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室内空气净化技术
来源: | 作者:pro624b4c | 发布时间: 847天前 | 625 次浏览 | 分享到:
室内空气净化技术涉及介质过滤、吸附化学催化、光催化、高电压(低温等离子、负离子、臭氧、静电)等多学科技术。
进入过滤介质的粉尘有更多的机会撞击介质,一旦撞上介质就会被黏住。微小粉尘相互碰撞会凝并成容易沉降的大颗粒,所以空气中粉尘的颗粒度相对稳定。室内粉尘撞击墙壁时会留在那里,时间长了墙壁和天花板会褪色,气流速度高的局部会出现黑渍。
  对过滤材料的要求:既有效的拦截尘埃粒子,有不对气流形成过大的阻力。非均匀排布的纤维材料符合这一要求,如各种非织造布、纸张。杂乱交织的纤维形成对粉尘的无数道屏障,纤维间宽阔的间隙允许气流顺利通过。其他透气的多孔物质也可以做成过滤材料,如细砂、陶瓷、开孔型泡沫材料。但对通风用的空气过滤器来说,纤维材料因其透气性好、质量轻、加工性能好而被广泛应用。
  为了达到良好的过滤效率,过滤介质中的纤维数量要尽可能的多,而为了减小气流阻力,现为要尽可能细,此外,作为过滤材料的纤维介质应安全,不易老化,成本低廉。在空气过滤器成为工业产品后的近百年间,人们几乎尝试了所有天然和人造纤维材料,经反复筛选,目前广泛使用的材料有玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、植物纤维等。在矿物材料制成的纤维中,除玻璃纤维外的所有其他材料均因安全原因而淘汰。对于小于10微米的颗粒物,目前最经济、最有效的方法之一是纤维过滤技术。

纤维过滤器的过滤机理

  在纤维过滤器的第一阶段(稳定阶段)过滤过程中,微粒捕集主要借助以下几种作用实现。
  (1) 筛滤作用:纤维过滤层内纤维排列错综复杂,并形成无数网格。当微粒粒径大于纤维网孔或沉积在纤维上的微粒间孔隙时,微粒就会被阻留于纤维层上。
  (2) 惯性碰撞:气流通过纤维层时,其流线不断改变。当微粒质量较大或者速度较大的,由于惯性作用,微粒来不及跟随气流绕过纤维,因而脱离流线向纤维靠近,并碰撞在纤维上而沉积下来。
  (3)拦截作用:当气流接近纤维时,较细小尘粒随气流一起绕流,若尘粒半径大于尘粒中心到纤维边缘的距离,则尘粒会因与纤维接触而被拦截。
  (4)扩散作用:在气体分子热运动引起的碰撞作用下,细小微粒像气球分子一样作不规律的布朗运动,微粒尺寸越小,这种作用越显著。
  (5)静电作用:一般来说,纤维和微粒都可能带有电荷,俩者之间遵循同性相斥、异性相吸的原理。若微粒与纤维所带电荷相反,微粒会吸附在滤料上;若微粒与纤维所带电荷相同,则情况正好相反。除了有意识地使纤维或微粒带电外,若是在纤维处理过程中因摩擦带上电荷,或因微粒感应而使纤维表面带电,则由于这种电荷不能长时间存在,而且电场强度也很弱,所以产生的吸引力很小,甚至可以完全忽略。
  (6)重力沉降作用:粒径和密度大的尘粒,进入过滤器后,当气速不大,做缓慢运动时,可由重力作用自然沉降下来。由于气流通过纤维过滤器的时间较短,对于大多数室内微粒,因其粒径较小,重力沉降速度慢,当它还没有沉降到纤维时已通过纤维层,所以重力沉降作用较弱。
  上述各种捕集作用,对某一微粒来说并非同时有效,起主导作用的往往只是其中的某一种或几种机理。原生钛技术是涵盖上述功能目前最多的一项技术。

