体产生腐蚀，所以一般活性炭过滤器内要衬胶防腐。 三、活性碳过滤器技术参数 1、过滤速度：8-12m3/h 2、工作温度：常温工作压力 3、反洗压缩空气量：18-25L/m2.S 4、滤料层高：1000-1200mm 膨胀率50% 5、反洗强度：9-15L/m2.S 6、反冲洗时间：4-6分钟 四、活性炭过滤装置的工作方式： Ⅰ采水：生水自活性炭塔槽上方流入，经活性炭过滤装置下方流出，而得到去除杂质、臭味等水质。 Ⅱ逆洗：目的为逐出活性炭上方之沉积物。经一段时间的过滤后，若干杂质沉积在活性炭上方排出并除去。 Ⅲ沉整：在逆洗时活性炭会上浮，逆洗完成后将所有阀门关闭使活性炭因重力而沉下。 Ⅳ洗净：在逆洗时恐有杂质附在活性炭下面，用正洗来洗净以免在采水时候污染水质。
活性炭吸附作用的应用研究 Applied Research of the activated carbon adsorption 摘要：作为一种特殊的炭质材料，活性炭孔隙结构发达，比表面积很大，吸附能力很强，稳定性质良好，以及具有优异的再生能力，被广泛应用于各个领域。本文介绍了活性炭的性能，并着重综述了提高活性炭吸附性能的有效途径及其在净水处理、废水处理、气相吸附等方面的应用研究进展。 关键词：活性炭吸附应用 1、引言 活性炭具有较强的吸附性和催化性能，原料充足且安全性高，耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂、易再生等优点，是一种环境友好型吸附剂。活性炭广泛用于工业三废治理、溶剂回收、食品饮料提纯、载体、医药、黄金提取、半导体应用、电池和电能贮存净水处理、废水处理、气相吸附等方面[1]。 2、活性炭的特点 2.1活性炭的一般性质 活性炭外观为暗黑色，具有良好吸附性能，化学性质稳定，可耐强酸及强碱，能经受水浸、高温，密度比水小，是多孔的疏水性吸附剂[1]。 2.2活性炭的作用机理 活性炭产生吸附的主要原因是固体表面上的原子力场不饱和，有表面能，因而可以吸附某些分子以降低表面能。固体从溶液中吸附溶质分子后，溶液的浓度将降低，而被吸附的分子将在固体表面上浓聚。而且活性炭本身是非极性的,其含量及电荷随原料组成、活化条件不同而异,低温活化(< 500℃)的碳可以生成表面酸性氧化物,水解后可以放出H+[2]。由于活性炭表面有微弱的极性使其他极性溶质竞争活性炭表面的活性位置,导致非极性溶质吸附量的降低,而对水中某些金属离子交换吸附或络合反应,提高了活性炭对金属离子的吸附效果 [2]。 3、活性炭的应用 活性炭作为优良的吸附剂在饮水的净化、废水的深度处理、净化或储存气体等方面有着广泛的应用。研究表明，活性炭对有机物吸附作用较强，在净化水方面不仅对颜色、臭味去除效果良好，而且对合成洗涤剂EF4、三卤甲烷、卤代烃、游离氯也有较高的吸附能力，也能有效地去除几乎无法分解的氨基甲酸酯类杀虫剂等。活性炭能有效地去除水中的游离氯和某些重金属且不易产生二次污染，减少循环冷却水中菌藻繁殖。对于发电厂，低药剂量运行，碳钢材质不经任何处理，无论是使用中水还是中水经深度处理，均腐蚀较重，采用系统开车时对全系统进行保护膜处理可以明显减缓碳钢材质的腐蚀，假如提高缓蚀阻垢剂的使用浓度，也可以明显减缓碳钢材质的腐蚀[2]。 3.1活性炭在饮用水处理中的应用 以颗粒活性炭为滤料的快速生物滤池通常用作第二级过滤，通过生长在颗粒活性炭表面细菌的活动，除去水中的BOM[3]。这一处理过程又称二级生物活性炭过滤。有文献报道了这一过程的有效性。为减少费用及便于在水厂中推广，人们提出了“第一级砂——生物活性炭双层滤池”的构想[4]。应用生物滤池去除水中BOM有以下优点： (1)减少了细菌在供水系统中生长所需的营养物质，可有效控制细菌的繁殖； (2)减少了与消毒剂反应的有机物的量，进而减少了饮水处理所需的消毒剂的用量及稳定了出厂水剩余消毒剂的含量[4]； (3)通过去除一些消毒副产物的有机前体物，减少了水厂水中消毒副产物的含量[3]； (4)将有机物转化为无机终产物；
