一、如何計算活性炭使用更換周期

吸附平衡,是指對于給定體系,達到平衡時的吸附量與溫度以及溶液中吸附質的平衡濃度有關。
從影響液、固吸附的因素來看：
（1）分子極性,一般來說極性吸附劑在非極性溶劑中優先吸附極性強的溶質,非極性的吸附劑在極性溶劑中優先吸附非極性強的溶質。
（2）溶劑溶解度影響：溶解度越小的溶質越易被吸附
（3）同系物的吸附：吸附量隨著碳連增長有規律地增加或減少
（4）溫度影響：吸附劑從溶液中吸附溶質是放熱反應,通常溫度升高,吸附量下降,但有些物質吸附量也會隨溫度升高而增大。
此外,吸附依靠分子擴散,通過攪拌震蕩,加快液相混亂度,有利于傳質。

活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結構有關。一般來說，顆粒越小，孔隙擴散速度越快，活性炭的吸附能力就越強。污水的pH值和溫度對活性炭的吸附也有影響。活性炭一般在酸性條件下比在堿性條件下有較高的吸附量.吸附反應通常是放熱反應，因此溫度低對吸附反應有利。當然，活性炭的吸附能力也與污水濃度有關。在一定的溫度下，活性炭的吸附量隨被吸附物質平衡濃度的提高而提高。

以上因素可以根據供貨方參數，調整平衡保持量。

案例1 （使用顆粒活性炭）

活性炭吸附量以及使用時間 活性炭對不同的有機氣體其吸附能力（用S表示）是不一樣的，按一個排污企業150mg/m，風量在50000m/h，按每天工作時長15小時計算，活性炭的平衡保持量取30％，4t活性炭達到飽和的時間為：

T（d）=m * S / c /10^-6 / F / t

（ *10^-6 將mg/mg轉換成kg/mg； t =15（每天工作時間h/d）。）

m：活性炭的質量，單位kg；

S：平衡保持量，％；

C： VOCs總濃度，單位mg/m；

F：風量，單位m/h；

則T=4000 * 0.3 / 150 /10^-6 / 50000 /15 = 10.668 d

也就是4t的活性炭在上述條件下，10.668天就達到飽和了。

案例2 （使用蜂窩活性炭塊）

廢氣總濃度為119.5mg/m3，風量在25000m/h，按每天工作時長8小時計算，活性炭的平衡保持量取75％，使用活性炭塊14000塊計算更換周期。

計算方法一：

蜂窩活性炭比重：0.45g / cm³ ，（450Kg / m³）。

所采用蜂窩活性炭吸附的平衡保持量取75%計，S = 0.75。

一塊蜂窩活性炭質量：0.1×0.1×0.1×450kg / m³ = 0.45kg。

單套設備需要蜂窩活性炭量為：0.45Kg × 1400（塊）= 630kg ，m=630Kg。

根據活性炭更換周期計算公式：

T= m × S ÷ C ÷ 10^-6÷ Q ÷ t

式中：

T—周期，單位天

M—活性炭的質量，單位kg

S—平衡保持量，%

10^-6—單位轉換系數

Q—風量，單位m³/h

t—每天運行時間，單位h/d

T1=630 × 0.75 ÷ 119.5 ÷ 10-6 ÷ 25000 ÷ 8 = 19.77天

計算方法二：

根據單位活性炭能，吸附有機廢氣量計算活性炭使用時間。蜂窩炭1g能吸附600mg的有機廢氣。

一塊蜂窩活性炭質量：0.1×0.1×0.1×450kg / m3 = 0.45kg

單套設備蜂窩炭重量

0.8×1.31×1.33÷0.001=1400塊×0.45=630kg

設備蜂窩炭的吸附能力為：630kg=630000g

600mg × 630000（g）= 378000000mg

總過濾量為：119.5mg/m³ ×25000m³ / h= 2987500mg/h

吸附滿周期T2

378000000mg ÷ 2987500mg / h = 126.52h

每天工作8小時算

T2=126.52h÷8=15.81天

因為T1 >T2所以本項目活性炭更換周期為15—19天、建議15天一換。

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