CN104722287A - 活性炭电加热再生预处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了活性炭电加热再生预处理装置及方法。活性炭热再生能耗高，碳的损耗也大；现有的电热式活性炭再生方法不适合臭氧生物活性炭技术中的饱和活性炭再生。本发明的活性炭电加热再生预处理装置，进料皿通过斜通道与中心管连通；加热装置设置在中心管底部；螺旋叶片和内管均设置在中心管内，螺旋叶片与中心管固定；内管与排风扇连通。本发明的活性炭电加热再生预处理方法，步骤为：饱和活性炭材料由进料皿和斜通道进入中心管，进行干燥处理；水蒸气经内管由排风扇排出；中心管旋转，对饱和活性炭材料摩擦处理；饱和活性炭材料随螺旋叶片的旋转不断被输出到再生装置。本发明可有效脱除饱和活性炭的物理吸附物质，提高饱和活性炭再生的效率。

Description

活性炭电加热再生预处理装置及方法

技术领域

本发明属于活性炭再生领域，具体涉及一种活性炭电加热再生预处理装置及方法。

背景技术

目前，采用活性炭吸附对给水进行深度处理的水厂越来越多，而臭氧－生物活性炭深度水处理技术被称为饮用水净化的第二代净水技术。臭氧－生物活性炭技术采用臭氧氧化和生物活性炭滤池联用的方法，其主要目的是在常规处理之后进一步去除水中有机污染物、氯消毒副产物的前体物以及氨氮，降低出水中的BDOC和AOC类有机物，保证净水工艺出水的化学稳定性和生物稳定性。臭氧－生物活性炭净水工艺以其高效去除水中溶解性有机物和致突变物质，出水安全、优质而备受瞩目。

活性炭在吸附一定物质饱和后，需要进行更换或再生。目前活性炭的再生方法有和多种，如：湿式氧化再生法、化学药溶剂再生法、生物再生法，电化学再生等。电化学再生法是一种正在研究中的方法，主要用于颗粒活性炭再生。将活性炭填充在两个主电极之间,在电解液中加以直流电场,活性炭在电场作用下极化，一端成阳极，另一端呈阴极，形成微电解槽,在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原和氧化反应,吸附在活性炭上的污染物大部分被分解,小部分因电泳力作用发生脱附而使活性炭再生。这种方法需要额外加入电解液，且再生时间较长，还存在部分吸附物质脱附困难等问题，目前还处于实验室研究阶段。

现阶段工业真正大量使用的活性炭再生方式是热再生，即通过高温惰性气体，将饱和活性炭颗粒加热到800℃以上，将吸附物质脱除。该再生方式设备相对简单，对大多数种类的活性炭再生都取得了不错的效果，通用性较好。但其也有明显的缺点：因需要保证一定的再生时间和气密性，使得再生设备庞大，且辅助设备较多，如常用的热再生设备耙式炉，设备投资较大；因需要采用高温惰性介质对活性炭加热，再生时间较长，且能耗较高；由于是采用外部加热的方式要将饱和活性炭加热到800℃以上，再生过程中设备温度需更高，散热损耗也很大，炭的损耗也较大。

对此，很多研究者提出了电热式再生方式，通过电流流过活性炭产生的焦耳热对活性炭进行加热，对活性炭颗粒进行由内而外的快速升温(与热再生通过惰性气体进行由外向内的升温不同)，同时流经电极的活性炭颗粒之间还会产生电弧放电，产生电锤效应，同时使得内部间隙中少量的氧气变成臭氧，进一步提高了再生效率。电热式再生具有设备简单，体积小、占地少、电耗低、速度快、炭耗少、吸附恢复率高等优点。但该再生方式到目前为止，在工业上真正应用非常罕见，因为颗粒状活性炭在饱和后吸附了大量的有机物，特别是在其表面吸附的有机物更多，如同表面包裹了一层有机绝缘层，使得其电阻成百上千倍地升高，特别是臭氧－生物活性炭深度水处理技术在水处理方面的普遍应用，使得饱和活性炭表面的“有机绝缘层”变得更厚。2009年同济大学国家城市中心污染控制工程研究中心发表了一篇名字为《活性炭放电热再生的试验研究》的论文，该论文中指出：目前，臭氧生物活性炭技术在国内大型水厂水质深度处理中逐步推广。臭氧生物活性炭技术中的活性炭一般都使用3～4年之久，表面包裹了很厚的生物膜，导致此类活性炭自身电阻比较大。在对使用3年的饱和活性炭清洗，清洗下来的生物膜烘干后称重，其重量达到炭重的1.1％，这还不是生物膜重的全部。同时这种饱和活性炭经简单清洗后导电特性也很差，目前所提出的电热式活性炭再生方法已不适合此种活性炭的直接再生。

