【正文】 采用 W字形、圓筒形、卷繞形等。當(dāng)吸附達到平衡時，吸附質(zhì)在氣、固兩相中的濃度間有一定的等溫吸附函數(shù)關(guān)系。吸附要經(jīng)過以下 3個過程： ① 被吸附物質(zhì)向吸附劑周圍流體界面膜擴散，稱為外擴散過程。如圖 ,如果 C和 q分別取平衡點 q*和 ,則可用下式表示： ? ? ? ?**G v S vdq K a C C K a q qdt ? ? ? ?*C式中 , KG —— 按濃度合并的物質(zhì)總移動系數(shù)； KS —— 按吸附量之差合并的物質(zhì)總移動系數(shù) 。由于活性纖維具有更多的微孔直接與吸附質(zhì)接觸，而且吸附質(zhì)直接暴露于纖維表面進行吸附和解吸，因此也能更快達到吸附平衡，能有效地利用微孔。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 該項技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外研究者們十分關(guān)注研究與開發(fā)的重要課題之一，納米光催化凈化技術(shù)還在其他領(lǐng)域中占有重要研究價值（如航天、航海、醫(yī)療業(yè)）。而電子具有強還原性， 帶正電的空穴具有強氧化性，電子 可使 空氣中 O2的還原；空穴可使 H2O 氧化 ,生成 H2O2,OH等氫氧根基團，這 些基團的氧化能力極強，使原本不吸 收光的物質(zhì)被活化而氧化，即將有機 污染物氧化，并生成鹵素離子類等無 機物質(zhì)的小分子。對于室內(nèi)揮發(fā)性有機物光催化氧化過程 ,在 O2和 H2O濃度保持不變，該模型可簡化如下： 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 對上式求積分后化簡可得： 式中， C ——有機物濃度 。 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 2）過濾材料的應(yīng)用 ① 高效微?？諝鈨艋统?xì)微?？諝鈨艋? 納米纖維具有較大的比表面積（單位體積或單位質(zhì)量顆粒的總表面積） 利用納米纖維的這些特征性可用它制作吸附材料和過濾材料，應(yīng)用于亞微米高效微?？諝鈨艋统?xì)微?？諝鈨艋?，能有效地用于原子工業(yè)，無菌室、精密工業(yè)、涂飾等行業(yè)，其過濾效率較之常規(guī)過濾材料效率大大提高。影響反應(yīng)器內(nèi)輻射能量分布的主要因素包括： ①反應(yīng)器的幾何尺寸；②反應(yīng)器的光學(xué)厚度；③光源與反應(yīng)器的相互位置；④輻射波長；⑤反應(yīng)體系中多相共存的影響；⑥反應(yīng)器的混合特征。 圖 511流量 /流速對丙酮凈化效率的影響 圖 512 TiO2 質(zhì)量與面密度對丙酮凈化效率的影響 結(jié)果表明，丙酮凈化效率隨流量的增加而增大。 圖 513 初始濃度對丙酮凈化效率的影響 圖 514 光照時間對丙酮凈化效率的影響 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) D：光照時間的影響 從圖 514看出，反應(yīng)開始時，反應(yīng)物的質(zhì)量濃度比較 高，新鮮催化劑的吸附性較好，丙酮凈化效率隨著反應(yīng)時 間的延長增加得較快，隨后，凈化效率的變化趨勢逐漸平 緩，其原因為： ①反應(yīng)物的減少和生成物的增加抑制了反應(yīng)的正向進行 ②氧的存在對反應(yīng)起很大的作用，隨著時間的延長和反應(yīng)的 進行，系統(tǒng)中氧的含量逐漸減少，反應(yīng)速率減慢； ③反應(yīng)產(chǎn)物中有水，水蒸汽的存在對丙酮的降解起抑制作用 E： O2含量的影響 光催化 (光觸媒 )凈化方法 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) F： H2O含量的影響 H2O在光催化反應(yīng)中起著重要作用，但是隨著 H2O含量的增加， TiO2的催化活性就不確定了。 超細(xì)微粒的 TiO2催化劑只有將其復(fù)制于載體上，成型后才能用于實際場合。 ②金紅石型 TiO2對 O2的吸附能力較差，比表面積較小，光生電子和空穴容易復(fù)合，導(dǎo)致催化活性降低。在晶格缺陷等其它因素相同時，表面積越大則吸附量越大，活性越高。 光催化在常溫下進行 ,直接利用空氣中的氧氣作氧化劑 。 總之 ,因光催化空氣凈化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和 、 經(jīng)濟和對污染物全面治理的特點 ,所以可廣泛應(yīng)用于有限空間空氣凈化領(lǐng)域 (如建筑室內(nèi) 、隧道 、 交通工具 、 飛行器等有限空間 )。