空气净化器净化技术种类
2015-01-29 10:39:11
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     主流的空气净化的技术约有以下几种:

 
    电集尘式空气净化、过滤式空气净化、负离子、臭氧、UV灯、活性炭、光触媒。
 
    一,电集尘式
 
    概括而言,电除尘是利用强电场使气体发生电离,气体中的粉尘荷电在电场力的作用下,使气体中的悬浮粒子分离出来的装置。这种装置有许多不同的型式,但最基本的组成部分都是一对电极(高电位的放电电极和接地的收尘电极),有一段式和二段式之分,如图1、2。除尘过程大致就是这样一过程,两电极间加一电压。一对电极的电位差必须大得使放电极周围产生电晕(常常加直流),高电压使含尘气体通过这对电极之间时,形成气体离子(正离子、负离子)这些负离子迅速向集尘极运动,并且由于同粒子相撞而把电荷转移给它们粉尘荷电,然后与粒子上的电荷互相作用的电场就使它们向收尘电极漂移,并沉积在集尘电极上,形成灰尘层。当集尘电极表面粉尘沉集到一定厚度后,用机械振打(工业)或冲洗(家用)等方式将沉集的粉尘层清除掉。用电除尘的方法分离气体中的悬浮离子,需四个步骤:气体电离;粉尘荷电;粉尘沉集;清灰。
 
    二,过滤式
 
    按照过滤效率大概可分为粗效、中效、高中效、亚高效(Sub-HEPA)、高效(HEPA)五个过滤等级。
 
    HEPA(High Efficiency Particulate Air)过滤网的定义:
 
    在133.25px/s的风速下,对0.3μm粒径的微粒过滤效率在99.97%以上的过滤器。主要去除空气中的悬浮颗粒物;通常为多层褶皱设计结构,目的是扩大表面积,增加对悬浮于空气中污染物微粒的捕捉效能。
 
    HEPA的材质主要有玻璃纤维和熔喷纸等。玻纤价格低,效率高、压力损失大,且玻纤在使用过程中会发生纤维的断裂,损伤人体。熔喷纸种类很多,相对来讲,熔喷纸价格高,效率低、压力损失小。
 
    过滤器的技术参数:
 
    v1、过滤材料:好的过滤材料既有效地拦截尘埃粒子,又不对气流形成过大的阻力,也就是高效低阻。
 
    v2、效率:过滤器捕集粉尘的量与未过滤空气中的粉尘量之比为“过滤效率”。测试条件:在133.25px/s的风速下,对0.3μm粒径的微粒。公司常用滤材效率:true HEPA 99.97%;HEPA type  90%、95%、97%、99%;
 
    v3、阻力:在133.25px/s的风速下,风经过滤材的压力损失。过滤器阻力随气流量增加而提高,通过增大过滤材料面积,可以降低穿过滤料的相对风速,减小过滤器阻力。
 
    v4、动态性能:被捕捉的粉尘对气流产生附加阻力,于是,使用中过滤器的阻力逐渐增加。被捕捉到的粉尘形成新的障碍物,于是,过滤效率略有改善。被捕捉的粉尘大都聚集在过滤材料的迎风面上。滤料面积越大,能容纳的粉尘(容尘量)越多,过滤器寿命越长。
 
    v5、使用寿命:滤料上积尘越多,阻力越大。当阻力大到设计所不允许的程度时,过滤器的寿命就结束。有时,过大的阻力会使过滤器上已捕捉到的灰尘飞散,出现这种二次污染时,过滤器也该报废。通常定义为CADR减小一半时,过滤器寿命结束。而且对于家用的净化器,通常是用时间来确定是否该更换过滤器的。
 
    v6、静电:若过滤材料带静电或粉尘带静电,过滤效果可以明显改善。因静电使粉尘改变运动轨迹并撞向障碍物,静电力参与粘住的工作。
 
    三,负离子
 
    负离子是通过负离子发生器中的电子脉冲振荡电路将低电压升至直流负高压,利用针尖或碳刷尖端直流高压产生高电晕,高速地放出大量的负电荷(e-),而负电荷无法长久存在于空气中,并立刻会被空气中的氧分子(O2)捕捉,形成负离子。负离子与空气中带正电的灰尘结合,然后沉淀到地板或其他表面上,起到清新空气的作用。
 