由于经过臭氧－生物活性炭净水工艺中得到的饱和活性炭电阻很大，低电压情况下难以对饱和活性炭进行加热，而当加载在电极板两端的电压过高时，会产生击穿现象，在成活性炭的大量烧结与烧损。因而整个电热式再生过程存在安全隐患。特别是对于作为臭氧生物活性炭技术中的饱和活性炭的再生，现有电热式再生过程更是难于控制该饱和活性炭再生，且难以保证在高电压下的设备与人身安全，这正是作为臭氧生物活性炭技术中的饱和活性炭几乎无法进行电热式再生的根本原因。

故而，如何降低饱和活性炭的电阻，将其电阻值在再生过程中控制在一定的范围内，是低电压电热再生能否进行，并进行工业广泛应用的关键。

在水处理中，活性炭吸附的物质中含有受热易脱附物理吸附型物质和难脱附型化学吸附型有机物。但两种吸附型物质的比例并不是不变的，相关研究表明，在饱和活性炭的升温再生阶段，温升速率越快，则其部分物理吸附物质会转变成化学吸附物质，使得再生过程中所需要的能耗更高。

而目前现有的饱和炭再生技术，都没有将物理吸附物质的脱附和化学吸附物质的热分解两种去除机理完全不同的过程分开。

相对来说，采用热再生法对有机物的脱除比较彻底。热再生法是目前工艺最为成熟，工业上应用最多的是采用生产活性炭的煅烧炉再生。

热再生法的主要原理是：在不同加热温度下，被吸附的有机物按性质不同，分别以解析、炭化和氧化的形式从活性炭的基质上消除出来，从而使活性炭获得再生。经脱水后的活性炭，其加热再生过程一般分为干燥、高温炭化和活化等三个阶段。干燥过程一般在110℃以下进行，大部分含在活性炭孔隙中的水以及少量有机物被蒸发脱离，由于在干燥过程中需大量的蒸发潜热，因此热再生中所需的热量将近50％是在干燥中消耗掉的。当加热温度达到300℃左右时，绝大部分低沸点处于物理吸附的有机物便会从炭基上脱离出来。当加热温度进一步升高到大约800℃，高沸点的有机物便会在吸附状态下被分解，部分转化成小分子物质而脱离，其余部分则通过炭化以固定炭的形态残留下来。炭化过程所生成残留下的炭，在800～1000℃的高温下被水蒸气、二氧化碳及氧气等氧化性气体氧化气化，最终从活性炭微孔中分解出来。

再生过程中的加热状态能够改变物理吸附与化学吸附物质的比例。研究表明过快的加热速率会影响到物理吸附的可逆性，使得物理吸附的物质转变为化学吸附物质。

故而，尽管电热再生过程理论上可实现极快的升温过程，但由于其将物理吸附的物质转变成化学吸附的物质，不但使得能耗会有所增加，而且会使得再生活性炭表面的残留物质较多，容易堵塞微孔，且增大后续活化过程的负担。故而，在低温阶段，特别是物理吸附物质的脱附阶段，升温速率不宜过大。而目前，还没有任何一种活性炭再生方法，能够将活性炭再生过程中的物理吸附与化学吸附物质的脱除，这两种过程区分开。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种活性炭电加热再生预处理装置，并提供一种活性炭电加热再生预处理方法，在饱和活性炭放入电热再生炉之前，对饱和活性炭进行预处理，从而脱除物理吸附物质，极大地降低饱和活性炭的电阻；预处理后的饱和活性炭可进行后续的活性炭电热再生，脱除化学吸附物质，实现再生过程中物理吸附物质和化学吸附物质的分开脱除，既解决了工业上饱和活性炭，特别是用于臭氧生物活性炭技术而产生的饱和活性炭，无法进行稳定的低电压电热再生的问题，同时又降低了能耗，提高再生效率和经济效益。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明的活性炭电加热再生预处理装置，包括进料皿和中心管；所述的进料皿固定在多根支撑柱上；所述的进料皿呈漏斗状，底部与斜通道的一端连通；斜通道的另一端与中心管连通；中心管的两端分别通过轴承支承在第一支撑架和第二支撑架上；所述中心管的内壁攻有全螺纹；加热装置设置在中心管底部外壁；保温外壳套置在中心管和加热装置外；螺旋叶片和内管均设置在中心管内，且螺旋叶片与中心管固定；内管的一端穿过斜通道，与排风扇的排风口连通；皮带的一端套在中心管上，电机驱动皮带的另一端。