科文环境科技有限公司 计算书 工程名称: 活性炭吸附塔 工程代号: 专业: 工艺 计算: 校对: 审核: 2016年5月13日 活性炭吸附塔 1、设计风量：Q = 20000m3/h = 5.56m3/s。 2、参数设计要求： ①管道风速：V i = 10~20m/s, ②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V2= 0.8~1.2m/s, ③过滤风速：V3 = 0.2~0.6m/s, ④过滤停留时间：T i = 0.2~2s, ⑤碳层厚度：h = 0.2~0.5m, ⑥碳层间距：0.3~0.5m。 活性炭颗粒性质： 平均直径d p=0.003m，表观密度p=670kg/m3，堆积密度p=470kg/m3 孑L隙率0.5~0.75,取0.75 3、(1)管道直径d取0.8m，则管道截面积A i=0.50m2 则管道流速V1=5.56 ￡.50=11.12m/s,满足设计要求。 (2)取炭体宽度B=2.2m，塔体高度H=2.5m,
则空塔风速V2=5.56艺2 25=1.01m/s,满足设计要求。 (3)炭层长度L1取4.3m, 2层炭体， 则过滤风速V3=5.56艺2 -4.3乞弋.75=0.392m/s满足设计要求。 (4)取炭层厚度为0.35m,炭层间距取0.5m, 则过滤停留时间T i=0.35 4.392=0.89s满足设计要求。 (5)塔体进出口与炭层距离取0.1m，则塔体主体长度L' =4.3+0.2=4.5m 3 B2H2d 、3 2.222.520.8 两端缩口长L = -_ = - =0.73m 3 2 2 3 2 2 则塔体长度L=4.5+0.73 ：2=5.96m 4、考虑安装的实际情况：塔体尺寸LXBXH = 6mX2.2m>2.5m 活性炭吸附塔 1、设计风量：Q = 20000m3/h = 5.56m3/s。 2、参数设计要求： ①管道风速：V1 = 10~20m/s, ②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V2= 0.8~1.2m/s, ③过滤风速：V3 = 0.2~0.6m/s, ④过滤停留时间：「= 0.2~2s, ⑤碳层厚度：h = 0.2~0.5m, ⑥碳层间距：0.3~0.5m。 活性炭颗粒性质： 平均直径d p=0.003m，表观密度p=670kg/m，堆积密度p=470kg/m 3、(1)管道直径d取0.8m，则管道截面积A1=0.50m2 则管道流速V1=5.56 4.50=11.12m/s,满足设计要求。 (2)取炭体宽度B=2.2m，塔体高度H=2.5m, 则空塔风速V2=5.56 4.2 4.5=1.01m/s,满足设计要求。 (3) 假定吸附床到达穿透时间时全部处于饱和状态，即达到它的平衡吸附量a也称a为静活度，同时根据朗格谬尔等温线假定静活度不在与气象浓度有关。在吸附作用时间Z 内，所吸附污染物的量为： X=aSL p b
活性炭吸附工艺介绍及应用 随着近些年来社会各界对于环保的重视，各种各样的工业废气处理设备也应 运而生。今天小编就跟大家一起来聊一聊我们最常见的一种废气处理工艺——活性炭吸附工艺！ 一、活性炭吸附工艺介绍 活性炭吸附过滤塔是一种废气过滤吸附异味的环保设备产品，活性炭吸附塔 具有吸附效率高、适用面广、维护方便、能同时处理多种混合废气等优点， 活性炭具有去除甲醛、苯、VOC等有害气体和消毒除臭等作用，活性炭吸附 塔现广泛用于电子原件生产、电池（电瓶）生产、酸洗作业、实验室排风、冶金、化工、医药、涂装、食品、酿造等废气处理，其中最适用于喷漆废气 处理的净化。 活性炭吸附设备前期投入较少，但是需要定期更换活性炭，毕竟活性炭会吸 附饱和。活性炭吸附饱和之后，如果不及时更换新的活性炭，那么将无法实 现废气处理的效果。 2、活性炭吸附的工作原理 活性炭有很多种类，不同种类适合于不同的废气成分。虽然如此，但是其原 理确是百变不离其宗。活性炭表面都有许多小孔，当废气进入活性炭吸附箱时，废气中的有害物质会吸附在这些小孔之上，因而达到净化废气的目的。 3、什么是活性炭？ 活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸状的无定形具有多孔的炭。主要成份为炭，还含有少量其他成分。也具有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小，层层不
