活性炭的吸附量以及使用时间 活性炭对不同的有机气体其吸附能力.docx

活性炭的使用方法和用本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21 year.March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碳，主要成分为碳，还含少量氧、氢、硫、氮、氯。

也具有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小，层层间不规则堆积。

具有较大的表面积（500〜1000米2/克），有很强的吸附性能，能在它的表而上吸附气体、液体或胶态固体：对于气体、液体，吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量。

其吸附作用具有选择性，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，Ik 强越大温度越低浓度越大，吸附量越大。

反之，减丿心升温有利于气体的解吸。

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，饮用水及冰箱的除臭剂，防毒面具中的滤毒剂，还可用作催化剂或金属盐催化剂的载体。

早期生产活性炭的原料为木材、硬果壳或兽骨，后来主要采用煤，经干镭、活化处理后得到活性碳。

生产方法有：①蒸汽、气体活化法。

利用水蒸气或二氧化碳在850〜900°C将碳活化。

②化学活化法。

利用活化剂放出的气体，或用活化剂浸渍原料，在高温处理后都可得到活性炭。

活性炭具有微晶结构，微晶排列完全不规则，晶体中有微孔（半径小于20 ［埃］=10-10米）、过渡孔（半径20〜1000）、大孔（半径1000〜100000）,使它具有很大的内表面，比表面积为500〜1700米2/克。

这决定了活性炭具有良好的吸附性，可以吸附废水和废气中的金属离子、有害气体、有机污染物、色素等。

工业上应用活性炭还要求机械强度大、耐磨性能好，它的结构力求稳定，吸附所需能量小，以有利于再生。

活性炭用于油脂、饮料、食品、饮用水的脱色、脱味，气体分离、溶剂回收和空气调节，用作催化剂载体和防毒面具的吸附剂。

活性炭脱色效果在水中最强，有机溶剂中较弱。

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活性炭吸附性能
吸附容量─对某种气体，单位活性炭所能吸附的最大量称“吸附容量”。

不同材料，或吸附不同气体，吸附容量不同。

滞留时间─气流穿过活性炭层的时间称“滞留时间”。

滞留时间越长，吸附越充分。

为保持足够的滞留时间，炭层要足够厚，过滤风速不能太高。

使用寿命─新的活性炭吸附效率高，使用中效率不断衰减，当过滤器下游有害物浓度接近允许范围时，过滤器报废。

报废前的使用时间为使用寿命，也称“穿透时间”。

选择性─一般说来，分子量大或沸点高的气体易吸附；挥发性有机气体比无机小分子气体易吸附；化学吸附比物理吸附选择性强。

活性炭经化学浸渍后，增加对特定气体的吸附能力。

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活性炭的更换周期及吸附量的计算
活性炭对不同的有机气体其吸附能力（用S表示）是不一样的，按一个排污企业150mg/m3，风量在50000m3/h，一天工作时长15小时算，活性炭的平衡保持量取30%，1t活性炭达到饱合的时间为：
T(d)=m*S/C*10-6（kg/mg）*F*t(15h/d)
m：活性炭的质量，kg；
S：平衡保持量，%；
C:VOCs总浓度，mg/m3；
F:风量，m3/h。

则T=1000*0.3/150*10-6*50000*15=2.67d
也就是1t的活性炭在上述条件下，2.67天就达到饱合了。

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案例：
蜂窝炭1g能吸附600mg的有机废气
一块蜂窝活性炭质量：0.1×0.1×0.1×450kg/m3=0.45kg
单套设备蜂窝炭重量
0.8×1.31×1.33÷0.001=1400块×0.45=630kg
设备蜂窝炭的吸附能力为：
630kg=630000g
630000g×600mg=378000000mg
总过滤量为25000m3/h×119.5mg/m3=2987500mg/h
吸附满周期T2
378000000mg÷2987500mg/h=126.52h
每天工作8小时算
T2=126.52h÷8=15.81天
因为T2>T1所以本项目活性炭更换周期为8—15天、建议10天一换。