所述支撑柱的数量为4～6根。

所述的斜通道与水平方向的夹角为30～60°。

所述中心管的内壁设有测温探头。

所述的加热装置为电阻丝或硅炭棒。

所述螺旋叶片的一端端面与中心管的一端端面对齐，另一端伸出中心管外。

所述内管的另一端设置在中心管的中部。

本发明的活性炭电加热再生预处理方法，具体步骤为：

步骤一、将所需预处理的饱和活性炭材料从进料皿倾入，投入频率为25～100kg/h；饱和活性炭材料通过斜通道进入中心管内；

步骤二、为中心管中的饱和活性炭材料加热，进行干燥处理；将预处理的温度控制在200～350℃。

步骤三、打开排风扇，被加热的饱和活性炭材料中的水蒸气与脱附的物理吸附物质不断挥发，一部分进入内管，并被排风扇排入空气，另一部分由出口排入空气。

步骤四、将饱和活性炭材料进行摩擦处理。中心管旋转，饱和活性炭材料不断与中心管内壁的螺纹摩擦，同时饱和活性炭材料自身颗粒之间不断摩擦。使中心管的转速小于30r/min，且中心管13的直径小于0.5m，以保证饱和活性炭材料颗粒的破碎率小于0.5％。

步骤五、中心管内的螺旋叶片随中心管同步旋转，干燥和摩擦处理10～60min后，饱和活性炭材料随着螺旋叶片的旋转，不断被输出到下一阶段的再生装置。

所述破碎率的定义为：

$\mathrm{Br}=\frac{n-n_0}{n_0}(1-\mathrm{\ω})$

式中：n₀为饱和活性炭材料颗粒干燥前单位质量的炭颗粒数，n为饱和活性炭材料颗粒干燥后单位质量的炭颗粒数，ω为饱和活性炭材料颗粒干燥后的脱水率。

所述螺旋叶片的参数计算公式如下：

展开内孔直径： $d_1=\frac{1.25}{\mathrm{\π}}\sqrt{{\left(\mathrm{\πd}\right)}^2+p^2};$

展开外径：D₁＝d₁+(D-d)；

导程： $S=\frac{{\mathrm{km}}_0{d}_0}{1000}\sqrt{{\left(\mathrm{\πd}\right)}^2+0.95p^2};$

其中，d为螺旋叶片的内侧到螺旋叶片中心线的垂直距离；D为螺旋叶片的外侧到螺旋叶片中心线的垂直距离；p为螺旋叶片的螺距；k为饱和活性炭比表面积；m₀为每立方米的饱和活性炭质量；d₀为饱和活性炭颗粒的直径。

本发明具有的有益效果：

1、本发明只进行饱和活性炭再生过程中的物理吸附物质的脱附过程，饱和活性炭再生过程中的化学吸附物质的分解过程可在后续的电热式再生时进行，从而降低能耗，增加经济效益，提高了饱和活性炭再生的效率。后续的电热式再生可使饱和活性炭中的大分子有机物的化学键裂解，同时炭化残留物也将得到去除和活化。

2、当饱和活性炭在转动的中心管预处理时，饱和活性炭颗粒可快速加热到250～350℃，随着水蒸气的快速逸出，饱和活性炭内处于物理吸附状态的物质也会产生脱附，本发明的预处理不但去除了饱和活性炭中的水分，而且使得饱和活性炭进行了初步的活化，这既减轻了后续电热再生炉的再生负担，同时，由于部分有机物的脱除，降低了饱和活性炭表面绝缘层厚度，提高了在再生炉中直流电场下饱和活性炭微观电子发生隧道效应的概率，因此经过本发明预处理后的饱和活性炭冷态电阻将降低90％以上。

