净化无尘车间空气净化器工作原理及类型

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空气净化器又称“空气清洁器”,是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物,包括粉尘、花粉、异味、细菌及PM2.5等,能有效提高空气清洁度的设备。空气净化器包括主动式净化和被动式净化两类。
1. 净化无尘车间被动式净化类(滤网净化类)
主要原理是:用风机将空气抽入机器,通过内置的滤网过滤空气,主要能够起到过滤粉尘、异味、特殊气体和灭掉部分细菌的作用。滤网又分:集尘滤网、去甲醛滤网、除臭滤网、HEPA滤网等;其中成本比较高的就是HEPA滤网。HEPA过滤型空气净化器主要由风机和高效过滤器HEPA组成,机器内的风机转动,吹动空气通过机器内的HEPA过滤器后将各种污染物清除或吸附。HEPA过滤器能够有效滤除0.3μm以上的可吸入颗粒物、烟雾、细菌,过滤效率达99. 97%以上。
此外,可采用活性炭吸附技术。活性炭是一种多孔性吸附材料,不溶于一般常见的各种溶剂,除了在高温下同一些强氧化剂发生反应外,在一般正常环境下物理性质和化学性质都很稳定。根据《活性炭分类和命名》GB/T 32560-2016,活性炭可以分为四大类:煤质活性炭、木质活性炭、合成材料活性炭以及其他类活性炭。
2.净化无尘车间主动净化类(无滤网型)
这类空气净化器的主动灭菌原理可分为以下技术:
(1)银离子净化技术:简单地说就是把银块离子化吹到空气中,以起到灭菌的效果。其缺点是成本高,细菌灭活率低。
(2)负离子技术:主要原理是运用静电释放负离子,使集中空气中的粉尘起到降尘作用,同时负离子对空气中的氧气也有电离成臭氧的作用,对细菌有一定的灭活作用,生产成本较低。
(3)臭氧净化技术:臭氧净化技术几乎能够灭掉各类细菌。臭氧在常温和常压下化学结构不稳定,能够很快自行分解成单个氧原子(O)和氧气(O2);前者具有极强的氧化性,通过破坏细菌等微生物的细胞组织和RNA,将其灭掉。将臭氧灭菌净化设备关机后,多余的氧原子(O)会在约半小时后自行重新结合成为氧气(O2)。
(4)静电除尘技术:静电除尘的工作原理是用高压直流电源产生高压静电场,形成电晕放电。空气通过电晕区时,电晕产生的带电粒子会与空气中的粉尘颗粒相碰,粉尘颗粒带上电荷后在电场力的作用下就会定向运动,后沉积下来被收集,从而去除空气中的粉尘颗粒,达到净化空气的效果。中净环球净化可提供净化厂房、无尘车间的咨询、规划、设计、施工、安装改造等配套服务。
(5) 低温等离子技术:
主要原理是:通过给气体外加电压至气体的放电电压,使气体被击穿,产生各种强氧化性的低温等离子,并在极短时间内把接触到的污染物分解掉。这种技术一般用于工业废气处理,化学反应后产生二次污染,若要应用到家用空气净化器中,需要做人体安全测试以及相应的二次污染处理技术。
(6)光触媒技术:光触媒实际是利用半导体在光线的照射下,释放其强氧化力的自由基的技术。优点是产品成本较低,缺点是自由基活性导致其在空气中停留的时间较短,对细菌的灭活效果也有限。
(7)净离子群技术:是一种将空气中的水分子直接电离成H自由基和OH自由基,同时再包裹水分子的技术。OH自由基对细菌的灭活率超过臭氧,在空气中停留时间也比臭氧长。净离子群离子技术使OH自由基外包裹一层水分子,保持其在空气中的存在时间,同时利用细菌的倾水性,能够更快速地对细菌进行灭活作业。
(8) 水膜净化技术:水膜净化是将水喷到适当目数的纱网上形成水膜,然后让空气以一定的速度通过水膜。空气中的污染物会因拦截作用、扩散作用、重力和惯性的作用溶于水中,后水会在重力的作用下落入纱网下方的水槽中。也可以向水中添加抗菌剂,实现灭菌。
3.主动净化与被动净化结合
主被动相结合的空气净化器所运用的技术包括滤网+净离子群技术、滤网+负离子技术、HEPA+活性炭+负离子技术,紫外线+臭氧净化技术等。
根据目前空气净化器的应用情况可以发现,针对悬浮颗粒物,主要的净化技术是过滤、静电、负离子和水洗净化,过滤法是目前普遍采用的颗粒物净化手段。针对特殊气体较有效也是目前常用的方法是吸附,活性炭因其简单、有效、成本低而成为广泛使用的吸附材料,其次是光触媒和等离子体净化方法较为有效。针对微生物较高效的净化方法是紫外线照射,其次是光触媒和等离子体净化,过滤网对直径较大的细菌有效。
从各种净化技术的原理和特点不难发现,目前单一的技术不可能处理空气中的所有污染物。因此,需要利用净化技术间的协同效应。所谓“协同效应”是指两种或多种技术联合使用的效果比每种技术单独作用的效果之和大的现象。净化技术间的耦合有利于将各自的性能优势更有效地发挥出来,或能克服各自在净化过程中的不利因素,如吸附+光催化技术、低温等离子体+光催化技术等。
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