活性炭更换周期计算公式

一、如何计算活性炭使用更换周期

吸附平衡,是指对于给定体系,达到平衡时的吸附量与温度以及溶液中吸附质的平衡浓度有关。
从影响液、固吸附的因素来看：
（1）分子极性,一般来说极性吸附剂在非极性溶剂中优先吸附极性强的溶质,非极性的吸附剂在极性溶剂中优先吸附非极性强的溶质。
（2）溶剂溶解度影响：溶解度越小的溶质越易被吸附
（3）同系物的吸附：吸附量随着碳连增长有规律地增加或减少
（4）温度影响：吸附剂从溶液中吸附溶质是放热反应,通常温度升高,吸附量下降,但有些物质吸附量也会随温度升高而增大。
此外,吸附依靠分子扩散,通过搅拌震荡,加快液相混乱度,有利于传质。

活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量.吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。当然，活性炭的吸附能力也与污水浓度有关。在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。

以上因素可以根据供货方参数，调整平衡保持量。

案例1 （使用颗粒活性炭）

活性炭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，按一个排污企业150mg/m，风量在50000m/h，按每天工作时长15小时计算，活性炭的平衡保持量取30％，4t活性炭达到饱和的时间为：

T（d）=m * S / c /10^-6 / F / t

（ *10^-6 将mg/mg转换成kg/mg； t =15（每天工作时间h/d）。）

m：活性炭的质量，单位kg；

S：平衡保持量，％；

C： VOCs总浓度，单位mg/m；

F：风量，单位m/h；

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

也就是4t的活性炭在上述条件下，10.668天就达到饱和了。

案例2 （使用蜂窝活性炭块）

废气总浓度为119.5mg/m3，风量在25000m/h，按每天工作时长8小时计算，活性炭的平衡保持量取75％，使用活性炭块14000块计算更换周期。

计算方法一：

蜂窝活性炭比重：0.45g / cm³ ，（450Kg / m³）。

所采用蜂窝活性炭吸附的平衡保持量取75%计，S = 0.75。

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：0.45Kg × 1400（块）= 630kg ，m=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kg

S—平衡保持量，%

10^-6—单位转换系数

Q—风量，单位m³/h

t—每天运行时间，单位h/d

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

计算方法二：

根据单位活性炭能，吸附有机废气量计算活性炭使用时间。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

600mg × 630000（g）= 378000000mg

总过滤量为：119.5mg/m³ ×25000m³ / h= 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T1 >T2所以本项目活性炭更换周期为15—19天、建议15天一换。

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