案例：活性炭的吸附量以及使用时间活性炭对不同的有机气体其吸附能力（用S表示）是不一样的，有以下表（参考《工业通风》，孙一坚主编第四版）：按一个排污企业150mg/m3，风量在50000m3/h，一天工作时长15小时算，活性炭的平衡保持量取30%，1t活性炭达到饱合的时间为：T(d)=m(活性炭的质量，kg)*S（平衡保持量，%）/C(VOCs总浓度，mg/m3)*10-6（kg/mg）*F(风量，m3/h)*t(15h/d)则T=1000*0.3/150*10-6*50000*15=2.67d也就是1t的活性炭在上述条件下，2.67天就达到饱合了。

实例20160331方法一：蜂窝活性炭比重：0.45g/cm31克/立方厘米=1000千克/立方米参数：单套设备排风量：25000m3/h，废气总浓度为119.5mg/m3，运行8h/d所采用蜂窝活性炭吸附的平衡保持量取75%计一块蜂窝活性炭质量：0.1×0.1×0.1×450kg/m3=0.45kg单套设备需要蜂窝活性炭量为：0.8×1.31×1.33÷0.001=1400块×0.45=630kg根据活性炭更换周期计算公式：T=m×S÷C×10-6×Q×t式中：T—周期，单位天M—活性炭的质量，单位kgS—平衡保持量，%10-6—系数Q—风量，单位m3/hT—运行时间，单位h/dT1=630×0.75÷119.5×10-6×25000×8=7.91天所以单套设备蜂窝炭更换周期为约8天方法二：蜂窝炭1g能吸附600mg的有机废气一块蜂窝活性炭质量：0.1×0.1×0.1×450kg/m3=0.45kg单套设备蜂窝炭重量0.8×1.31×1.33÷0.001=1400块×0.45=630kg设备蜂窝炭的吸附能力为：630kg=630000g630000g×600mg=378000000mg总过滤量为25000m3/h×119.5mg/m3=2987500mg/h吸附满周期T2378000000mg÷2987500mg/h=126.52h每天工作8小时算T2=126.52h÷8=15.81天因为T2>T1所以本项目活性炭更换周期为8—15天、建议10天一换。

活性炭对各种有机物质之吸附容量活性炭的吸附容量因成分而异。

醇类包括乙醇、甲醇、丁醇和戊醇，吸附容量分别为21％、10％、34％和35％。

有机酸包括醋酸（乙酸）、酪酸、甲酸、棕榈酸、丙酸、丙烯酸和辛酸，吸附容量在7％至35％之间。

无机气体包括胺、溴、二硫化碳、四氯化碳、气、溴化氢、氯化气、氟化氢、碘化气、硫化气、碘、硝酸、二氧化氨、臭氧、二氧化硫、三氧化硫和硫酸，吸附容量在3％至45％之间。

鹵化烴類包括三氯乙烯，吸附容量为40％。

这些吸附容量数据可以用于各种应用，例如木精、溶剂、杂醇油、药品、体臭、棕榈油、动物臭、刺激臭、粘胶、溶剂滅火用、顏料制造、燃烧气体、氟、腐蛋臭、放電管、燃烧排气、乾洗用等。

芳香烃类包括苯、硝基（代）笨、甲苯和二甲苯，吸附容量在5％至26％之间。

脂肪类碳化氢包括丙烷、丙烯、癸烷、庚烷、己烯和壬烷，吸附容量在5％至35％之间。

醚包括乙醚、二异丙醚、甲醚和丁醚，吸附容量在8％至30％之间。

酯包括醋酸戊酯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯和醋酸甲酯，吸附容量在10％至41％之间。

醛包括乙醛、丙醛、丁醛和甲醛，吸附容量在7％至28％之间。

其他化合物包括石碳，吸附容量为20％。

这些吸附容量数据可以用于各种应用，例如溶剂、燃料、煤气、灯油、汽油、医药品、漆溶剂、燃烧排气、柴油廢气、合成用剂、苯酚烧脂三氯甲烷、三碘甲烷、異丙基氯、氯化甲烷、二氯甲烷、四氯代甲烷、麻醉藥、防腐用、冷煤、黃萝蔔硷菜臭、蒜、蔥、汙水、甲酚、皮啶、糞臭素、松节油、吉草酸、蓋醇、烟硷、茨酮、汙水臭、廁所臭、料理臭、食物臭、包裝室臭、体臭和脚臭。

