等離子體空氣消毒凈化

1、等離子體空氣消毒凈化引言近年來，空氣污染問題日益受到公眾的關注。對居室、辦公室、車間廠房、車輛等室內環(huán)境的空氣污染狀況及其凈化措施的研究尤為 重要，而醫(yī)療系統(tǒng)的空氣污染，特別是細菌和病毒的傳播，對醫(yī)護人 員和就醫(yī)病人帶來了嚴重的危害。等離子體空氣凈化殺菌技術由于其 快速殺滅細菌、化學轉化有毒有害物資的特性而越來越受到專家和用 戶的關注。1、室內空氣污染狀況室內空氣污染有其特殊性：1）室內空氣質量受室外空氣的影響， 常見的空氣污染物有香煙煙霧、 有害氣體、塵埃、花粉、抱子、細菌、 病毒等。在我國城市，室內空氣的主要污染物包括總 TSP、CO、SQ、 NOx、碳氫化合物等。2）室內還存在一些特殊的

2、污染源，其中包括 合成建筑材料、燃氣具、家用電器、化學制品以及生活在室內的人、 寵物、植物等。此外，建筑通風情況不佳，也進一步加劇污染程度。3）離子失衡是空氣污染的一種形式，空氣中含有大量的正、負離子，一般正負離子濃度處于基本平衡狀態(tài)， 一旦失衡，就會對人體鍵康造 成影響。研究表明，負離子能降低人體血液中的復合胺濃度，有利于 對氧的吸收和利用，加速氧的傳輸，促進新陳代謝，使人感覺精神愉 悅，頭腦清醒。正離子則降低對氧的傳輸，使人產(chǎn)生程度不同的缺氧 癥狀，導致精神萎靡不振、煩躁、緊張、頭痛等。醫(yī)療系統(tǒng)室內空氣中的污染物除了上述污染外，細菌和病毒的污 i染非常重要。由于人多，菌類物質種類繁多，極易

3、傳染。同時由于空 氣中的離子濃度處于極度不平衡狀態(tài)。在污染較為嚴重的室內環(huán)境 中，負離子濃度通常不足10曲/cm3,加巨了病毒的傳熱和變異。因此，對室內空氣凈化時，不僅要去除各種污染物（TSP和各種有 害氣體），調節(jié)空氣中的離子平衡，重要的是要殺滅細菌。應用物理 過濾原理只能清除尺寸較大的懸浮顆粒物，而對尺寸較小的懸浮物、 煙霧及有害氣體的清除能力較差，對殺菌和調節(jié)離子平衡無作用；應 用化學吸收吸附原理則存在較大的安全風險，可能會引起二次污染。 而使用等離子體技術則可以解決這些問題。2、等離子體空氣凈化原理2.1預荷電集塵其基本原理是利用極不均勻電場，或形成電暈放電，產(chǎn)生等離子 體，其中包含的

4、大量電子和正負離子在電場梯度的作用下，與空氣中的顆粒污染物發(fā)生非彈性碰撞，從而附著在上面，使之成為荷電離子， 在外加電場力的作用下，被集塵極所收集。其處理過程分三個階段： 1） e+M （污染物分子） M-; 2） M-+ SP（固體顆粒） （SPM）-; 3） （ SPM）- SPM （沉積在集塵極上）。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 100 "的總懸浮顆粒（TSP） 和直徑小于 "的可吸人顆粒（PM10）有較高的清除效率。2.2等離子化學反應通過前沿陡峭、窄脈寬（納秒級）的高頻高壓脈沖電暈流光放電， 在常溫常壓下獲得非熱等離子體（Non-