吸附法

  定义:吸附是利用多孔性固体吸附剂处理气体的混合物,是其中所含的一种或数种组分吸附于固体表面上,从而达到分离的目的。

常用吸附剂及其物理性质

  
物理性质 活性炭 活性氧化铝 沸石分子筛 硅胶
真密度/(kg/m?) 1.9~2.2 3.0~3.3 2.0~2.5 2.1~2.3
表现密度/(kg/m?) 0.7~1 0.8~1.9 0.9~1.3 0.7~1.3
填充密度/(kg/m?) 0.35~0.55 0.49~1.00 0.60~0.75 0.45~0.85
孔隙率 0.33~0.55 0.40~0.50 0.30~0.40 0.40~0.50
比表面积/(m?/g) 600~1400 95~350 600~1000 300~830
微孔体积/(cm?/g) 0.5~1.4 0.3~0.8 0.4~0.6 0.3~1.2
平均微孔径/10 20~50 40~120 10~140
比热容/[J/(g·K)] 0.84~1.05 0.88~1.00 0.80 0.92
热导率/[kJ/(m·h·K)] 0.50~0.71 0.50 0.18 0.50

影响吸附剂吸附气体的因素

  1.操作条件:低温有利于物理吸附,适当升高温度有利于化学吸附,增大气体主体压力,即增大吸附质分压,能加快吸附进程。
  2.吸附质的性质;
  3.吸附质的性质与浓度;
  4.吸附剂的活性:1>静活性:是指在一定温度下,气体中被吸附物的浓度达平衡时单位吸附剂上可能吸附的最大吸附量。 2>动活性:是吸附过程还没有达到平衡时单位质量吸附剂吸附质的量。气体通过吸附剂床层时,床层中吸附剂逐渐趋于饱和。
  5.接触时间。

吸附在室内空气净化中的应用

  作为净化室内空气的主要方法,吸附被广泛采用,所用吸附剂主要是粒状活性炭和活性炭纤维。精华炭由优质果核炭经复合催化技术处理,不但具有高效吸附能力,更具有吸附后分解、祛除有害气体,延缓吸附饱和时间的功能,相较活性炭、竹炭等产品其吸附功能更具长效性和稳定性。由于精华炭具有优异的结构特征以及良好的吸附性能,在环境保护方面,人们基于精华炭纤维,设计制造了各种吸附装置,在废水治理、饮用水净化方面,已取得了理想的效果;在室内空气净化方面也取得了很好的效果。精华炭不仅能广泛用于有机物的吸附和清除,而且能够有效地去除异味。
  产品名称:<精华炭>
  产品特性:强大吸附力;释放负离子;红外线保健;屏蔽电磁波。
  产品功能:有效去除甲醛、苯系物、氨、TVOC及烟、腐、厕、鞋等异味。
  实验测得精华炭对苯、氨、甲醛的平衡吸附容量(25℃时饱和蒸汽压下的吸附容量),见下表。
  
吸附质 黏胶基精华炭
248
325
甲醛 278

光催化氧化法

室内空气污染治理的光催化制品

  催化技术治理空气污染具有广谱性、经济性、灭菌性等特点,因而越来越受到重视,成为空气污染治理技术研究和开发的热点。
  (1)广谱性:迄今为止的研究表明光催化对几乎所有的污染物都具有治理能力。
  (2)经济性:光催化在常温下进行,直接利用空气中的O2做氧化剂,气相光催化可利用低能量的紫外灯,甚至直接利用太阳光。
  (3)杀菌消毒:利用紫外光控制微生物的繁殖已在生活中广泛使用。

静电除尘技术

静电除尘技术的优点

  (1)除尘效率高
  (2)可以净化较大气量
  (3)能够除去的粒子粒径范围较宽
  (4)可净化温度较高含尘烟气
  (5)结构简单,气流速度低,压力损失小
  (6)能量消耗比其他类型除尘器低
  (7)电除尘器可以实现微机控制,远距离操作

电除尘器的缺点

  (1)一次投资费用高,钢材消耗量大
  (2)除尘效率受粉尘物理性质影响很大,特别是粉尘比电阻的影响更为突出
  (3)不适宜直接净化高浓度含尘气体
  (4)对制造和安装质量要求很高
  (5)需要高压变电及整流控制设备
  (6)占地面积较大

臭氧法

  抽样由于其强氧化性,被广泛应用于水的消毒、空气的消毒、物体表面的消毒、消毒水及环境的除臭除味等领域。随着臭氧技术发展,臭氧技术的研究及应用已形成独立的产业,发展前景十分广阔。