规则堆积。具有较大的表面积（500～1000 m2/克）。有很强的吸附能力，能在它的表面上吸附气体，液体或胶态固体。对于气、液的吸附可接近于活性炭本身的质量的。 活性炭常用于气体的吸附、分离和提纯、溶剂的回收、糖液、油脂、甘油、药物的脱色剂，饮用水或冰箱的除臭剂，防毒面具的滤毒剂，还可用作催化剂或金属盐催化剂的截体。 活性炭吸附器设备型号及参数 活性炭吸附工艺原理简单，但是其应用领域却很广，适用于多种浓度较低，以被吸附的多行业废气。如果废气中含有粉尘以及水雾，那么需要添加前期的预处理设备，以保证进入活性炭吸附箱的废气为干燥无尘的废气。
活性炭吸附原理 活性炭又称活性炭黑。是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大。 根据吸附过程中，活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类;物理吸附和化学吸附(又称活性吸附)。在吸附过程中，当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附；当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关，与活性炭的化学性质基本无关。由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力一样，故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。由于化学键强，对污染物分子的结构影响较大，故可把化学吸附看做化学反应，是污染物与活性炭间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移，而不是简单的微扰或弱极化作用，是不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。 吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程，分子的自由能会降低，因此，吸附过程是放热过程，所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同，它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。 其中：活性炭的吸附容量是有限的，吸附饱和后的活性炭不具有吸附净化有机废气的功能，因此须定期及时更换吸附饱和后的活性炭或进行再生，在本方案中，活性炭吸附系统未配套活性炭再生装置，可选择与具有回收、处理固体废物的资质单位签署一个协议，由其代为回收、处理该吸附饱和后的活性炭，即将更换下来的活性炭交由有处理资质的第三方公司进行处理。
活性炭的活化机理及应用 材研1407 朱明 83活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用植物原料(木屑、木炭、果壳、果核)、煤 和其它含碳工业废料作原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。根据活化介质的不同，活性炭活化方法分 为物理活化法、化学活化法和物理—化学复合活化法。物理活化水蒸汽、二氧化碳、空气 或它们的混合气体对环境污染小，因其依靠氧化碳原子形成孔隙结构，活化温度较高且活 性炭得率低。