3、斜通道使得进料皿内的饱和活性炭更容易进入中心管。

4、中心管内的测温探头及时测出中心管内的温度，以便加热装置能适时调节，从而有效地控制中心管内的温度。

5、中心管内被加热干燥的饱和活性炭材料挥发出的水蒸气大部分通过内管被排风扇排送到空气中。

6、加热装置为电阻丝或硅炭棒，加热方便，且有效地降低了装置成本。

附图说明

图1为本发明的活性炭电加热再生预处理装置的整体结构示意图；

图2为本发明的活性炭电加热再生预处理装置的整体结构立体图；

图3为本发明的活性炭电加热再生预处理装置的局部剖切立体图；

图4为采用本发明的活性炭电加热再生预处理装置预处理活性炭时活性炭的质量烧损随预处理时间的变化曲线图。

图5为预处理后的饱和活性炭冷却一段时间后再次升温时温度和电阻的对应关系图；

图6为测量活性炭在不同温度下电阻变化过程的测量装置图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1、2和3所示，活性炭电加热再生预处理装置，包括进料皿1和中心管13；进料皿1固定在四根支撑柱2上；进料皿1呈漏斗状，底部与斜通道3的一端连通；斜通道3的另一端与中心管13连通；斜通道3与水平方向的夹角为45°；中心管13的两端分别通过轴承支承在第一支撑架7和第二支撑架10上；中心管13的内壁攻有全螺纹，且设有测温探头；加热装置9设置在中心管13底部外壁；加热装置9为电阻丝；保温外壳12套置在中心管13和加热装置9外；螺旋叶片11和内管8均设置在中心管13内，且螺旋叶片11与中心管13固定；螺旋叶片11的一端端面与中心管13的一端端面对齐，另一端伸出中心管13外；内管8的一端穿过斜通道3与排风扇4的排风口连通，另一端设置在中心管13的中部；皮带5的一端套在中心管13上，电机6驱动皮带5的另一端。

活性炭电加热再生预处理方法，具体步骤为：

步骤一、将所需预处理的饱和活性炭材料从进料皿1倾入，投入频率为50kg/h；饱和活性炭材料通过斜通道3进入中心管13内；

步骤二、将加热装置9通电，为中心管13中的饱和活性炭材料加热，进行干燥处理；根据测温探头测得的温度，将预处理的温度控制在350℃。

步骤三、打开排风扇4，被加热装置9加热的饱和活性炭材料中的水蒸气不断挥发进入内管8，被排风扇4吸走，最终排入空气。

步骤四、将饱和活性炭材料进行摩擦处理。启动电机6，电机6驱动皮带5匀速转动，皮带5带动中心管13旋转，饱和活性炭材料不断与中心管13内壁的螺纹摩擦，同时饱和活性炭材料自身颗粒之间不断摩擦。摩擦处理后；当中心管13的转速小于30r/min，且中心管13的直径小于0.5m时，饱和活性炭材料颗粒的破碎率小于0.5％。

破碎率的定义为：

$\mathrm{Br}=\frac{n-n_0}{n_0}(1-\mathrm{\ω})$

式中：n₀为饱和活性炭材料颗粒干燥前单位质量的炭颗粒数，n为饱和活性炭材料颗粒干燥后单位质量的炭颗粒数，ω为饱和活性炭材料颗粒干燥后的脱水率。

步骤五、螺旋叶片11随中心管13同步旋转，干燥和摩擦处理25min后，饱和活性炭材料随着螺旋叶片11的旋转，不断被输出到下一阶段的再生装置，进行活性炭再生工序。

螺旋叶片11的参数计算公式如下：

展开内孔直径： $d_1=\frac{1.25}{\mathrm{\π}}\sqrt{{\left(\mathrm{\πd}\right)}^2+p^2};$

展开外径：D₁＝d₁+(D-d)；

导程： $S=\frac{{\mathrm{km}}_0{d}_0}{1000}\sqrt{{\left(\mathrm{\πd}\right)}^2+0.95p^2};$

