空气净化及过滤的原理和设备性能介绍

空气净化技术交流会1空气的基本知识空气的基本知识2空气污染是危害人类健康的杀手空气污染是危害人类健康的杀手人们一天之中超过人们一天之中超过90%90%时间活动于室内，时间活动于室内，专家研究显示当今室内污染程度是室外的专家研究显示当今室内污染程度是室外的88倍倍专家研究显示：当今室内污染程度是室外的专家研究显示：当今室内污染程度是室外的88倍。倍。从世界卫生组织和我国卫生部人口死亡原因统计资料表明：从世界卫生组织和我国卫生部人口死亡原因统计资料表明：肺癌及肺部疾病是人类主要的死亡原因。肺癌及肺部疾病是人类主要的死亡原因。室内空气品质室内空气品质IAQIAQ（（IndoorAirQualityIndoorAirQuality））已成为了上世纪已成为了上世纪9090年代全球关注的焦点。年代全球关注的焦点。3室内空气污染的组成室内空气污染的组成室外污染源花粉尘埃尘埃菌类孢子屋顶积水屋檐积水工业污染新风入口汽车排气货柜车、运输车、垃圾车4汽车排气垃圾臭味室内空气污染的来源室内空气污染的来源设备有中央空调系统无中央空调系统有中央空调系统无中央空调系统â不洁的风管â微生物滋生于风柜风机盘管â办公室设备释放出来的有机气体â溶剂氨â微生物滋生于风柜、风机盘管、风管内â冷冻机的遗漏â不当使用杀虫剂和清洁剂â溶剂氨â商店、实验室、清洁过程中释放出来的污染â电梯马达或其他机电设备5â不当使用杀虫剂和清洁剂â电梯马达或其他机电设备室内空气污染的来源人类活动人类活动建筑及装修材料•材料表面•清洁剂个人活动家居生活及维修建筑及装修材料•吸烟•烹调•体味•旧家具•石棉•清洁剂•储存物或垃圾•打扫和吸尘后的空气飘浮物•体味•化妆品浮物•冷却塔中微生物•杀虫剂•装修•装修•灰尘、花粉等6室内空气品质的病症室内空气品质的病症头痛反胃头晕头痛反胃头晕典型症状疲劳皮肤挠痒典型症状呼吸急促眼、鼻、喉的挠痒鼻窦炎打喷嚏咳嗽7咳嗽空气污染对健康的影响不良空气品质对健康造成的影响，常见的是：不良空气品质对健康造成的影响，常见的是：病毒感染(如流感、军团病、SARS等）•呼吸道（鼻、咽喉、气管、肺部）不适、发炎•哮喘、呼吸道过敏反应•病毒，细菌（SARS，流感都粘附于灰尘•头痛、鼻塞、流涕、反胃、呕吐•胸闷、心脏病氣管細胞流感）都粘附于灰尘粒子上随风飘散。胸闷、心脏病•引发其他病症氣管細胞絨毛••人平均每天要吸入人平均每天要吸入20002000亿个灰尘粒子！亿个灰尘粒子！8絨毛楼宇综合症楼宇综合症楼宇综合症(SBS)•描述一种居家感受建筑物在健康和舒适方面效果的案例•描述种居家感受建筑物在健康和舒适方面效果的案例•包括居住者花在建筑物内的时间•没有特别的病症和病因可以被证实•可能是针对某个房间或整座建筑物9改善室内空气品质的办法改善室内空气品质的办法空气净化加强通风控制污染源空气净化加强通风控制污染源控制污染源控制污染源：建立吸烟/饮食区，防止污染扩散。净化空调的新风，隔绝室外污染，隔离感染人员，减少交叉感染机会。不使用有毒材料。加强通风：加强通风：改善通风系统或设备，增加新鲜空气的循环，以便增加室内空气含氧量，降低室内污染物的浓度。空气净化：空气净化：使用空气净化设备，以达到滤除空气中微粒、杀灭细菌病毒去除空气中的异味的10杀灭细菌、病毒，去除空气中的异味的昀佳空气品质效果。空气品质的知识粒径大于1μ微粒可以自然沉降到地面或物体表面，易清除。大部分病毒/细菌的粒径小于0.5μ，须专业净化设备才能滤除。专病毒/细菌是附着在微粒上，飘散传播。