    负离子的主要作用:
 
    1、制造活性氧:负氧离子能有效激活空气中的氧分子,使其更加活跃而更易被人体所吸收。
 
    2、改善肺功能:人体吸入携氧负离子后,肺可增加吸收氧气20%,而多排出15%的二氧化碳。
 
    3、促进新陈代谢:激活肌体多种酶,促进新陈代谢。
 
    4、增强抗病能力:可改变肌体反应能力,活跃网状内皮系统的机能,增强肌体免疫力。
 
    5、改善睡眠:经负氧离子作用,可使人精神振奋,工作效率提高,还可改善睡眠,有明显的镇痛作用。
 
    6、杀菌功能:负离子发生器在产生大量负离子的同时会产生微量臭氧,可灭菌。
 
    7、清新空气、消烟除尘:带负电荷的负离子与漂浮在空气中带正电荷的烟雾粉尘进行电极中和,使其自然沉积。
 
    8、保护作用:中和电视、电脑的高压静电,在其前面形成一层负离子保护层有效减少电视、电脑产生的高压静电对眼睛的伤害,有效预防近视,同时减少灰尘对电视、电脑的损害。
 
    特别说明:大自然中的负离子和电子产生的负离子不同,电子产生的负离子作用还待研究。
 
    四,臭氧
 
    活性氧(俗称“臭氧”O3)是一种有特殊腥味、略显蓝色的不稳定气体,比重比空气大(0ºC时2.144g/L),化学式O3,比氧分子多了一个活泼的氧原子,因而决定了它具有较强的杀菌能力及其他功能。所以人们称之为活性氧。
 
    臭氧的特点:
 
    v自然条件下,它是淡蓝色的气体;
 
    v它有一种类似雷电后的腥臭味;
 
    v在标准压力和常温下,它在水中的溶解度是氧气的13倍;
 
    v臭氧比空气重,是空气的1.658倍;
 
    v臭氧有很强的氧化力,是已知最强的氧化剂之一;
 
    v正常情况下,臭氧极不稳定,容易分解成氧气;
 
    v臭氧分子是逆磁性的,易结合一个电子成为负离子分子;
 
    v臭氧在空气中的半衰期一般为20-50分钟,随温度与湿度的增高而加快;
 
    v臭氧在水中半衰期约为35分钟随水质与水温的不同而异;
 
    v臭氧在冰中极为稳定,其半衰期为2000年。
 
    臭氧的作用:
 
    v食物净化:由表及里的降解果蔬、粮食中残留的化肥、农药等有毒物质,清除肉、蛋中的抗生素、化学添加剂、激素等有害物质
 
    v饮用水净化:自来水经臭氧处理后是一种优质的生饮水。每升水只需通入O3 2分钟即可去除水中的余氯,杀菌、消毒、去味、去除重金属,防止致癌物质三氯甲烷的生成,增加水中含氧量,自制理想纯净的饮用水。
  
    v消毒杀菌─臭氧的杀菌力为氯的600-3000倍,仅次于氟。细菌以蛋白质、RNA、DNA为主要成分,由多糖类、蛋白质、脂质等构成。病毒則是由蛋白质、RNA、DNA所构成。要使细菌或病毒死亡以及不活性化,必須损伤其成分或加以破坏、分解。臭氧能渗透到细菌或病毒中,使其变成酵素。而RNA、溶霉菌等物质會被分解,DNA则于受损后被击溃。
 