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 20世紀(jì) 60年代形成的等離子體化學(xué)是基于高能物理 、 放電物理 、放電化學(xué) 、 反應(yīng)工程學(xué) 、 高壓脈沖技術(shù)等領(lǐng)域的一門交叉科學(xué) 。 因此 ,按其重粒子溫度也叫做低溫等離子體 (Cold P1asma)或冷等離子體 。HO2, 共同的特點 :均能夠在較高的氣體壓力下 (常壓 )形成非平衡等離子體。 靜電集塵是一個物理過程 ,在這個過程中 ,對懸浮在空氣中直徑小于100μm 的總懸浮顆粒 (TSP)和直徑小于 l0μm 的可吸入顆粒 (PM10)有較高的清除效率 。 ② 有效地清除空氣中的污染物。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 非平衡等離子體空氣凈化反應(yīng)器 根據(jù)等離子體區(qū)中是否填充了絕緣介質(zhì) ,把等離子體反應(yīng)器分為空腔式和填充式 2種類型 ,下面介紹它們的組成結(jié)構(gòu) 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 反應(yīng)器型式 供能方 式 電壓 /kV 甲苯凈化效率 反應(yīng)器型式 供能方 式 電壓 /kV 甲苯凈化效率 線 筒結(jié)構(gòu) (空腔式 ) 脈沖電源 42 平行板電極(空腔式 ) 脈沖電源 42 0 交變電源 28 交變電源 28 0 線 筒結(jié)構(gòu) (填充式 ) 脈沖電源 42 平行板電極(填充式 ) 脈沖電源 42 交變電源 28 交變電源 28 表 空腔式反應(yīng)器與填充式反應(yīng)器性能對比 備注 :實驗條件是氣體積流量為 500ml/min，甲苯初始質(zhì)量濃度約 1000mg/m3，填充材料為 Al2O3。當(dāng)電容值小于最佳值時 ,脈沖沿較窄 ,但脈沖能量相對較小 ,凈化效率降低 。 ① 隨著峰值電壓的升高 ,直徑較小的反應(yīng)器中凈化甲苯效率的趨勢是先增大 ,隨后又減小 。 從趨勢來看 ,陶瓷管反應(yīng)器在實驗電壓范圍內(nèi)凈化甲苯效率一直呈較明顯的上升 ,而金屬管反應(yīng)器則在峰值電壓高于 30kV后凈化效率的上升趨勢變緩 ,高于 36kV后 ,有較頻繁的火花出現(xiàn) ,凈化甲苯效率下降。 圖 反應(yīng)器長度對凈化甲苯效率的影響 (5)電暈極間距的影響 見表 。 總之 ,對于特定的反應(yīng)器 ,應(yīng)該有其合理的電源電參數(shù) ,即脈沖電源應(yīng)該與反應(yīng)器匹配 (指脈沖電源提供的能量能夠滿足反應(yīng)器去除 VOCs,而且能量能夠盡可能的利用 ,使能耗降到最低 )。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 非平衡等離子體在空氣凈化中的應(yīng)用研究 用于氣態(tài)污染物治理的等離子體技術(shù) ,即利用等離子體激活廢氣中的活性組分 ,該組分與污染成分發(fā)生反應(yīng) ,形成非污染的副產(chǎn)品或更易利用的物質(zhì) 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 負(fù)離子凈化 空氣離子類型及其特性 空氣中的離子按體積大小可分為輕 、 中 、 重離子 3種 。 空氣離子的含量通常以 1ml空氣中離子的個數(shù)來標(biāo)定 。 36,n=70177。如狂風(fēng)飛沙之日 ,在人群密集 ,空氣污濁的場所 ,空氣正離子驟增 ,給人以心煩意亂 ,頭疼疲乏之感 。 ④ 增強免疫系統(tǒng)功能 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 負(fù)離子凈化 利用放射性物質(zhì)或紫外線電離空氣產(chǎn)生負(fù)離子 ,其特點是設(shè)備簡單 ,產(chǎn)生負(fù)離子濃度高 ,但需要有特殊的防輻射措施 ,使用不當(dāng)會對人體產(chǎn)生極大的危害 。另一方面可以不斷地清除污染物,從而達到改善空氣質(zhì)量的目的 。 ②標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 ,臭氧的密度是 kg/m3。 但在發(fā)生過程中 ,必須配置效果優(yōu)良的氣體干燥和發(fā)生裝置及冷卻系統(tǒng) 。陰陽極催化層易脫落 ,造成膜電極工作壽命較短 。 ⑤另外 ,臭氧可以氧化分解果蔬生理代謝作用呼吸出的催熟劑 ——乙烯氣體 ,所以還具有消除異味、防止老化和保鮮的作用。如果用于食品保鮮或物體表面的消毒則需要濃度為 ～ mg／ m3。 因此 ,長時間接觸臭氧還易繼發(fā)上吸道感染 。嚴(yán)重的會導(dǎo)致人體皮膚癌變和肺氣腫 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 臭氧凈化 值得注意的是 ,臭氧發(fā)生器在不同空間的需求中 ,工作時數(shù)與效果是成正比的 ,特別是臭氧在高溫環(huán)境下短期內(nèi)就進入衰減期 ,必須要邊發(fā)生、 邊應(yīng)用 ,使臭氧供應(yīng)不間斷才能達到完美效果 。 ②濕度要適當(dāng) 在相對濕度為 50％一 80％條件下臭氧的滅菌效果最理想 ,因為病毒、細(xì)菌在高濕條件下細(xì)胞壁較疏松 ,易被臭氧穿透殺滅 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 臭氧凈化 臭氧在空氣凈化中的應(yīng)用 1)臭氧在空氣凈化中的作用 ①臭氧的應(yīng)用主要是其極強的氧化能力與滅菌消毒性能 ,即氧原子可以氧化細(xì)菌的細(xì)胞壁 ,利用擊穿細(xì)胞壁與體內(nèi)的不飽和鍵化合而殺滅細(xì)菌。 2)紫外線輻射法 紫外線輻射法是以紫外線的能量使處于基態(tài)的 1個氧分子 (O2)分解為 2個氧原子 (O),再同一個氧分子 (O2)反應(yīng)產(chǎn)生 O3的方法 ,即 : 2 2 32O h r O O M O M? ? ? ? ? ?同時 322O O O??室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 臭氧凈化 紫外線輻射法產(chǎn)生臭氧 ,適合于產(chǎn)生少量臭氧的場合 ,如實驗室使用、 少量樣品殺菌 、 除臭等 。 ④強氧化能力 ,幾乎對所有的金屬都有氧化腐蝕作用。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 負(fù)離子凈化 圖 負(fù)離子密度與空氣污染程度、相對濕度的關(guān)系 負(fù)離子發(fā)生器作為凈化室內(nèi)空氣的產(chǎn)品對空氣凈化有促進作用 ,但是單純依靠發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)離子凈化空氣是片面的 ,因為空氣中的負(fù)離子極易與空氣中的塵埃結(jié)合 ,成為具有一定極性的污染粒子 ,即 “ 重離子 ” 。 利用動力設(shè)備和高壓噴頭將水從容器中霧化噴出 ,霧化后的水滴以氣溶膠形式帶負(fù)電而成為負(fù)離子 ,其發(fā)生負(fù)離子的濃度取決于水的霧化狀況 ,一般可達到 104105個 /cm3。 當(dāng)空氣中正、負(fù)離子失去平衡時 ,需要人造負(fù)離子來補充 ,使之維持健康的空氣環(huán)境。 當(dāng)空氣中負(fù)離子的濃度較高時 ,能抑制多種病菌的繁殖 ,降低血壓和消除疲勞 ,促進人體的新陳代謝 ,改善肺的通氣功能和換氣功能 ,呼吸系數(shù)增加 (吸收 O2增加20%,排 CO2增加 %)和促進人體的生長發(fā)育 ,因而人們將空氣負(fù)離子比喻為 “ 藍(lán)色維他命 ” 或 “ 空氣長壽素 ” 。 顯然 ,空氣中離子的數(shù)量和單極系數(shù)因不同的環(huán)境而發(fā)生變化 ,空氣中離子的數(shù)量的多少與平衡直接影響到人們的生活和工作環(huán)境 。 /N N q??? /n n q??? q( 單極系數(shù) ) 以中、重離子： 或輕離子： 表示正、負(fù)離子之比。 輕空氣離子的直徑為 107cm,在電場中運動較快 ,其運動速度為 1～ 2cm/s。 研究表明 ,等離子體是一種效率高 、 能耗低 、 使用范圍廣的污染物凈化手段 。 應(yīng)該讓電源的功率與反應(yīng)器所需的功率一致 , 達到優(yōu)化供能的目的 ,使電源產(chǎn)生的能量盡可能的利用 。 這是由于電暈極間距越小 ,則沿反應(yīng)器長度方向可布置電暈極的根數(shù)增加 ,增加了電暈區(qū) ,處理效果隨之增強 。 這可能與 2種材料表面的結(jié)構(gòu)形態(tài)有關(guān) 。③ 直徑越小 ,甲苯的凈化效率與峰值電壓的關(guān)系曲線愈陡 。 室內(nèi)污染控制與潔凈技術(shù) 非平衡等離子體凈化 2）反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特性的影響 (1)電暈極結(jié)構(gòu) 電暈極結(jié)構(gòu) 不同峰值電壓下凈化甲苯效率 /% 24 30 36 42 , 單線 , 單線 *,單線 , 單線 , 單線 3－ , 絞線 表 電暈極結(jié)構(gòu)、峰值電壓與凈化甲苯效率 表 、 峰值電壓和凈化甲苯效率的相關(guān)數(shù)值 。 1）脈沖電源電參數(shù)的影響 ① 凈化效率隨脈沖頻率的增大而提高 。 這些反應(yīng)器都是從電除塵器發(fā)展而來的 ,與其不同之處是電除塵器中供電方式大多采用直流負(fù)電 ,其主要目的是脫除廢氣中的顆粒物 ,而在非平衡等離子體反應(yīng)器中 ,為了提供高濃度的等離子體大多采用高壓納秒級脈沖或高壓納秒級脈沖疊加直流供電 ,其主要目的是脫除空氣中的有害氣體 。 則這些帶負(fù)電的顆粒物就會吸引其周圍帶正電的顆粒物 (通?？諝庵械募?xì)菌 、 病毒 、 孢子等是帶正電