第七章+空气的净化与质量控制.ppt

第七章空气净化与质量控制，室外空气和室内回收空气多含粉尘、烟雾、花粉、微生物及各种有害气体和蒸汽。 空气中的污染物会对人的正常工作和生活产生不利影响，有时会严重危害人的健康。 在一些生产工艺中，空气中的污染物也影响产品的质量、精度、纯度和成品率。 现代生物医学的发展，对提出控制空气中细菌数量的要求，保证医药、制剂、医疗及食品等不受感染和污染，保证人体健康具有重要意义。 空气净化(也称空气净化技术) :除去空气中的污染物质，净化房间和空间内的空气的技术。 第一节内部空间空气中浮游粒子的净化要求第一、空气污染物浓度、粒子状浮游粒子是空气净化的主要对象，这种污染物浓度表示方法通常采用以下3种：1)质量浓度：单位体积的空气中含有浮游粒子的质量(mg/m3)； 2 )计数浓度：单位体积的空气中含有各种粒径的浮游粒子的粒子的总数(粒子/m3或粒子/L) 3)粒径计数浓度：单位体积的空气中含有粒径范围内的浮游粒子的粒子数(粒子/m3或粒子/L )。 漂浮粒子控制的室内空气净化标准多采用质量浓度，洁净室多采用粒径计数浓度。 二、室内空气净化要求；一)一般净化只要求一般净化处理，没有确定的控制指标要求；二)中等净化对空气中浮游粒子的质量浓度有一定要求；三)超净化对空气中浮游粒子的大小和数量有严格要求。 可在高效过滤达到N5级清洁水平的空气环境内实现无菌操作。 浮游菌和落下菌捕集细菌的方法不同，前者是直接捕集空气中的浮游细菌，培养并计数，单位体积中的个数表示的后者是在平板培养皿中暴露于被检测环境一定时间后，培养后计数，单位时间内落下的细菌数量表示。 用空气中浮游粒子的清洁度水平控制生物清洁度的水平。 室内空气净化要求、微生物粒子控制、第二节空气粒子状污染物净化处理、空气净化处理的首要任务是去除空气中的浮游粒子。 根据浮游粒子的来源，实现净化目标的技术措施主要是空气过滤和空气分布。 空气过滤器用过滤装置除去送入洁净空间的空气中的浮游粒子，确保进入房间的空气所要求的清洁度是空气净化处理的基本方式。 空气分布是将过滤后的空气以必要的送风量送入清洁空间，在清洁空间内形成合理的气流形式，工艺和人体等室内尘源产生的浮游粒子随着空气的流动而排出，同时防止浮游粒子飞舞造成的二次污染。 合理的空气分布是保证洁净度要求的重要手段。 另一方面，大气尘的粒径分布在组成的粒径范围内，大气尘中的大粒子以质量计在粒子总量中所占的比例大，但在个数中所占的比例小。 这是净化工序中重视计数浓度的理由之一。 与空气净化相关的微粒子一般为10m以下，1m以上的粒子不仅少，而且容易捕集。 二、空气过滤，一、空气过滤器的过滤机理，(l )惯性作用：随着气流运动的尘粒靠近过滤器时，由于惯性力的作用，随着气流弯曲也不能直接前进，碰撞过滤器附着。 惯性作用随着尘粒粒径和过滤风速的增加而增加。 (2)扩散作用：尘埃粒子与气体分子一起进行布朗运动，与极细的过滤纤维接触后，附着在纤维上。 灰尘越小，流速越低，扩散作用越强。 (3)静电作用力：由于气流摩擦或其他的原因，在过滤纤维和粒子上产生电荷，产生静电效果，粒子有可能附着在过滤器表面。(4)吸附作用：对于非常小的粒子，由于分子间的吸引力和表面吸附作用的影响，尘埃粒子也附着在过滤纤维表面。 主要机构：上述滤波机构中，惯性作用和扩散作用是主要的。 (1)粉尘粒径：大颗粒的粉尘粒惯性作用强，过滤效率提高的小颗粒的粉尘受布朗运动的影响大，扩散作用强，惯性作用大，但适合这个特性的过滤器可以净化小颗粒的粉尘。 (2)过滤材料纤维的粗细和致密性：惯性和扩散作用要求过滤材料纤维的微细和致密性，高效过滤材料的纤维直径只有几微米。 但是，由于气流通过滤器的阻力与纤维直径的平方成反比，除特殊要求外，一般不应采用细纤维滤器。 (3)过滤风速：高过滤风速有利于提高惯性作用，提高过滤效率。 但是，过滤风速过高时，气流阻力增加，消耗电力增多，而且有可能再次吹起附着在过滤材料上的灰尘的高效过滤器中，为了发挥扩散作用，需要延长含尘气流通过过滤器的时间，要求较低的过滤风速，通常为每秒厘米下列因素对过滤效果有直接影响： (4)空气过滤，(4)尘埃附着的影响：对于未自动清洗的过滤器，长时间使用后，过滤器表面积累的尘埃增加，过滤效果增加，同时气流阻力也增大。 如果阻力过大，可能会影响净化系统整体的运转，过滤器被垃圾压碎而丧失过滤能力。 过滤器必须定期清洗或更换。 2、过滤器的主要性能指标，空气过滤，(1)过滤效率为额定风量，由过滤器捕集的灰尘量(即过滤器前后空气的灰尘质量浓度之差)与过滤器前空气的灰尘量之比。 过滤效率反映了过滤器捕集的灰尘量的相对大小。 (2)透过率、(3)过滤电阻、过滤后的空气含尘质量浓度和过滤前的空气含尘质量浓度的百分比。 透过率反映了过滤空气含尘量的相对大小。 另外，对于高效滤波器，过滤效率没有多大差别，但透过率有可能几倍不同，因此，对于高效滤波器，通常用透过率评价性能。 空气过滤、气流通过过滤器的阻力称为过滤器阻力，包括过滤器阻力和结构(框架、隔板、保护层等)阻力。 厂家根据过滤器的种类和规格，选择由合适的气流速度和过滤面积决定的过滤风量称为过滤器的额定风量。 额定风量下，尚未积灰的新过滤器的气流阻力称为初阻力。 一般高效滤波器的初始电阻值在200Pa以下。 另外，为了保证净化系统在所要求的风量下正常工作，在过滤电阻达到一定值时，需要清洗或更换过滤器，此时的过滤电阻称为最终电阻。 一般而言，将最终电阻值设定为滤波器初始电阻的两倍，并将该值作为滤波器的电阻来计算整个系统的电阻。 (4)灰尘量为额定风量、过滤器的电阻达到最终电阻时，过滤器中收容的灰尘的总质量称为过滤器的灰尘量。 空气过滤、第三节空气过滤器、第一、空气过滤器的类型、用于空气净化的空气过滤器主要按其过滤(捕集)效率的高低分类。 粗效果过滤器的过滤材料多采用玻璃纤维、人造纤维、金属网以及粗孔聚氨酯泡沫等，铁屑和瓷环也有助于填充过滤材料。 粗效滤波器应用于一般的空调系统，能够有效地过滤灰尘粒子大的灰尘(5m )。 在空气净化系统中，通常，作为更高级的过滤器的预过滤器，发挥一定的保护作用。 (1)粗效过滤器、中效过滤器的主要过滤器是玻璃纤维(比粗效过滤器用玻璃纤维直径小，约10m左右)、人造纤维(聚酯、丙烯酸、巴龙等)合成的无纺布或中细孔聚乙烯泡沫等。 中效滤光片一般能有效过滤1m以上的粒子。通常用于高效的过滤器前段保护，至少用于清洁度高的空调系统。 (2)中效过滤器、空气过滤器的类型，(3)高效过滤器、高效过滤器分为亚高效、高效、超高效过滤器。 一般的滤材为超细玻璃纤维或合成纤维，加工成纸状，称为滤纸。 (4)静电除尘器在空调净化中也可采用静电除尘器。 