室内空气品质--空气净化技术ppt课件

1、1第三章 室内空气质量第2部分 空气净化清华大学 建筑学院建筑技术科学系2004年.2内容回想室内空气污染产生的缘由及改善的重要性室内空气污染源和污染途径室内空气质量对人的影响及其评价方法室内空气质量规范室内空气控制方法(部分).3本节课内容目录室内污染控制方法概述室内空气净化方法和原理室内空气净化中一些值得留意的问题室内空气净化方式简介习题参考文献.4 1. 室内空气污染控制方法概述污染源控制 通风和气流组织 空气净化污染检测技术污染对人的影响目的：CiCi,规范.52. 空气净化方法和原理 空气过滤 吸附方法 紫外灯杀菌 静电吸附 纳米资料光催化 等离子放电催化 臭氧消毒灭菌 利用植物净化

2、空气.62.1 空气过滤去除悬浮颗粒物.7空气过滤：去除悬浮颗粒物过滤器主要功能：处置空气中的颗粒污染常见误解：过滤器像筛子一样，只需当悬浮在空气中的颗粒粒径比滤网的孔径大时才干被过滤掉。其实，过滤器和筛子的任务原理大相径庭。过滤器过滤的放大.8截留效应惯性效应分散效应重力作用静电效应空气过滤的机理 不同捕集机理的捕集效率对不同粒径的尘粒是不同的。.9空气过滤的机理总结截留效应：粒径小的粒子惯性小，粒子不脱离流线。在沿流线运动时，能够接触到纤维外表而被截留。惯性效应：粒子在惯性作用下，脱离流线而碰到纤维外表。分散效应：随主气流擦过纤维外表的小粒子，能够在类似布朗运动的位移时与纤维外表接触。重力

3、作用： 尘粒在重力作用下，产生脱离流线的位移而沉降到纤维外表上。静电效应：由于气体摩擦和其它缘由，能够使纤维带电。.10过滤器总效率和某种作用的效果和粒径的关系曲线.11几种常见过滤器的表示图初效过滤器中效过滤器高效过滤器高效袋式过滤器.12过滤效率单级过滤器的效率为： 其中n1、n2分别为过滤器前后的粒子浓度, pn2/n1称为穿透率。过滤器主要性能目的.13过滤器主要性能目的：过滤器阻力新过滤器阻力普通有以下阅历公式：其中u0为迎面风速，A、B和m分别为阅历系数与指数。或：其中u为气溶胶经过滤料的流速，也叫滤速。对于国产过滤器，普通a 310，n12。过滤器的阻力随着迎面风速u0或者滤速u

4、的增大而增大，过滤效率随着滤速增大而降低 .14HEPA 滤网HEPA 全称 “High Efficiency Particulate AirHEPA 滤网最早产生在原子弹开发时期，用于过滤辐射颗粒，保证研讨人员的安康。滤网由 超细玻璃纤维 组成.运用 : 医院, 制造业的干净室。.152.2 活性炭吸附气体污染物 吸附是由于吸附质和吸附剂之间的范德华力而使吸附质 聚集到吸附剂外表的一种景象。 吸附分为物理吸附和化学吸附两类。 物理吸附物理吸附属于一种外表景象，其主要特征为： 吸附质和吸附剂之间不发生化学反响； 对所吸附的气体选择性不强； 吸附过程快，参与吸附的各相之间瞬间到达平衡； 吸附过程

5、为低放热反响过程，放热量比相应气体的液 化潜热稍大； 吸附剂与吸附质间吸附力不强，在条件改动时可脱 附.16吸附对于室内VOCs和其他污染物是一种比较有效而又简单的消除技术。目前比较常用的吸附剂是活性炭。固体资料吸附才干的大小和固体的比外表积即1g固体的外表积很有关系，比外表积越大，吸附才干越强。 .17活性炭纤维： 20世纪60年代开展起来的一种活性炭新种类含大量微孔，其体积占了总孔体积的90左右，因此有较大的比外表积：多数为500800m2/g！与粒状活性炭相比，活性炭纤维吸附容量大，吸附或脱附速度快，再生容易，不易粉化，不会呵斥粉尘二次污染。对无机气体如SO2、H2S、NOx等和有机气体

6、如(VOCs)都有很强的吸附才干，特别适用于吸附去除10-9到10-6g/m3量级的有机气体，在室内空气净化方面有宽广的运用前景。.18活性炭的吸附性能物质称号 饱和吸附量(%)SO2 10Cl2 15CS2 15C6H6(苯) 24O3 能复原为O2烹调臭味 30厕所臭味 30.19 普通活性炭对分子量小的化合物(如氨、硫化氢和甲醛)吸附效果较差，对这类化合物，普通采用浸渍高锰酸钾的氧化铝作为吸附剂，空气中的污染物在吸附剂外表发生化学反响，因此，这类吸附称为化学吸附，吸附剂称为化学吸附剂。下表比较了浸渍高锰酸钾的氧化铝和活性炭吸附效果。浸渍高锰酸钾的氧化铝和活性炭对一些空气污染物吸附效果比较