化学活化法活性炭得率较高，孔隙发达，吸附性能好。但此法对设备腐蚀性大，环境污染严重。热解能量循环利用困难。而且活性炭中残留化学药品．在应用方面受 到限制。 一．活性炭的活化机理 1.物理活化法 物理活化法一般分两步进行，先将原料在500℃左右炭化，再用水蒸汽或CO2 等气体在高温下进行活化。高温下，水蒸汽及二氧化碳都是温和的氧化剂，碳材料内部C原子与活化剂结合并以CO+H 2或CO的形式逸出，形成孔隙结构。物理活化法所需的活化温度一般较化学活化法高，而且活化所需的时间也更长，因此耗能比较大，成本高。尽管有这些缺点，物理活化法在实际生产中的应用仍然十分广泛，原因在于其制得的活性炭无需过多 的后处理步骤，不像化学活化法制得的活性炭需要除去残留的活化剂。 将炭化材料在高温下用水蒸气、二氧化碳或空气等氧化性气体与炭材料发生反应，使炭材料中无序炭部分氧化刻蚀成孔，在材料内部形成发达的微孔结构。炭化温度一般在600℃，活化温度一般在800℃∽900℃。其主要化学反应式如下： C+2H2O 2H2+CO2 △H=18kcal C+H2O H2+CO △H=31kcal CO2+C 2CO △H=41kcal 上述三个化学反应均是吸热反应，即随着活化反应的进行，活化炉的活化反应区域温度将逐步下降，如果活化区域的温度低于800℃，上述活化反应就不能正常进行，所以在活化炉的活化反应区域需要同时通入部分空气与活化产生的煤气燃烧补充热量，或通过补充外加热源，以保证活化炉活化反应区域的活化温度。 活化反应属于气固相系统的多相反应，活化过程中包括物理和化学两个过程，整个过程包括气相中的活化剂向炭化料外表面的扩散、活化剂向炭化料内表面的扩散、活化剂被炭化料内外表面所吸附、炭化料表面发生气化反应生成中间产物（表面络合物）、中间产物分解
活性炭眼附板装置 设备箱体 达标排放 活性炭吸附箱工作原理及参数 一、活性炭吸附箱简介 活性炭是一种很细小的炭粒 ，有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔一一毛细管 这种毛细管具有很强的吸附能力 ，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触，当这 些气体（杂质）碰到毛细管就被吸附，起净化作用。活性炭吸附的实质是利用活性炭吸附的特性 把低浓度大风量废气中的有机溶剂吸附到活性炭中 。活性炭吸附法主要用于低浓度气态污 染物的脱除。 二、活性炭吸附箱原理 当废气由风机提供动力， 负压进入吸附箱后进入活性炭吸附层， 由于活性炭吸附剂表面 上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，因此当活性炭吸附剂的表面与气体接触 时，就能吸引 气体分子， 使其浓聚并保持在活性炭表面， 此现象称为吸附。利用活性炭吸附 剂表面的吸附能力，使废气与大表面的多孔性活性炭吸附剂相接触， 废气中的污染物被吸附 在活性炭表面上，使其与气体混合物分离，净化后的气体高空排放。 活性炭吸附箱是一种干式废气处理设备，由箱体和填装在箱体内的吸附单元组成。 三、活性炭吸附箱的使用范围 活性炭吸附箱主要用于大风量低浓度的有机废气处理； 活性炭吸附剂可处理净化多种有 机和无机污染物：苯类、酮类、醇类、醚类、烷类及其混合类有机废气、酸性废气、碱性废 气；主要用于制药、冶炼、化工、机械、电子、电器、涂装、制鞋、橡胶、塑料、印刷及环 保脱硫、除臭和各种工 设备检修门 入口法兰接口 废气入口
业生产车间产生的有害废气的净化处理。 四、性能特点 1吸附效率高，能力强； 2、能够同时处理多种混合有机废气；净化效率》95% ; 3、设备构造紧凑，占地面积小，维护管理简单，运转成本低廉； 4、采用自动化控制运转设计，操作简易、安全； 5、全密闭型，室内外皆可使用。 五、设备的选用 吸附塔从性能上分：高效型、标准型和经济型。 吸附塔从材质上分：PVC、FRP/PVC、镀锌钢板和304不锈钢。 活性炭吸附器设备型号及参数 汕?凤(m ]迩■ PEH砂）怩单尺寸（mni ）50000 I fl 2son rfix 125Ox 1 J50 ICKiflCl0 2 <13voo SMI1500x1250x12^0 15()00O 3-0.4EDO7502(MtOxl25