综上所述：空气净化的核心技术是滤除粒径小于1μ的微粒永久悬浮微粒20min率81/2h注：1μ=10-6米，称：微米15min10min5min均沉降速率室内高度为2.5m20i平均(室20min5min21/2min34sec12sec3sec11Lessthan11510153050100微粒尺寸(µ)空气品质的知识粒子沉降速率表粒径(µ)速率(cm/sec)典型微粒001~00500000067香烟0.010.050.0000067香烟0.100.000086油烟1.000.0035对肺部有害灰尘1000030煤灰10.000.30煤灰100.0024.8人体头发粒径比例效果•.12香烟粒径头发横断面洁净等级洁净等级(USFederalStandard209E)l100000l10000l1000l洁净等级洁净等级class100,000class10,000class1,000class100,1010,1normal100,00010,0001,000environment,per28lair0.5m,per28lair0.5mper28lair0.5m13空气净化的效率14通风用过滤器的试验方法计重法Arrestance试验尘源为大粒径、高浓度标准粉尘。大多数国家使用美国亚利桑那地带的“道路尘”（ArizonaRoadDust).测量的“量”为粉尘的重量。过滤器装在标准实验风洞内，上风端连续发尘，每隔一段时间测量。过滤器装在标准实验风洞内，上风端连续发尘，每隔段时间测量穿过过滤器粉尘的重量或集尘量，由此得到该阶段按粉尘重量计算的过滤效率，昀终计重效率是各试验阶段依发尘量的加权平均值。计重法：用于测量低效率非杀菌类的粗效过滤器；是破坏性的实验，不能用于制造厂的日常产品性能检验。相关标准：美国ANSI/ASHRAE52.1-1992欧洲EN779中国：GB12218-8915通风用过滤器的试验方法比色法Dust-spotp试验粉尘在试验台过滤器前后采样，采样头上有高效滤纸，过滤器前后采样点高效滤纸的通光量，通过比较通光量的差别用规定的计算方法得出所谓”过滤效较通光量的差别，用规定的计算方法得出所谓过滤效率”。16通风用过滤器的试验方法比色法实验示意图比色法：是一种比较全面的科学的方法，适用于亚高效杀菌除尘型的净化产品。型的净化产品17通风用过滤器的试验方法计数法：尘源为自然界大气中的”大气尘”测量量为大于等于某粒径的全尘源为自然界大气中的”大气尘”,测量量为大于等于某粒径的全部颗粒物个数。测量仪器为普通光学或激光尘埃粒子计数器。其效率值只代表新过滤器的性能。试验过程中，在每次发尘试验之前和之后进行计数测量并计算对各种颗粒物的过滤效率前和之后，进行计数测量，并计算对各种颗粒物的过滤效率。中国的效率分级是建立在大气尘计数法基础上的，计数法标准早于欧美，但方法粗糙，是建立在20世纪80年代国产计数器和相应的测量水平基础上的相应的测量水平基础上的。中国标准（GB12218-89)中国标准)18通风用过滤器的试验方法DOP(邻苯二甲二辛酯)法•用于高效过滤器的效率检测。•测试原理:将试验粉尘为0.3μm单分散相的DOP液滴加热成蒸气,在特定条件下冷凝成微小液滴,去掉过大和过小的液滴后留下0.3μm左右的颗粒,雾状DOP进入风道,然后测量过滤器前后气样的浊度,由此判断过滤器对,雾状进风,然后测量滤器前后气样的浊度,由判断滤器对0.3μm的粉尘的过滤效率。•DOP法已经有50多年的历史这种方法是国际上测量高效过滤器昀常用•DOP法已经有50多年的历史,这种方法是国际上测量高效过滤器昀常用的方法。早期,人们认为过滤器对0.3μm的粉尘昀难过滤,因此规定使用03的粉尘测量高效过滤器0.3μm的粉尘测量高效过滤器。•DOP法源于美国,国际通行,其相关标准为:美国军用标准MIL-STD-282。19通风用过滤器的试验方法钠焰法测试原理试验尘源为单分散相氯化钠盐雾“量”为含盐雾时氢气火•测试原理：试验尘源为单分散相氯化钠盐雾，“量”为含盐雾时氢气火焰的亮度，主要仪器为火焰光度计。盐水在压缩空气的搅动下飞溅，经干燥形成微小盐雾并进入风道。在过滤器前后分别采样，含盐雾气样使氢气火焰的颜色变蓝、亮度增加。以火焰亮度来判断空气的盐雾浓度，并以此确定过滤器对盐雾的过滤效率。国家标准规定的盐雾颗粒平均直径为0.4μm,但对国内现有实测结果为0.5μm。