5、Thermal Plasma ,利用等離 子體中的大量活性粒子對有毒、有害、難降解的污染物進行直接的分 解去除。這一技術主要是通過兩個途徑實現(xiàn)： 一是在高能電子的瞬時 高能量作用下，打開某些有害氣體分子的化學鍵，使其直接分解成單 質原子或無害分子；二是在大量高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和氧白 由基、氫氧白由基(白由基因帶有不成對電子而具有很強的活性)等作 用下，氧化分解成無害產(chǎn)物。有機污染物和細菌在等離子體中的降解機理，主要包括以下過程：(1) 在高能電子撞擊作用下，電場空間內產(chǎn)生強氧化性白由基，如 O、OH、OH2；(2) 有機污染物分子受到高能粒子的碰撞被激發(fā)，分子鍵、基團斷 裂形成大量的亞

6、穩(wěn)態(tài)基團和粒子；(3) O、OH、OH2等與激發(fā)態(tài)分子、破碎基團及其他白由基等發(fā)生一系列等離子體化學反應，有機分子最終被氧化為CO2和H2。從有機物降解機理上分析，主要發(fā)生以下反應：H2S +。2、。2、。2+ SO3+ H2ONH3 +。2、。2-、。2+2NOX + H2OVOCs +。2、。2-、。2+ CO2 + H2O(4) O、OH、OH2；氧化性白由基和高速電子對細菌或組成病毒 的DNA及蛋白質進行快速氧化，破壞和分解傳染病毒。從細菌降解機理上分析，主要發(fā)生以下反應：蛋白質 + O2、O2-、o2+ CO2 + h2o2.3電磁場作用下的負離子發(fā)生利用不平衡強電磁和放電的方法，

7、產(chǎn)生臭氧和負離子，在離子風 驅動下，將其擴散到室內空間。適量濃度的負離子一方面調節(jié)了空氣 中的離子平衡，另一方面，它還能有效地清除空氣中的污染物。高濃 度的負離子同空氣中的有毒化學物質和病菌懸浮顆粒物相碰撞使其 帶負電，而這些帶負電的顆粒物就會吸引其周圍帶正電的顆粒物（通?？諝庵械募毦⒉《?、抱子等是帶正電）。這種積聚過程一直持續(xù) 到顆粒物的重量足以使它降落在地面為止。除了積聚過程外，在有限的空間里空氣中帶負電的顆粒物還被吸 附到帶正電的表面上，而通常情況下，房間里面大多數(shù)物體的表面（包 括墻壁、地面、家具、電器等）都是帶正電的。應用等離子體放電技術，產(chǎn)生高濃度的臭氧，同時調節(jié)空氣中的 離子平

8、衡，使負離子濃度保持在適當?shù)乃?，這對改善空氣品質和殺 滅細菌有著重要的意義。3、解決方案根據(jù)上述低溫等離子體空氣凈化原理，我司開發(fā)出了適合室內（特別是醫(yī)療系統(tǒng)）使用的空氣凈化器。本公司可提供以下兩類解決 方案。3.1單體室內空氣凈化器該空氣凈化器采用模塊式結構，主體部分包含預荷電集塵單元、 等離子化學反應單元和負離子發(fā)生單元， 輔助部分包括感測單元、中央控制單元。其中感測單元可實時監(jiān)測所處環(huán)境中的有害氣體成分含量，并將監(jiān)測結果通知中央控制單元。中央控制單元將根據(jù)不同的污 染情況白動控制電路，向主體部分提供相應的等離子體。3.2中央空調管道式空氣凈化器該空氣凈化器也采用模塊式結構，主體部分包含預荷電集塵單元、等離子化學反應單元和負離子發(fā)生單元；輔助部分包括感測單元、 中央控制單元。模塊式嵌入回風管道中，感測單元可實時監(jiān)測回風管 道中有害氣體的成分及含量，并將監(jiān)測結果通知中央控制單元。中央 控制單元將根據(jù)不同的污染情況白動控制電路，向主體部分提供相應的等離子體。4、凈化效果一次通過凈化效率：> 80%氣流速度：3m/s煙霧降解效率：70%消毒殺菌：殺滅率 > 90%消除異味、微生物：消除率 >80%6相關測試數(shù)據(jù)見下表:順康牌等離子體空氣消蠹機初始濃度（mg/nB）開機時間取出效果苯5.197h93.1%甲苯13.557h92.6%二