实验6 活性炭吸附实验 1.实验目的 了解活性炭吸附工艺,掌握测定吸附等温线的操作过程。 2.实验原理 活性炭吸附就是利用活性炭固体表面对水中一种或几种物质的吸附作用,达到净化水质的目的。活性炭对水中所含杂质的吸附既有物理吸附也有化学吸附。 当活性炭对水中所含物质吸附时,水中的溶解性物质在活性炭表面积聚而被吸附,同时也有一些被吸附物质由于分子的运动而离开活性炭表面,重新进入水中,即同时发生解吸现象。当吸附与解吸处于动态平衡状态时,称为吸附平衡。而此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度C 。活性炭的吸附能力以吸附量e q 表示,用m 克活性炭吸附溶液中的溶质,被吸附的溶质为x 毫克,则吸附量e q 可按下式计算: 0()e e C C V x q m m -= = (1) 式中,q e 为平衡吸附量(mg/g);C 0与C e 分别为吸附质的初始浓度与平衡浓度(mg/L);V 为溶液的体积(L);m 为所用的活性炭的质量(g)。 e q 的大小除了决定于活性炭的品种之外,还与被吸附物质的性质、浓度、水的温度及pH 值有关。一般说来,当被吸附的物质不容易溶解于水而受到水的排斥作用,且活性炭对被吸附物质的亲与作用力强、被吸附物质的浓度又较大时,e q 值就比较大。 由吸附量e q 与平衡浓度C 的关系所绘出的曲线称为吸附等温线,表示吸附等温线的公式称为吸附等温式,比较常用的吸附等温式有有Langmuir 、BET 与Fruendlich 吸附等温式。 在水与废水处理中通常用Fruendlich 吸附等温式来比较不同温度与不同溶液浓度时的活性炭的吸附容量,即 n e KC q 1 = (2) 式中:e q ——吸附容量(mg/g); K ——与吸附比表面积、温度有关的系数; n ——与温度有关的常数,n >1; C ——吸附平衡时的溶液浓度(mg/L)。
活性炭吸附原理 吸附活性炭吸附的特性不但取决于其孔隙结构，而且取决于其表面化学性质——表面的化学官能团、表面杂原子和化合物。不同的表面官能团、杂原子和化合物对不同的吸附质有明显的吸附差别。在活化过程中，活性炭的表面形成大量的羟基、羧基、酚基等含氧表面络合物，不同种类的含氧基团是活性炭上的主要活性位，它们能使活性炭的表面呈现微弱的酸性、碱性、氧化性、还原性、亲水性和疏水性等。这些构成了活性炭性能的多样性，同时影响活性炭与活性组分的结合能力。一般而言，活性炭表面含氧官能团中的酸性化合物越丰富，吸附极性化合物的效率越高；而碱性化合物较多的活性炭易吸附极性较弱的或非极性的物质。 目前，为增强活性炭的吸附能力，常常对其进行改性处理。通过化学氧化、还原以及负载等改性方法可使活性炭表面的化学性质发生改变，增加酸、碱基团的相对含量可选择吸附极性不同的物质，或通过增加特定的表面杂原子或化合物来增强对特定吸附质的吸附。 1、活性炭中的C-C键是非极性键，活性炭分子可看成非极性的； 活性炭表面虽然也存在羧基、羟基等极性键，但相对于C-C键而言少得多。 2、水为极性分子，气体大部分为非极性分子。 “相似相容原理”运用到这里的话，可理解为：活性炭对非极性的气体和非极性杂质的吸附作用更强，而对水等极性分子的吸附作用较弱。（活性炭对极性分子的吸附主要通过活性炭表面极性键） 3、水溶液中的水分子有个很特殊的性质：氢键。水分子间通过氢键相互结合，氢键的强度非常大；水分子-水分子作用力>>活性炭-水分子作用力。 4、活性炭置于水溶液时：水分子之间通过氢键相互吸引，使非极性杂质分子和活性炭被相对孤立；活性炭通过吸附杂质分子来减低表面过剩的自由能。（活性炭内部的C分子受到四面八方的力，受