总之，活性炭的吸附容量因成分而异，可以应用于各种应用中。

案例：活性炭的吸附量以及使用时间活性炭对不同的有机气体其吸附能力（用S表示）是不一样的，有以下表（参考《工业通风》，孙一坚主编第四版）：按一个排污企业150mg/m3，风量在50000m3/h，一天工作时长15小时算，活性炭的平衡保持量取30%，1t活性炭达到饱合的时间为：T(d)=m(活性炭的质量，kg)*S（平衡保持量，%）/C(VOCs总浓度，mg/m3)*10-6（kg/ mg）*F(风量，m3 /h)*t(15h/d)则T=1000*0.3/150*10-6*50000*15 =2.67d也就是1t的活性炭在上述条件下，2.67天就达到饱合了。

实例20160331方法一：蜂窝活性炭比重：0.45g/cm31克/立方厘米=1000千克/立方米参数：单套设备排风量：25000m3/h，废气总浓度为119.5mg/m3，运行8h/d所采用蜂窝活性炭吸附的平衡保持量取75%计一块蜂窝活性炭质量：0.1×0.1×0.1×450kg/m3=0.45kg单套设备需要蜂窝活性炭量为：0.8×1.31×1.33÷0.001=1400块×0.45=630kg根据活性炭更换周期计算公式：T=m×S÷C×10-6×Q×t式中：T—周期，单位天M—活性炭的质量，单位kgS—平衡保持量，%10-6—系数Q—风量，单位m3/hT—运行时间，单位h/dT1=630×0.75÷119.5×10-6 ×25000×8=7.91天所以单套设备蜂窝炭更换周期为约8天方法二：蜂窝炭1g能吸附600mg的有机废气一块蜂窝活性炭质量：0.1×0.1×0.1×450kg/m3=0.45kg单套设备蜂窝炭重量0.8×1.31×1.33÷0.001=1400块×0.45=630kg设备蜂窝炭的吸附能力为：630kg=630000g630000g×600mg=378000000mg总过滤量为25000m3 /h×119.5mg/m3 =2987500mg/h吸附满周期T2378000000mg÷2987500mg/h=126.52h每天工作8小时算T2=126.52h÷8=15.81天因为T2>T1 所以本项目活性炭更换周期为8—15天、建议10天一换。

活性炭的性能介绍更换周期及吸附量的计算⼀、活性炭基本介绍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。

⼆、活性炭净⽔原理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——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，所以能与杂质充分接触。

这些杂质碰到⽑细管被吸附，起净化作⽤。

三、活性炭的要求好的活性炭必须具有吸附容量⼤、使⽤寿命长、机械强度⾼、灰份低、易冲洗、出⽔⽔质好等特点，它不但能除去异臭、异味、提⾼⾊度，⽽且对⽔中的各种有毒有害物质如：氯、酚、汞、铅、砷、氯化物、洗涤剂、农药、化肥等污染物具有很⾼的去除率。

具体主要技术指标如下：1、粒度（10—24⽬2.0—0.8mm ）：≥95%说明：通常来说，颗粒越⼩的活性炭，⽐外表积越⼤，也就是吸附效果越好，但是颗粒越⼩，损耗也会越⼤，粉尘也会越多。

2、碘吸附值：≥1000mg/g说明：⼀般来说碘吸附值越⾼，活性炭的吸附能⼒越强。

3、⽐表⾯积：1000---1200m2/g说明：若取1克活性炭，将⾥⾯所有的孔壁都展开成⼀个平⾯，这个⾯积将达到1000平⽅⽶（既⽐表⾯积为1000g/m2）！影响活性炭吸附性的主要因素就取决于内部孔隙结构的发达程度。