静电除尘器的特点是能够有效捕集粒径不同的浮游粒子。空气过滤器类型、二、过滤器的性能及其检测、过滤效率的检测方法： (1)计量法、不适用于高效过滤器的检测、(2)适用于比色法、高效过滤器的检测、(3)适用于钠焰法、高效过滤器的效率检测、(4)油雾法、高效过滤器(5)粒子计数法激光粒子计数器可以测定最小粒径为0.1m的粒子，(6)其他测定方法、小于0.1m的粒子凝结核计数法、第四节空气净化系统、第一、空气净化系统的分类，(1)全面净化：通过空气净化和其他综合措施，使室内所有工作场所处于相同清洁度的环境该形式适用于技术设备高、数量多、室内要求相同清洁度的场所：该方式投资大、运行管理复杂、建设周期长。 (2)局部净化：利用局部净化设备和净化系统的局部送风方式，在一般的空调环境中，创造局部区域具有一定清洁度水平的环境。 适用于生产批量小或利用现有现场进行技术改造的场所。 1、作用范围2、气流组织(1)单向流型：气流以均匀的截面速度沿平行流线单向通过整个心室截面。 单向冲洗室在国外过去称为层流冲洗室，在中国称为平行冲洗室。 单向流洁净室通过送风气流“活塞”之类的按压作用，迅速排出室内的污染，该气流型也称为“活塞流”。 (2)湍流型：非单向流冲洗室又称湍流冲洗室。 其特征是气流以不均匀的速度不平行地流动，伴有逆流和涡流。 湍流洁净室通过送风气流不断稀释室内空气，逐渐排出室内污染，保持平衡。空气净化系统分类、二、空气净化系统设计基本方案、第五节室内空气质量控制、围栏结构保温密闭性增加、室内送风量降低和室内空气环境参数调整等措施的应用对降低能耗具有积极意义，同时，很多人对空气新鲜感到不满， 可引起黏膜和皮肤干燥、潮红斑(皮疹)、疲劳、头痛、呼吸道感染、咳嗽、哮喘、瘙痒和过敏、恶心和头晕等症状。 这些症状不是同时发生的，但各种症状的发生原因还不清楚。 离开这些建筑物后，症状往往无法治愈。 因此，世界卫生组织(WHO )将这种综合征命名为“病房综合征”(SickBuildingSyndrome，SBS )。 研究表明，影响室内空气质量的因素有无机化合物、有机化合物、微生物、灰尘、烟雾等。 建议的污染物控制浓度指南或地区规定，对不同的暴露时间和质量要求采用不同的污染物目标控制值。 一、室内空气质量评价，一、客观评价，测定室内空气污染物浓度，根据室内空气污染物指标定量分析评价室内空气质量。 2、主观评价通过众多人的调查统计，采用数理统计方法，整理分析人们对室内空气质量的主观感觉，建立室内空气质量的主观评价体系。 独自坐下时的污染量为1Olf，不同换气条件下对空气质量的不满率研究结果如图所示。 随着未被污染的换气空气量的增加，不满意率急速下降，但在换气量大的条件下，仍有不少人认为空气质量差。室内空气质量评价，20世纪丹麦工业大学的P.O，Fanger教授利用人的嗅觉敏感性，以一个人的嗅觉反应为环境空气质量评价指标，从数千人的调查统计中找出相当于“标准人”的气味污染量，并以此作为比较其他污染量的基础。 另外，拟合图内的曲线的结果是，在室内没有人以外的污染源，以PD=20%为空气品质可容许的条件的情况下，每人所需的新鲜空气量约为25m3/h，在PD=10%的情况下，约为60m3/h。 室内空气质量评价、室内空气质量不仅通过客观尺度(浓度指标)来判断，而且通过主观尺度(满意率)来判断，使对室内空气质量的