粉狀活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，有很大的比表面積，通常粉狀活性炭比表面積為450-1800平方米/克，孔容積為0.7-1.8毫升/克。因此，它是一種良好的吸附劑。由于炭表面有疏水性，所以能夠從水溶液中吸附各種物質(zhì)，借以達(dá)到精制液體，回收和分離液體中某些組份的目的。
粉狀炭與顆粒炭相比，有較高的吸附力，吸附時(shí)間短，效率高等優(yōu)點(diǎn)。因此，它廣泛地用于液相吸附來凈化液體。但缺點(diǎn)是間歌式操作，過濾和炭再生較為困難?，F(xiàn)將粉狀炭處理液體流程、吸附裝置和炭用量作一些介紹。
一、單級(jí)處理液體
（一）單級(jí)處理流程和裝置
流程如圖1所示，在混合罐中，加入粉狀炭和未處理液體，讓其充分混合和吸附，然后在過濾器中過濾，凈化的濾液放入接受罐中，而用過的炭棄去或再生處理。
單級(jí)處理是在典型的間歇式裝置（見圖2）中進(jìn)行的。在混合罐（或處理罐）中，借助攪拌器使炭-液得到充分混合，擴(kuò)大了炭-液接觸面，提高了吸附效果。但于這種攪拌不宜過分劇烈，否則，液體中混入空氣，可能導(dǎo)致其組成或雜質(zhì)的氧化，結(jié)果影響液體凈化。因此對(duì)易氧化的液體，應(yīng)當(dāng)在真空條件下或在惰性氣體中進(jìn)行處理。
通常在混合罐中處理物料的溫度，應(yīng)當(dāng)與液體需要的溫度相適應(yīng)，在混合過程中，液體需要升溫時(shí)，可以通過罐內(nèi)的蒸汽蛇管加熱，蒸汽蛇管應(yīng)裝在盡可能低的位置，以便在液面降低時(shí)，液體溫度保持不變。由于炭用量較少，所以罐內(nèi)蛇管不會(huì)造成炭的堵塞。
達(dá)到吸附平衡需要的攪拌時(shí)間（接觸時(shí)間）與液體雜質(zhì)含量和炭用量有關(guān)，在大多數(shù)應(yīng)用中，接觸時(shí)間為20-30分鐘。為保持罐內(nèi)炭-液的均勻性，過濾時(shí)需要繼續(xù)攪拌物料。
過濾時(shí)理想操作條件是：在大過濾速率下，得到理想的凈化效果。一般在實(shí)際操作中，對(duì)粘性液體的過濾速率為3-4加侖/米2·時(shí)，而對(duì)粘性小的液體為30—40加侖/米2·時(shí)。過濾時(shí)的真正過濾介質(zhì)是沉積的炭（濾餅），而不是支承炭的濾布。過濾開始時(shí)，要求液體壓力低，流量小，這時(shí)由于濾餅尚未形成，濾液混濁，應(yīng)返至混合罐中。隨著濾餅的形成和增厚，濾液逐漸變清，收集在接受罐中。同時(shí)應(yīng)逐漸增加液體壓力。加大液體流量。但是，當(dāng)炭粒較粗和液體雜質(zhì)中含有膠體微粒時(shí)，即使濾餅形成后，濾液依舊混濁，對(duì)于這種情況，可以采用1/16-1/8英寸大小的助濾劑預(yù)先鋪在濾布上或加至混合罐中，這樣可得到良好的效果。過濾后，用壓縮空氣和蒸汽加壓吹出濾餅中的殘液。
由吸附等溫線可以確定炭用量。首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定吸附等溫線。實(shí)驗(yàn)是將不同量的炭樣，分別加入到盛有相同體積液體的容器中，在相同溫度下，充分?jǐn)嚢枰恍r(shí)左右，使炭吸附達(dá)到平衡，然后過濾分出濾液和炭，分別測(cè)出濾液中雜質(zhì)的剩余濃度（終濃度），實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表1。表中一行數(shù)據(jù)為未處理試樣，C0表示空白濃度即未處理液體的初濃度，表中左面兩欄為記錄的實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，X表示初濃度與剩余濃度之差即X=C0-Cf；X/M數(shù)據(jù)是計(jì)算得到的。用X/M對(duì)Cf在對(duì)數(shù)紙上作圖，便得出吸附等溫線，如圖3所示，該吸附等溫線可以由弗羅因德利胥吸附方程式表示：
這種方法的炭用量較少，適用于處理雜質(zhì)含量較高的液體。其炭用量可以利用圖5吸附等溫線，參照單級(jí)處理炭用量來計(jì)算。圖中C0表示未處理液體的初濃度，Cf表示用過一次炭與液體接觸處理后的中間濃度，即處理過一次液體的濃度，Cf表示新炭與處理一次后的液體進(jìn)行二次處理的終濃度。當(dāng)單級(jí)處理與二級(jí)逆流處理的終濃度相同時(shí)，可以由弗列因德利胥方程式推導(dǎo)出下列方程式：

Mcc/Ms=（Cf/C1）1/n
Mcc/Ms=（C1-Cf）/（C0-Cf）
式中：Ms—單級(jí)處理的炭用量（ppm）。
Mcc—二級(jí)逆流處理的炭用量（ppm）。
根據(jù)方程式給出了二級(jí)逆流處理的一組曲線，如圖6所示，每條曲線表示在一定終濃度（Cf）下，吸附等溫線斜率與炭用量之間的關(guān)系，圖中終濃度（Cf）用它初濃度（C0）的百分?jǐn)?shù)表示，炭用量（Mcc）以它單級(jí)處理炭用量（Ms）的百分?jǐn)?shù)表示。
M2/Ms×100%=20%
M2/30.6%×100%=20%
M2=30.6%×0.15=6.1%
則二級(jí)處理炭用量，為液體重量的6.1%。
M=M1+M2=4.6%+6.1%=10.7%
則二級(jí)分段處理總的炭用量為液體重量的10.7%。
由以上炭用量計(jì)算結(jié)果表明，用不同方法處理液體的炭用量，有很大的不同，處理時(shí)的炭用量大，二級(jí)逆流處理時(shí)小。