7、表吸附量(%)NO2NOSO2甲醛HS甲苯浸渍高锰酸钾的氧化铝1.562.858.074.1211.11.27活性炭9.150.715.351.552.5920.96.202.3 紫外灯杀菌 (Ultraviolet germicidal irradiation, UVGI)紫外辐照杀菌是常用的空气中杀菌方法，在医院已被广泛运用。紫外光谱分为UVA (320- 400nm)、UVB(280-320nm)和UVC(100-280nm)，波长短的UVC杀菌才干较强。 185nm以下的辐射会产生臭氧。 普通紫外灯安顿在房间上部，不直接照射人，空气受热源加热向上运动缓慢进入紫外辐照区，受辐照后的空气再

8、下降到房间的人员活动区，在这一过程中，细菌和病毒会不断被降低活性，直至灭杀。紫外灯杀菌需求一定的作用时间，普通细菌在遭到紫外灯发出的辐射数分钟后才死亡。.21 2.4 静电吸附 屏蔽板激化纤维7000V直流电压激化纤维空气.22静电吸附双级How a high-voltage electronic air cleaner works.ELECTRONICALLY CLEANED AIR CIRCULATED BACK THROUGH YOUR BUILDINGELECTRICALLY CHARGED PLATES ATTRACT PARTICLES LIKE MAGNETSELECTRONIC

9、ALLY CHARGED WIRES ZAP PARTICLESAIRFLOWPRE-FILTERSCREENSTAGE 1 :CHARGING SECTIONSTAGE 2 :COLLECTION SECTION尘埃病毒细菌花粉Smoke真菌电子净化格栅.23Fujishima A. , et al., Nature, 1972, 238(5338): 38-45.导带价带 2.5 光催化降解VOCs.24光催化资料UV灯关微生物VOCsUV灯开氧化反响复原反响降解甲醛反响过程：REPLAY光催化降解VOCs及微生物原理图.25 光源要求普通在紫外光照射下VOCs才会发生光催化降解光催化反响

10、器中采用的光源多为中压或低压汞灯。紫外光谱分为： UVC(100-280nm) UVB(280-320nm) UVA (320- 400nm) 杀菌紫外灯波长普通在UVC波段，特别在254nm附近。.26在研制可见光光催化剂方面获得的新进展将非金属氮交换二氧化钛中少量0.75 %的晶格氧，从而使其具有较高的可见光活性，胜利地在可见光照射下分别于液相和气相中降解了纯TiO2所不能降解的乙醛。美国科学家经过高温火焰加热Ti金属的方法将碳原子取代了TiO2晶格中的氧，显著改动了它对可见光的呼应特性。经过TiO2的H2O2 或氯铂酸外表改性、添加TiO2中Ti3+ 浓度等方法也能有效地将TiO2光催化

11、降解有机污染物的反响扩展到可见光范围。目前可见光反响去除有机污染物效率很低，与实践运用还有很大间隔。.27纳米光催化消除甲醛、甲苯.28掺杂对光催化降解甲醛的影响0.010.020.030.040.050.060.0P25+丝光沸石P25+SiO2(SD-400J)P25+Al2O3纯P25: 1.05mg/cm2P25+SiO2(SD-520)P25+斜发沸石(290目)P25+斜发沸石(325目)P25+斜发沸石(含铁325目)P25+斜发沸石(2，神石)P25+ZSM-5(1)P25+人造沸石(1:1)P25+斜发沸石(1，神石)P25+SiO2(SD-520L)P25+ZSM-5(2)

12、(1:1)P25+ZSM-5(3)Doped absorbentsReaction effectivenesss.29提出了光催化反响器设计的NTUm方法 纳米光催化空气净化效果强化和运用反响面积影响传质能力影响反响能力影响提示了反响面积、传质才干影响和反响才干影响与反响效率间的关系, 可将资料评价、构造评价、传质评价分开。提出了理想光催化空气净化器概念问题： 如何测定光催化资料的反响常数，建立光催化资料性能测定规范？ 与其他空气净化方式包括通风的比较效果、能耗、经济性等？ 何种条件下采用纳米光催化空气净化技术？ 目前可见光催化空气净化方法离运用有多远？.30不同方法空气净化效果比较0.07次