（及⽐表⾯积越⼤，活性炭的吸附效果越好）。

4、亚甲兰脱⾊⼒：≥10mL/g说明：除⾊能⼒。

5、耐磨强度：≥95%说明：即耐磨损或抗磨擦的性能；强度越⾼，活性炭性能越好。

6、⼲燥减量：≤10%说明：⼲燥减量及指⽔分，此值越低，活性炭质量越好。

7、灼烧残渣：≤3%说明：灼烧残渣及指灰分，此值越低，活性炭质量越好。

8、充填⽐重：0.48---0.55g/mL说明：充填⽐重及指密度，⼀般密度越⼩，活性炭的吸附⼒越好。

活性炭更换周期和吸附量的计算案例：活性炭的吸附量以及使用时间活性炭对不同的有机气体其吸附能力（用S表示）是不一样的，有以下表（参考《工业通风》，孙一坚主编第四版）：按一个排污企业150mg/m3，风量在50000m3/h，一天工作时长15小时算，活性炭的平衡保持量取30%，1t 活性炭达到饱合的时间为：T(d)=m*S/C*10-6（kg/mg）*F*t(15h/d)m：活性炭的质量，kg；S：平衡保持量，%；C:VOCs总浓度，mg/m3；F:风量，m3/h。

则T=1000*150*10-6*50000*15=也就是1t的活性炭在上述条件下，天就达到饱合了。

实例方法一：蜂窝活性炭比重：cm31克/立方厘米=1000千克/立方米参数：单套设备排风量：25000m3/h，废气总浓度为m3，运行8h/d所采用蜂窝活性炭吸附的平衡保持量取75%计。

一块蜂窝活性炭质量：×××450kg/m3=单套设备需要蜂窝活性炭量为：××÷=1400块×=630kg根据活性炭更换周期计算公式：T=m×S÷C×10-6×Q×t式中：T—周期，单位天M—活性炭的质量，单位kgS—平衡保持量，%10-6—系数Q—风量，单位m3/hT—运行时间，单位h/dT1=630×÷×10-6×25000×8=天所以单套设备蜂窝炭更换周期为约8天方法二：蜂窝炭1g能吸附600mg的有机废气一块蜂窝活性炭质量：×××450kg/m3=单套设备蜂窝炭重量××÷=1400块×=630kg设备蜂窝炭的吸附能力为：630kg=630000g630000g×600mg=0mg总过滤量为25000m3/h×m3=2987500mg/h吸附满周期T20mg÷2987500mg/h=每天工作8小时算T2=÷8=天因为T2>T1所以本项目活性炭更换周期为8—15天、建议10天一换。

活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍--沈阳活性炭-沈阳活性炭过滤器作者：就是处理水来源：东北亚水网发布时间：2010-06-11活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍--沈阳活性炭-沈阳活性炭过滤器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（其比表面积可达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。

活性炭更换周期和吸附量的计算案例：
活性炭的吸附量以及使用时间活性炭对不同的有机气体其吸附能力（用S表示）是不一样的，有以下表（参考《工业通风》，孙一坚主编第四版）：
按一个排污企业150mg/m3，风量在50000m3/h，一天工作时长15小时算，活性炭的平衡保持量取30%，1t 活性炭达到饱合的时间为：
T(d)=m*S/C*10-6（kg/mg）*F*t(15h/d)
m
S
F:
则
实例
根据活性炭更换周期计算公式：
T=m×S÷C×10-6×Q×t
式中：
T—周期，单位天
M—活性炭的质量，单位kg
S—平衡保持量，%
10-6—系数
Q—风量，单位m3/h
T—运行时间，单位h/d
T1=630×0.75÷119.5×10-6×25000×8=7.91天
所以单套设备蜂窝炭更换周期为约8天
方法二：
蜂窝炭1g能吸附600mg的有机废气
一块蜂窝活性炭质量：0.1×0.1×0.1×450kg/m3=0.45kg 单套设备蜂窝炭重量
0.8×1.31×1.33÷0.001=1400块×0.45=630kg
因为。