欧洲对实际试验盐雾颗粒径为μ,但对国内现有实测结果为μ欧洲对实际试验雾颗粒中径的测量结果为0.65μm。其相关标准有英国BS39281969欧洲E4/4中国GB/T6165•其相关标准有英国BS3928-1969、欧洲Eurovent4/4、中国GB/T6165-1985《高效空气过滤器性能试验方法、透过率和阻力》。20效率对照表欧洲标准美国DOP法ASHRA标准ASHRAE标准EN779-19930.3um效率/%计重法效率/%比色法效率/%粗效过滤器G165中国标准粗效过滤器G165粗效过滤器G265-80粗效过滤器G380-90中效过滤器G4=90中效过滤器G4=90中效过滤器F540-60高中效过滤器F620-2560-80高中效过滤器F755608090高中效过滤器F755-6080-90高中效过滤器F865-7090-95高中效过滤器F975-80=95亚高效过滤器H1085亚高效过滤器H1085亚高效过滤器H1198高效过滤器AH1299.9高效过滤器AH139997高效过滤器AH1399.97高效过滤器BH1499.997高效过滤器CU1599.9997高效过滤21高效过滤器DU1699.99997高效过滤器DU1799.99999722小结：综上所述，不同的测试方法是针对不同的净化产小结：综上所述，不同的测试方法是针对不同的净化产品而设定的，针对杀菌除尘类空气净化装置，属于亚高效净化产品，比较科学有效的净化效率测试方法应为“比色法”为“比色法”。23空气净化的方式空气净化的方式—化学方式化学方式—物理方式24空气净化的原理化学净化：化学方法就是净化装置产生一种特殊物质，与有害紫外线灭菌灯物体进行化学反应，从而达到净化空气的目的。常见的化学净化方法：25双极离子空气净化器几种常见的化学空气净化方法光触媒（也称作纳米光电离子涂层技术、纳米光催化技术宽光谱紫外线与特种金属催化剂技术等等化技术、宽光谱紫外线与特种金属催化剂技术等等）紫外线臭氧发生器等离子发生器等离子发生器负离子发生器负离子发生器双极离子发生器26光触媒：也称作纳米光电离子涂层技术、纳米光催化技术、宽光谱紫外线与特种金属催化剂技术等触媒在化学中称为催化剂，它能降低化学应所需的能缩短应时间化学反应所需的能量，缩短反应时间而本身却不发生变化。在化学中，这种由催化剂参与的反应一般需要有较高的温度催化剂大多为稀有金属高的温度，催化剂大多为稀有金属。光催化剂指在特定波长光源（例如：紫外线）作用下能在常温下参与催化反应的物质反应的物质。二氧化钛（TiO2）即为一种典型的光催氧化钛即为种典型的光催化剂物质。在特定波长光源紫外线作用下，光源的能量激发TiO2周围的分子产生活性极强的自由基。这些氧化能力极强的自由基几乎可以分解绝大部分有机物质与部分无机物质，形成对人体无害的CO2和H2O。自由基还能破坏细菌的27细菌膜，使细胞质流失，进而氧化细胞核，而杀死细菌。TiO2光催化剂能氧化空气中甲醛、VOC等有机物污染物、能氧化空气中SO2和NO等无机污染物也能氧化H2S和NH3等臭气物质但这些实验均需以下条件:NOx等无机污染物,也能氧化H2S和NH3等臭气物质.但这些实验均需以下条件:•必须有紫外线灯或其他光源照射;•反应容器容积小,一般为几十毫升到1~2L；反应容器容积小,般为几十毫升到；•反应时间较长,一般为几个小时至几十个小时；•对微量的污染物难以有效。小结：如果要将TiO2光催化剂用于室内空气净化，那么一般实际空间的容积要比反应容器的容积大数万倍以上，室内空气中的甲醛等污染物氧化分解难以达到显著的程度些复杂的问题有待研究解污染物氧化分解难以达到显著的程度，一些复杂的问题有待研究解决。28光触媒装置特点：（1）催化反应需要一定的反应时间，空调或空净器中，气体的流速一般为/如内置光催化材料则可能进行光催化反应的时间仅为几个或几2~3m/s。如内置光催化材料，则可能进