13、/h.31光催化资料高压电高压放电REPLAY平板电极平板电极带电粒子冲击电场应力及其热效应UV光催化微生物VOCs2.6 等离子体放电催化.32等离子体放电催化消除甲醛初始浓度 6 ppm3 初始浓度 229 ppm3 .33 等离子体放电催化消除微生物污染稀释比为1：1000情况下未经放电处置的细菌生长迹象4稀释比为1：1000情况下经8 kV放电处置的细菌生长迹象4.34光催化和等离子放电催化的优点广谱：可消除空气中的多种污染物如VOCs、 无机有害物以及微生物等；平安：催化剂无毒、无腐蚀，主要最终产物为 CO2、水等无害气体；稳定：无需再生，可延续任务；节能：反响所需能耗低。 .352

14、.7 臭氧杀菌消毒 臭氧，一种刺激性气体，是知的最强的氧化剂之一，其强氧化性、高效的消毒作用使其在室内空气净化方面有着积极的奉献。 臭氧的主要运用在于灭菌消毒，它可即刻氧化细胞壁，直至穿透细胞壁与其体内的不饱和键化合而杀死细菌，这种强的灭菌才干来源于其高的复原电位，下表列出了常见的灭菌消毒物质的复原电位，其中臭氧具有最高的复原电位。 名称分子式标准电极电位/V名称分子式标准电极电位臭氧O32.07二氧化氯ClO21.50双氧水H2O21.78氯气Cl21.36高锰酸离子MnO21.67常见的灭菌消毒物质的复原电位表.36 室内的电视机、复印机、激光印刷机、负离子发生器等在运用过程中会产生臭氧。

15、 臭氧对眼睛、粘膜和肺组织都具有刺激作用，能破坏肺的外表活性物质，并能引起肺水肿、哮喘等。因此，臭氧杀菌运用方式应特别留意。.37 空气中杀菌消毒所需时间 紫外照射、纳米光催化、等离子体放电催化和臭氧杀菌所需时间普通都为数分钟。.382.8 利用植物净化空气 绿色植物除了可以美化室内环境外，还能改善室内空气质量美国宇航局科学家威廉发现绿色植物对居室和办公室的污染空气有很好的净化作用: 24小时照明条件下，芦荟吸收了1m3空气中90的醛；90的苯在常青藤中消逝；龙舌兰那么可吞食70的苯、50的甲醛和24的三氯乙烯；吊兰能吞食96的一氧化碳，86的甲醛。威廉又做了大量的实验证明绿色植物吸入化学物质

16、的才干来自于盆栽土壤中的微生物，而不主要是叶子。与植物同时生长在土壤中的微生物在阅历代代遗传后，其吸收化学物质的才干还会加强。可以说绿色植物是普通家庭都能用的起的空气净化器。.392.8 利用植物净化空气有些植物还可以作为室内空气污染物的指示物，例如：紫花苜蓿：在SO2浓度超越0.3 ppm时，接触一段时间，就会出现受害的病症；贴梗海棠：在0.5ppm的臭氧中暴露半小时就会有受害反响；香石竹、番茄：在浓度为0.050.1ppm的乙烯下几个小时，花萼就会发生异常景象。 利用植物对某些环境污染物进展检测是简单而灵敏的。.403. 室内空气净化中一些值得留意的问题3.1 要“对症下药物理污染化学污染

17、微生物污染普经过滤吸附静电除尘要了解“病情，对症下药。目前，空气净化方法产品宣传中大多为“包治百病。现实世界中无万能“灵丹妙药。.413.2 净化负荷与净化才干确实定与匹配目前，空气净化负荷难以确定，净化器选择存在很大的盲目性。空气净化负荷确实定值得研讨的问题！ 处理途径(抛砖引玉的想法)：室内物品标识(Labeling)制度室内污染分发测试，结合室内空气污染预测和评价软件确定。.42空气净化器性能评价净化器才干目的：CADR密闭小室体积为V，内放置净化器。净化器不任务，C1=C0e-k1t净化器任务，C2=C0e-k2tCADR=V(k2-k1)CADR (Clean Air Deliver

18、y Rate,m3/h)风量有效率CADR/额定风量目前，净化器性能不标识，使得鱼龙混杂、滥竽充数。建议：应对净化器净化才干规定下限。 同时对净化器净化才干贴标签。 根据污染特征和负荷大小选择适宜的净化器。C00tC1C2.434. 空气净化运用方式简介单元式空气净化器中央空调系统个体空调净化目的空气净化方法气流组织净化或自洁涂层改善空气净化理念：由全区域净化向目的区域加权净化过渡。.445. 习题请比较不同室内空气净化方法的优缺陷。与常规空调送风方式相比，个体空调有什么优缺陷？ 在SARS肆虐期间，为平安起见，一些人在空调系统中放置紫外灯杀毒灭菌，他对此有何评价？在空调系统里面释放臭氧杀菌的方法能否可行？.456. 本讲参考文献John D S, Jonathan M S, John F M. Indoor Air Quality Handbook. the 1st edition. New York: McGraw-Hill Companies, Inc., 2001Yinping Zhang, Rui Yang, A model of ph