活性炭吸附实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是探究活性炭对不同物质的吸附性能，了解影响活性炭吸附效果的因素，如吸附时间、溶液浓度、温度等，并通过实验数据计算活性炭的吸附量和吸附效率。

二、实验原理活性炭是一种具有高度孔隙结构和巨大比表面积的吸附材料。

其吸附作用主要基于物理吸附和化学吸附两种机制。

物理吸附是由于活性炭表面的分子间作用力（范德华力）而引起的，对各种物质均有一定的吸附能力，但吸附强度相对较弱。

化学吸附则是由于活性炭表面的官能团与被吸附物质之间发生化学反应而产生的，具有较强的选择性和特异性。

在一定条件下，活性炭对溶液中的溶质分子进行吸附，当达到吸附平衡时，吸附量与溶液的初始浓度、吸附时间、温度等因素有关。

通过测定溶液在吸附前后的浓度变化，可以计算出活性炭的吸附量和吸附效率。

三、实验材料与仪器1、实验材料活性炭：颗粒状，粒度为 20-40 目。

待吸附物质：甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液、苯酚溶液。

其他试剂：盐酸、氢氧化钠、蒸馏水等。

2、实验仪器分光光度计：用于测定溶液的吸光度，从而计算溶液的浓度。

电子天平：用于称量活性炭的质量。

恒温振荡器：用于控制实验温度和搅拌溶液，以保证吸附过程的均匀性。

移液管、容量瓶、锥形瓶等玻璃仪器。

四、实验步骤1、活性炭的预处理将活性炭用蒸馏水洗涤数次，以去除表面的杂质和粉尘。

在 105℃的烘箱中烘干至恒重，备用。

2、标准曲线的绘制分别配制不同浓度的甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液和苯酚溶液。

用分光光度计在各自的最大吸收波长处测定溶液的吸光度，绘制标准曲线。

3、吸附实验准确称取一定量的预处理后的活性炭，放入锥形瓶中。

加入一定体积和浓度的待吸附溶液，将锥形瓶放入恒温振荡器中，在设定的温度和转速下进行吸附。

在不同的时间间隔（如 5min、10min、20min、30min、60min 等）取出一定量的溶液，用分光光度计测定其吸光度，根据标准曲线计算溶液的浓度。

4、数据处理根据吸附前后溶液的浓度变化，计算活性炭的吸附量（q）和吸附效率（η）。

活性炭吸附容量集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
吸附法是利用活性炭对有机成分的吸附作用，使有害成分从气体中分离出来。

在处理有机废气的方法中，吸附法应用极为广泛，与其他方法相比具有去除效率高、净化彻底、能耗低、工艺成熟等优点；缺点主要是当废气中有胶粒物质或其它杂质时，吸附剂容易失效。

吸附法主要适用于低浓度的有机废气净化。

决定吸附法处理效率的关键是吸附剂。

对吸附剂的要求一般是具有密集的细孔结构，内表面大，吸附性能好，化学性质稳定，耐酸碱、耐水、耐高温高压，对空气阻力小等特点，常用的吸附剂有活性炭、活性氧化铝、人工氟石、炉灰渣等。

在目前应用的吸附剂中活性炭性能最好，应用最广泛。

活性炭又分颗粒状和纤维状两类，相比较而言,颗粒状活性炭气孔均匀，除小孔外，还有0.5-5μm的大孔，比表面积一般为600～1600㎡/g，被处理气体要从外向内扩散，通过距离较长，所以吸附解吸均较慢，经过氧化处理过的颗粒状活性炭具有更强的亲和力，一般用于固定床式活性炭吸附法。

而纤维状活性炭气孔均较小，比表面积大，它是靠分子间相互引力发生吸附，相互不发生化学反应，是物理吸附过程，小孔直接开口向外，气体扩散距离短，吸附解吸均较快，一般用于吸附浓缩法。

活性炭的吸附容量为1公斤活性炭吸附0.3公斤有机废气，密度为0.4t/m3。