等离子体空气消毒净化

1、等离子体空气消毒净化引言近年来，空气污染问题日益受到公众的关注。对居室、办公室、车间厂房、车辆等室内环境的空气污染状况及其净化措施的研究尤为 重要，而医疗系统的空气污染，特别是细菌和病毒的传播，对医护人 员和就医病人带来了严重的危害。等离子体空气净化杀菌技术由于其 快速杀灭细菌、化学转化有毒有害物资的特性而越来越受到专家和用 户的关注。1、室内空气污染状况室内空气污染有其特殊性：1）室内空气质量受室外空气的影响， 常见的空气污染物有香烟烟雾、 有害气体、尘埃、花粉、抱子、细菌、 病毒等。在我国城市，室内空气的主要污染物包括总 TSP、CO、SQ、 NOx、碳氢化合物等。2）室内还存在一些特殊的

2、污染源，其中包括 合成建筑材料、燃气具、家用电器、化学制品以及生活在室内的人、 宠物、植物等。此外，建筑通风情况不佳，也进一步加剧污染程度。3）离子失衡是空气污染的一种形式，空气中含有大量的正、负离子，一般正负离子浓度处于基本平衡状态， 一旦失衡，就会对人体键康造 成影响。研究表明，负离子能降低人体血液中的复合胺浓度，有利于 对氧的吸收和利用，加速氧的传输，促进新陈代谢，使人感觉精神愉 悦，头脑清醒。正离子则降低对氧的传输，使人产生程度不同的缺氧 症状，导致精神萎靡不振、烦躁、紧张、头痛等。医疗系统室内空气中的污染物除了上述污染外，细菌和病毒的污 i染非常重要。由于人多，菌类物质种类繁多，极易

3、传染。同时由于空 气中的离子浓度处于极度不平衡状态。在污染较为严重的室内环境 中，负离子浓度通常不足10曲/cm3,加巨了病毒的传热和变异。因此，对室内空气净化时，不仅要去除各种污染物（TSP和各种有 害气体），调节空气中的离子平衡，重要的是要杀灭细菌。应用物理 过滤原理只能清除尺寸较大的悬浮颗粒物，而对尺寸较小的悬浮物、 烟雾及有害气体的清除能力较差，对杀菌和调节离子平衡无作用；应 用化学吸收吸附原理则存在较大的安全风险，可能会引起二次污染。 而使用等离子体技术则可以解决这些问题。2、等离子体空气净化原理2.1预荷电集尘其基本原理是利用极不均匀电场，或形成电晕放电，产生等离子 体，其中包含的

4、大量电子和正负离子在电场梯度的作用下，与空气中的颗粒污染物发生非弹性碰撞，从而附着在上面，使之成为荷电离子， 在外加电场力的作用下，被集尘极所收集。其处理过程分三个阶段： 1） e+M （污染物分子） M-; 2） M-+ SP（固体颗粒） （SPM）-; 3） （ SPM）- SPM （沉积在集尘极上）。静电集尘是一个物理过程， 在这个过程中，对悬浮在空气中直径小于 100 "的总悬浮颗粒（TSP） 和直径小于 "的可吸人颗粒（PM10）有较高的清除效率。2.2等离子化学反应通过前沿陡峭、窄脉宽（纳秒级）的高频高压脉冲电晕流光放电， 在常温常压下获得非热等离子体（Non-

5、Thermal Plasma ,利用等离 子体中的大量活性粒子对有毒、有害、难降解的污染物进行直接的分 解去除。这一技术主要是通过两个途径实现： 一是在高能电子的瞬时 高能量作用下，打开某些有害气体分子的化学键，使其直接分解成单 质原子或无害分子；二是在大量高能电子、离子、激发态粒子和氧白 由基、氢氧白由基(白由基因带有不成对电子而具有很强的活性)等作 用下，氧化分解成无害产物。有机污染物和细菌在等离子体中的降解机理，主要包括以下过程：(1) 在高能电子撞击作用下，电场空间内产生强氧化性白由基，如 O、OH、OH2；(2) 有机污染物分子受到高能粒子的碰撞被激发，分子键、基团断 裂形成大量的亚

6、稳态基团和粒子；(3) O、OH、OH2等与激发态分子、破碎基团及其他白由基等发生一系列等离子体化学反应，有机分子最终被氧化为CO2和H2。从有机物降解机理上分析，主要发生以下反应：H2S +。2、。2、。2+ SO3+ H2ONH3 +。2、。2-、。2+2NOX + H2OVOCs +。2、。2-、。2+ CO2 + H2O(4) O、OH、OH2；氧化性白由基和高速电子对细菌或组成病毒 的DNA及蛋白质进行快速氧化，破坏和分解传染病毒。从细菌降解机理上分析，主要发生以下反应：蛋白质 + O2、O2-、o2+ CO2 + h2o2.3电磁场作用下的负离子发生利用不平衡强电磁和放电的方法，

7、产生臭氧和负离子，在离子风 驱动下，将其扩散到室内空间。适量浓度的负离子一方面调节了空气 中的离子平衡，另一方面，它还能有效地清除空气中的污染物。高浓 度的负离子同空气中的有毒化学物质和病菌悬浮颗粒物相碰撞使其 带负电，而这些带负电的颗粒物就会吸引其周围带正电的颗粒物（通常空气中的细菌、病毒、抱子等是带正电）。这种积聚过程一直持续 到颗粒物的重量足以使它降落在地面为止。除了积聚过程外，在有限的空间里空气中带负电的颗粒物还被吸 附到带正电的表面上，而通常情况下，房间里面大多数物体的表面（包 括墙壁、地面、家具、电器等）都是带正电的。应用等离子体放电技术，产生高浓度的臭氧，同时调节空气中的 离子平

8、衡，使负离子浓度保持在适当的水平，这对改善空气品质和杀 灭细菌有着重要的意义。3、解决方案根据上述低温等离子体空气净化原理，我司开发出了适合室内（特别是医疗系统）使用的空气净化器。本公司可提供以下两类解决 方案。3.1单体室内空气净化器该空气净化器采用模块式结构，主体部分包含预荷电集尘单元、 等离子化学反应单元和负离子发生单元， 辅助部分包括感测单元、中央控制单元。其中感测单元可实时监测所处环境中的有害气体成分含量，并将监测结果通知中央控制单元。中央控制单元将根据不同的污 染情况白动控制电路，向主体部分提供相应的等离子体。3.2中央空调管道式空气净化器该空气净化器也采用模块式结构，主体部分包含预荷电集尘单元、等离子化学反应单元和负离子发生单元；辅助部分包括感测单元、 中央控制单元。模块式嵌入回风管道中，感测单元可实时监测回风管 道中有害气体的成分及含量，并将监测结果通知中央控制单元。中央 控制单元将根据不同的污染情况白动控制电路，向主体部分提供相应的等离子体。4、净化效果一次通过净化效率：> 80%气流速度：3m/s烟雾降解效率：70%消毒杀菌：杀灭率 > 90%消除异味、微生物：消除率 >80%6相关测试数据见下表:顺康牌等离子体空气消蠹机初始浓度（mg/nB）开机时间取出效果苯5.197h93.1%甲苯13.557h92.6%二