活性炭吸附箱的过滤原理主要基于**物理吸附**和**化学吸附**作用，通过活性炭的高比表面积和丰富孔隙结构，有效去除气体或液体中的污染物。以下是其核心原理和过程的详细说明：

1. 活性炭的结构特性

- **高比表面积**：活性炭经过活化处理后，内部形成发达的孔隙结构（微孔、介孔、大孔），比表面积可达500~1500㎡/g，为吸附提供大量活性位点。

- **表面化学性质**：活性炭表面含氧官能团（如羧基、羟基等）可通过化学吸附与极性分子相互作用。

2. 吸附原理

 **（1）物理吸附（范德华力主导）**

- **非极性吸附**：对非极性分子（如苯、甲苯、四氯化碳等VOCs）和异味分子（如硫化氢、氨气）有强吸附能力，依赖分子间作用力。

- **孔径匹配效应**：污染物分子直径需与活性炭孔隙匹配（微孔吸附小分子，介孔吸附较大分子）。

 **（2）化学吸附（表面反应）**

- **化学键合**：表面官能团与特定污染物（如甲醛、硫化物）发生化学反应，形成稳定化合物。

- **催化作用**：某些活性炭负载催化剂（如浸渍金属氧化物），可分解污染物（如将臭氧转化为氧气）。

**3. 过滤过程**

1. **污染物扩散**：  

   - 气体/液体流经活性炭床层时，污染物分子通过**层流扩散**或**湍流扩散**接近活性炭表面。

2. **孔隙吸附**：  

   - 分子进入孔隙并被截留，小分子优先吸附于微孔，大分子吸附于介孔或表面。

3. **动态平衡**：  

   - 吸附速率与脱附速率最终达到平衡，此时活性炭饱和，需更换或再生。

**4. 影响吸附效率的因素**

- **污染物性质**：分子量、极性、浓度（高浓度可能缩短饱和时间）。

- **活性炭特性**：碘值（微孔多少）、灰分（杂质含量）、pH值（影响化学吸附）。

- **环境条件**：温度（低温利于物理吸附）、湿度（过高会竞争吸附位点）、流速（流速低则接触时间长）。

 **5. 典型应用场景**

- **气体处理**：VOCs净化、除臭（如污水处理厂、化工厂）、甲醛去除。

- **液体处理**：饮用水脱氯、工业废水脱色（如染料废水）、重金属离子吸附（如汞、铅）。

- **特殊用途**：防毒面具、空气净化器、冰箱除味剂。

**6. 活性炭再生与更换**

- **热再生**：高温（200~400℃）脱附污染物，但可能损失部分孔隙。

- **蒸汽再生**：用水蒸气吹脱可挥发有机物。

- **更换周期**：通常根据压差增大或出口浓度超标判定（如工业中每6~12个月更换）。

活性炭吸附箱的核心是通过多孔结构和表面化学性质，以物理和化学方式捕获污染物。其高效性依赖于材料特性与操作条件的优化，适用于广泛的环境净化领域，但需定期维护以保证性能。