    v空气净化:将臭氧排放到室内,即可有效去除室内烟尘或装饰材料的异味,降尘灭菌,增加空气含氧量,清新空气。
 
    v果蔬保鲜、防霉:家庭果蔬保鲜只需往袋装果蔬中通入O3 2分钟,可延长保鲜期7天,也可用于菜窖防霉、果蔬运输。
 
    v洗浴、美容、保健:经常洗臭氧浴能排除体内毒素,活化表皮细胞,消除痤疮,美白皮肤;臭氧也能治疗某些皮肤病、消除口臭、促进伤口愈合等
 
    v养鱼、浇花:浇花、大棚蔬菜的喷灌,能避免虫害,减少农药使用量。养鱼、水产养殖,O3进入水中释放出初生态氧,消灭细菌、病毒,氧化杂质,防止水质腐坏变质,增加水中养份。
 
    除臭:因臭氧有很强的氧化分解能力,可迅速而彻底的消除空气中、水中的各种异味。
 
    臭氧的危害:
 
    1、它强烈刺激人的呼吸道,造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿;2、臭氧会造成人的神经中毒,头晕头痛、视力下降、记忆力衰退;3、臭氧会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用,致使人的皮肤起皱、出现黑斑;4、臭氧还会破坏人体的免疫机能,诱发淋巴细胞染色体病变,加速衰老,致使孕妇生畸形儿;5、而复印机墨粉发热产生的臭氧及有机废气更是一种强致癌物质,它会引发各类癌症和心血管疾病。
 
    臭氧浓度标准:家庭室内允许的臭氧浓度<0.05ppm。
 
    臭氧发生器的种类:按臭氧产生的方式划分,主要有三种:
 
    一是高压放电式,
 
    二是紫外线照射式,
 
    三是电解式。
 
    高压放电式发生器:是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电场,使电场内或电场周围的氧分子发生电化学反应,从而制造臭氧。这种臭氧发生器具有技术成熟、工作稳定、使用寿命长、臭氧产量大(单机可达1Kg/h)等优点,所以是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。
 
    紫外线式臭氧发生器:是使用特定波长(185mm)的紫外线照射氧分子,使氧分子分解而产生臭氧。由于紫外线灯管体积大、臭氧产量低、使用寿命短,所以这种发生器使用范围较窄,常见于消毒碗柜上使用。
 
    电解式发生器:通常是通过电解纯净水而产生臭氧。这种发生器能制取高浓度的臭氧水,制造成本低,使用和维修简单。但由于臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点,其用途范围受到限制。目前这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用,不具备取代高压放电式发生器的条件。
 
    UV(Ultraviolet Rays)
 
    即紫外光线,紫外线(UV)是肉眼看不见的,是可见紫色光以外的一段电磁辐射,波长在通常按其性质的不同又细分为以下几段:
 
    A真空紫外线(Vacuum UV),波长为10—200nmB短波紫外线(UV—C),波长为200—290 nmC中波紫外线(UV—B),波长为290—320 nmD长波紫外线(UV—A),波长为320—400 nmE可见光(Visible light),波长为400—760 nm
 
    其中真正具有杀菌作用的是C波紫外线,尤以波长254nm左右的紫外线最佳。紫外灯空气净化器是在机器内使用一种特殊的灯泡,它产生出波长为254NM的C波段紫外线,能够通过破坏生物有机体的DNA,有效地杀灭通过的空气中的细菌,病毒等有害物质。紫外线的杀菌效果与其照射强度和总的照射量有关,一般可达杀灭率≥99%。UVC短时间照射即可灼伤皮肤,长期或高强度照射还会造成皮肤癌。UVA可以直达肌肤的真皮层,破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维,将我们的皮肤晒黑。360nm波长的UVA紫外线符合昆虫类的趋光性反应曲线,可制作诱虫灯。300-420nm波长的UVA紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色玻璃灯管,仅辐射出以365nm为中心的近紫外光,可用于矿石鉴定、舞台装饰、验钞等场所。UV灯有冷阴极和热阴极之分,热阴极比冷阴极的管径要大,但其寿命和杀菌效果更好。
 