其中，d为螺旋叶片的内侧到螺旋叶片中心线的垂直距离；D为螺旋叶片的外侧到螺旋叶片中心线的垂直距离；p为螺旋叶片的螺距；k为饱和活性炭比表面积，单位为m²/g；m₀为每立方米的饱和活性炭质量，单位为g/m³；d₀为饱和活性炭颗粒的直径。

经过该活性炭电加热再生预处理方法预处理后的饱和活性炭电阻能减小到原来的90％以上。将预处理得到后的活性炭输入到热再生炉中，再生炉中的配合最大电压仅为90V，最大电流为120A。该活性炭电加热再生预处理方法可以降低饱和活性炭的电阻，节约能耗与再生时间，降低再生炉的电热功率。降低电源电压，易使得电源小型化。从而降低设备成本，顺利实现再生。

如图4、表1和表2所示，发明人采用饱和活性炭进行了一系列的实验，且所测电阻为饱和活性炭加热后冷却到室温时的电阻。该饱和活性炭为某水厂采用生物-臭氧活性炭深度处理污水后所得。为测量活性炭在不同温度下电阻变化过程，选用一根圆柱形刚玉管作为测量装置，如图6所示。刚玉管内径约1.5cm，长约10cm，内部充满饱和活性炭，两头接有不锈钢电极，电极外由导线接出连到数字万用表上，万用表量程0-20MΩ。刚玉管自身具有耐高温特性，为保护电极和导线，在刚玉管两头套有陶瓷套管，可防止电极和导线熔化。整个刚玉管放置在一管式炉内，炉子由XMT-8000P可编程温控仪控制升温程序，可控制30段升温程序。

实验结果显示，25min后，当湿炭的温度被加热到400摄氏度时，湿炭的水分去除率已经达到90％以上，因此无需继续加热。同时，350℃温度以上水分去除率已经达到较好的效果。在降低电阻方面，经实验测定，300℃时，经25min后电阻无明显下降，适合作为较理想的预处理时间，而350℃时电阻下降趋势显著，再升高温度会造成资源消耗过高而效果不明显。所以选择25min和350℃为最理想的加热除湿时间和温度。另一方面，在预处理烧损方面，25min时间的烧损质量也符合较低的经济成本。因此，在该工况下的预处理过程，选择预处理时间为25min，预处理温度为350℃为最理想的预处理参数。如图5所示，经过350℃预处理后的活性炭冷却到室温后，再次对其加热升温后，测量结果显示其电阻进一步减小。经实验证明，在实际运行中，可以调节活性炭电加热再生预处理装置的转速，对冷却后的活性炭再次升温，进入再生炉中的饱和活性炭的电阻将进一步减小。

该活性炭电加热再生预处理方法操作简单，耗费能源少，经济实用，且可连续操作生产，预处理后的活性炭采用电压90V，电流120V的直流电源，结合配套的多段式再生炉，可生产出的活性炭再生率达到原来的90％以上，损耗率小于0.5％。每公斤活性炭的再生耗电量(包含干燥耗电量)为0.8千瓦时左右，非常适合广大中、小水厂使用。

该活性炭电加热再生预处理方法根据活性炭中物理吸附与化学吸附物质的不同特点，利用热再生法与电热再生法各自的优点，首先通过预处理，先将低温加热方法将饱和活性炭加热到200～350℃，使得其水分与大部分物理吸附物质脱除，并在此过程中，通过适当程度的物理摩擦的方法将其表面附近的吸附打磨掉，破坏或部分破坏其“有机物绝缘层”，从而降低其电阻，实现活性炭的低电压再生。且可通过调节预处理装置的加热温度、转速来控制进入电热再生装置的饱和活性炭电阻。而由于该预处理过程的加热温度较低，使得装置加热速度较快，热损很小，且由于350℃的温度远低于用活化无烟煤制成的颗粒活性炭的空气着火点，可直接对其在空气中进行加热，几乎无烧损，不需要采用惰性气体或密封处理。

预处理过的饱和活性炭再进行电热再生，可将饱和活性炭中的化学物质的化学键裂解，变成小分子碎片逸出。该活性炭电加热再生预处理方法一方面有效地降低了饱和活性炭的电阻，特别是臭氧生物活性炭技术中的饱和活性炭的电阻，有利于其进行进一步的电热再生；另一方面实现了再生过程中的物理吸附物质脱除和化学吸附物质脱除过程的分开，降低了能耗，提高再生效率，同时实现再生设备的小型化。

