一、吸附分类与评价手段
活性炭吸附分为液相吸附、气相吸附两大类:
- 液相吸附:主要依靠吸附等温线评价吸附能力。
吸附等温线:温度恒定,测定平衡吸附量与吸附质剩余浓度(液相)/ 分压(气相)的关系;绘图以剩余浓度为横轴,单位质量活性炭吸附量为纵轴。
- 气相吸附:采用溶剂蒸气吸附量评价,典型指标为四氯化碳吸附率。
四氯化碳吸附率测试:固定炭层高度、气流速度、温度、蒸气浓度等条件,让混有四氯化碳蒸汽的空气持续流过炭样;吸附饱和后,活性炭吸附的四氯化碳质量 ÷ 活性炭试样质量,以百分比表达结果。
补充:吸附等压线:维持分压 / 浓度不变,得到平衡吸附量与温度的关系曲线。工业工况大多近似等温条件,因此吸附等温线使用频率远高于等压线。
工程提示:活性炭实际吸附能力,优先采用现场物料、实际工艺条件做试验检测,理论指标仅作参考。
二、静活性、动活性(工业称吸附活性)
吸附活性 = 单位质量活性炭所能吸附的吸附质总量,分为静活性、动活性:
- 静活性:吸附达到热力学平衡状态下的吸附容量,属于静态饱和吸附量。
- 动活性(穿透活性,工程设计关键参数)
流体连续流过活性炭床层,运行一段时间后,出口流体检测到目标吸附质(发生穿透),此时炭床已经吸附的吸附质总量即为动活性。
动活性是大型工业吸附装置设计计算的核心依据,动活性一定小于静活性。
三、检测方法
液相等温线标准测定方法,可适配全新炭、再生炭、粉末活性炭,用来评定液相工况下的吸附性能。
通俗对比小结
表格
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项目 |
静活性 |
动活性 |
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条件 |
静态浸泡,达到吸附平衡 |
流体连续流过炭床,发生穿透时刻 |
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含义 |
理论最大平衡吸附量 |
实际工艺可用吸附容量 |
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用途 |
实验室材料对比 |
工业吸附塔设备设计 |
关键点:实验室测出来的静活性不能直接拿来做设备选型,实际工程必须参考动活性。