活性炭净化技术

  炭是利用木炭、木屑、椰子壳一类的坚实果壳,果核及优质煤等做原料,经过高温炭化,并通过物理和化学方法,采用活化、酸性、漂洗等一系列工艺而制成的黑色、无毒、无味的物质。其比表面积一般在500~1700m2/g之间,高度发达的孔隙结构——毛细管构成一个强大吸附力场。当气体污染物碰到毛细管时,活性炭孔周围强大的吸附力场会立即将气体分子吸入孔内,达到净化空气的作用。

高效HEPA过滤法

  HEPA是High Efficiency Particulate Air FILTER (高效率空气微粒滤芯)的缩写,它是一种国际公认最好的高效滤材,最初HEPA应用于核能研究防护,现在大量应用于精密实验室、医药生产、原子研究和外科手术等需要高洁净度的场所。HEPA由非常细小的有机纤维交织而成,对微粒的捕捉能力较强,孔径微小,吸附容量大,净化效率高,并具备吸水性,针对0.3微米的粒子净化率为99.97%。也就是说:每10000个粒子中,只能有3个粒子能够穿透HEPA过滤膜。因此,它的过滤颗粒物的效果是非常明显的!如果用它过滤香烟,那么过滤的效果几乎可以达到100%,因为香烟中的颗粒物大小介于0.5—2微米之间,无法通过HEPA过滤膜。

净离子群净化技术

  净离子群空间净化技术,简称:PCI。是夏普空气净化器特有技术。通过净离子发生装置高压放电释放出与自然界相同的正、负离子群,对空气中的浮游霉菌、病毒等有害物质进行包围分解,达到净化空气的效果。
  净离子群空间净化技术由夏普公司于2000年开发,是夏普独自开发的空中除菌技术,能抑制浮游病毒,分解和去除浮游的霉菌。
  原理/作用机制
  来自水分子的正离子与来自氧分子的负离子,在微粒表面发生化学反应,形成OH根,破坏分子表面的蛋白质,致使分子其本身功能失效,灭活了浮游病毒等的有害物质。
  净化关键:净离子群离子在附着浮游菌表面的瞬间,生成氧化性最强的「OH(羟基)自由基」从浮游菌的蛋白质中抽出H+。使其失去活性,最后以水分子的形式返回到空气当中。
  净离子群空间净化技术搭载的夏普空气净化器,使其拥有荣获医用级别、商务礼品级别和美肤级别等不同

空气净化级别国际标准

  内容包括空气净化的基本概念,国内外医院与医药行业空气洁净度分级标准,空气净化的主要方法与技术,洁净室的设计原则,洁净室环境设施与布局要求,洁净室的卫生管理,洁净室的监测指标与方法。
  一、有关概念
  空气净化( air purification ):去除空气中的污染物质,使空气洁净的行为。
  洁净度( cleanliness ):洁净环境内单位体积空气中含大于或等于某一粒径的悬浮粒子的允许统计数。
  洁净室(区)( clean room (area) ):需要对尘粒及微生物含量进行控制的房间(区域)。其建筑结构、装备及其作用均具有减少对该房间(区域)内污染源的介入,产生和滞留的功能。
  局部空气净化( localized air purification ):仅使室内工作区域特定局部空间的空气含悬浮粒子浓度达到规定的空气洁净度级别,这种方式称局部空气净化。
  单向流( unidirectional air flown ):沿着平行流线,以一定流速、单一通路、单一方向流动的气流,曾被称为层流。
  非单向流( nonunidirectional air flown ):具有多个通路循环特性或气流方向不平行的,不满足单向流定义的气流,曾被称为乱流。
  二、空气净化标准与要求
  (一)国内外空气洁净度分级标准
  1 、 WHO 、美国与欧共体( EC )标准
  洁净度级别
  美国联邦标准
  FS-209E
  WHO 与 EC
  GMP
  等级限值 / m 3
  尘粒的最大允许数 /m 3
  ≥ 0.5 μ m
  ≥ 5 μ m
  ≥ 0.5 μ m
  ≥ 5 μ m
  100
  1 万
  10 万
  3.53 × 10 3
  3.53 × 10 5
  3.53 × 10 6
  3.53 × 10 5
  3.53 × 10 6
  3.5 × 10 3
  3 .5 × 10 5
  3.5 × 10 6
  2.0 × 10 3
  2.0 × 10 4