    五,活性炭
 
    活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔,其中绝大部分微孔的孔径在5μm~500μm之间,单位材料中微孔的总内表面积可高达700~2300m2/g,也就是说,在一个米粒大小的活性炭颗粒中,微孔的内表面积相当于一个大客厅内墙面的大小。
 
    活性炭的吸附除了有物理吸附还有化学吸附。物理吸附主要靠的是范德瓦尔斯力。化学吸附主要是靠材料上的化学成分与污染物起反应,生成固体成分或无害的气体。也可对活性炭进行一些化学处理,如添加一些催化剂,可以帮助分解有害气体,如甲醛、VOC等。
 
    使用过程中,吸附能力会不断减弱,当减弱到某一程度,过滤器报废。净化空气用的活性炭的微孔直径,必须是略大于有毒有害气体分子直径,才具备对有毒有害气体的吸附能力。影响空气净化活性炭使用寿命的关键因素:使用环境中有害物质的总量大小以及脱附的频率。由于活性炭吸附有害气体的质量可以接近甚至达到其本身的质量,而在普通家庭空间空气中,有害气体的质量远远小于活性炭的使用量。因此,只要经常将活性炭放置在太阳下爆晒,活性炭就可以长期使用。当然,灰尘堵塞活性炭微孔后也会导致降低它的吸附能力。
 
    吸附性能
 
    v吸附容量。单位活性炭所能吸附污染物的最大量称吸附容量。不同材料的吸附容量会不同;同一材料对不同气体的吸附容量会不同;温度、背景浓度改变,吸附容量也会变化。
 
    v滞留时间。空气在活性炭层中逗留的时间称滞留时间。滞留时间越长,吸附越充分。为保持足够的滞留时间,炭层要足够厚,过滤风速要尽可能低。
 
    v使用寿命。新的活性炭吸附效率高,使用中效率不断衰减,当过滤器下游有害气体接近允许的浓度极限时,过滤器报废。报废前的使用时间就是使用寿命,也称有效防护时间。
 
    v选择性。一般说来,在物理吸附中易被吸附的有:分子量大的气体、沸点高的气体、挥发性有机气体。若活性炭经化学浸渍,还可以清除平时难以对付的气体,或突出对某类气体的吸附能力。
 
    六,光触媒
 
    光触媒(也是一种化学过滤器):[Photocatalyst]是光[Photo=Light] +触媒(催化剂)[catalyst]的合成词,它是一种光催化剂。催化剂是用于降低化学反应所需的能量,促使化学反应加快速度,但其本身却不因化学反应而产生变化的物质。光触媒顾名思义即是以光的能量来作为化学反应能量来源,利用二氧化钛作为催化剂,利用特定波长光源(主要是UVA紫外线或自然光和灯光)的能量来产生触媒的作用,将周围氧气及水分子激发成极具活性的.OH-及O2-自由离子基,这些氧化力极强的自由基几乎可分解所有对人体或环境有害的有机物质及部分无机物质。
 
    光触媒的主要功效:
 
    v1、空气净化:可将空气中的有机有害气体(甲醛,苯,甲苯、二甲苯,TVOC等)和部分无机有害物分解成为二氧化碳和水,并随空气流动消失,从而达到净化空气效果。
 
    v2、抗菌防霉:该产品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯氏菌等具有极强的杀伤力(99.99%);  
 
    v3、抗污除臭:光触媒可将油污和有机污染物分解,并不易被污染,且还具有吸附和分解被治理的臭味(生物臭、烟臭、垃圾臭、生活臭等)。
 
    特点:光触媒作为催化剂本身并不直接参与氧化还原反应,而只是改变发生所需条件,所以自身的能力并不随时间而被消耗和衰减,在理论上,只要不刻意划掉或涂盖,光触媒能长久有效。光触媒主要以海绵和蜂窝铝为载体,可喷涂在其表面。
诺克司·森态新风

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