表1预处理阶段活性炭的除水量经不同干燥温度和干燥时间处理后的结果

表2预处理阶段活性炭的电阻在不同温度和时间的测量结果

Claims (10)

1.活性炭电加热再生预处理装置，包括进料皿和中心管，其特征在于：所述的进料皿固定在多根支撑柱上；所述的进料皿呈漏斗状，底部与斜通道的一端连通；斜通道的另一端与中心管连通；中心管的两端分别通过轴承支承在第一支撑架和第二支撑架上；所述中心管的内壁攻有全螺纹；加热装置设置在中心管底部外壁；保温外壳套置在中心管和加热装置外；螺旋叶片和内管均设置在中心管内，且螺旋叶片与中心管固定；内管的一端穿过斜通道，与排风扇的排风口连通；皮带的一端套在中心管上，电机驱动皮带的另一端。

2.根据权利要求1所述的活性炭电加热再生预处理装置，其特征在于：所述支撑柱的数量为4～6根。

3.根据权利要求1所述的活性炭电加热再生预处理装置，其特征在于：所述的斜通道与水平方向的夹角为30～60°。

4.根据权利要求1所述的活性炭电加热再生预处理装置，其特征在于：所述中心管的内壁设有测温探头。

5.根据权利要求1所述的活性炭电加热再生预处理装置，其特征在于：所述的加热装置为电阻丝或硅碳棒。

6.根据权利要求1所述的活性炭电加热再生预处理装置，其特征在于：所述螺旋叶片的一端端面与中心管的一端端面对齐，另一端伸出中心管外。

7.根据权利要求1所述的活性炭电加热再生预处理装置，其特征在于：所述内管的另一端设置在中心管的中部。

8.活性炭电加热再生预处理方法，其特征在于：该方法的具体步骤为：

步骤一、将所需预处理的饱和活性炭材料从进料皿倾入，投入频率为25～100kg/h；饱和活性炭材料通过斜通道进入中心管内；

步骤二、为中心管中的饱和活性炭材料加热，进行干燥处理；将预处理的温度控制在200～350℃；

步骤三、打开排风扇，被加热的饱和活性炭材料中的水蒸气不断挥发进入内管，并被排风扇排入空气；

步骤四、将饱和活性炭材料进行摩擦处理；中心管旋转，饱和活性炭材料不断与中心管内壁的螺纹摩擦，同时饱和活性炭材料自身颗粒之间不断摩擦；使中心管的转速小于30r/min，且中心管13的直径小于0.5m，以保证饱和活性炭材料颗粒的破碎率小于0.5％；

步骤五、中心管内的螺旋叶片随中心管同步旋转，干燥和摩擦处理10～60min后，饱和活性炭材料随着螺旋叶片的旋转，不断被输出到下一阶段的再生装置。

9.根据权利要求8所述的活性炭电加热再生预处理方法，其特征在于：

所述破碎率的定义为：

$\mathrm{Br}=\frac{n-n_0}{n_0}(1-\mathrm{\ω})$

式中：n₀为饱和活性炭材料颗粒干燥前单位质量的炭颗粒数，n为饱和活性炭材料颗粒干燥后单位质量的炭颗粒数，ω为饱和活性炭材料颗粒干燥后的脱水率。

10.根据权利要求8所述的活性炭电加热再生预处理方法，其特征在于：所述螺旋叶片的参数计算公式如下：

展开内孔直径： $d_1=\frac{1.25}{\mathrm{\π}}\sqrt{{\left(\mathrm{\πd}\right)}^2+p^2};$

展开外径：D₁＝d₁+(D-d)；

导程： $S=\frac{{\mathrm{km}}_0{d}_0}{1000}\sqrt{{\left(\mathrm{\πd}\right)}^2+0.95p^2};$

其中，d为螺旋叶片的内侧到螺旋叶片中心线的垂直距离；D为螺旋叶片的外侧到螺旋叶片中心线的垂直距离；p为螺旋叶片的螺距；k为饱和活性炭比表面积；m₀为每立方米的饱和活性炭质量；d₀为饱和活性炭颗粒的直径。