中华大学建筑环境检测中心技术主管莫金汉

2013-04-22 17:09   来源:中国家电网   

  莫金汉:谢谢!首先也是预祝我们这个空气净化器专委会能够顺利的成立,发展的越来越好。其实今天本来是我们张寅平教授来做这个汇报,他突然有事情就委托我来替他讲这个题目,这个题目非常大,讲空气净化器,我得到的任务是15分钟之内讲完,肯定不能讲完的,我起到抛砖引玉的作用,有不对的地方,请各位专家和嘉宾指正,这是我今天汇报的内容。主要有三个方面。

  我讲到空气净化,要净化什么东西,刚才戴老师也讲了,基本上都涉及到了,我们引用一下国际室内空气学会的定义,它这么说的,去除或减少对人或其它生物有危害的或者引起不舒适的化学物、颗粒物或微生物。

  GB/T18883标准就是分为这么几类,这是我们现行这个标准中所要求的这些东西。除了这个标准以外,我们在化学污染方面更关注比如塑化剂问题,还有台湾的饮料中的塑化剂问题,我们空气中也有,包括阻燃剂,然后PM10,我们现在有个PM2.5,我们叫PM250,我们现在叫PM2.5,其实除了2.5以外,还有超细颗粒,这也是需要我们特别关注的,在微生物方面,我们有SARS,像H7N9都是比较关注的。

  既然有了对象,应该怎么注意它,这里列了,从化学污染和颗粒物污染,还有微生物污染,列了一些大家常接触的净化的技术,我下面对这些技术进行很快的回顾。化学污染方面,这是我个人的理解,我感觉包括植物的净化,还有吸入,我个人分为这三类,一它的性能几乎上很少,吸附和催化,一般有比较好的效果,但是相比等离子体非常强的效果的话,只能把他放在中间了,等离子体,是暴力型的,其中中间的这个部分,因为它们都涉及到跟催化、氧化、反应相关,把它归类为反应型。

  这里吸附和反应净化的区别,我个人觉得吸附主要是用面积大的材料吸主污染物的过程,我们用饭桶来比喻。我们反应净化利用的是催化剂或者是氧化剂,比如说臭氧进行分解它的过程,类似于一个代谢的过程。形象的比喻就是我们认为吃它,吃完之后会有代谢,这些反应净化,必然会有代谢产物,这些代谢产物,下面会讲到,我们认为它是副产物,这是原则,比较直观的区别。这是一个吸附过程,吸附过程主要包括这图中所列的三个过程,我们学术上叫对流传质,还有内部扩散,还有表面吸附。我们在座各位都是做空气净化的,我要一个吸附效果比较好的空气净化器必须具备这几点,选择孔隙多、比表面积大、分配系数强的材料,注意外部对流,净化器内的流畅分布。

  我们光催化来说,用的是紫外线,在我们半导体的催化材料,从材料上面产生空气的电子对,电子对具备强的氧化能力,从而室内污染物进行氧化,最后变成二氧化碳和水,这个反应相关的,它美好的效果是最后变成二氧化碳和水,这是对人体无害的,但是中间有步骤停掉了,会产生一些我们不想要的东西。

  等离子体是采用电晕放电或辉光放电产生低温等例子体,等离子体中含有电子、游离基、离子、紫外光和许多不同激活粒子。它是一个非常强的反应,伴随着有很多的副产物,比如说氮氧化物,比如说臭氧,这些污染物对人体影响很大。

  这里面比较快的比较一下,吸附和反应的情况,吸附净化比较快,它缺点是容量有限,这个大家都知道。这种所谓的反应相关的,基本上有点儿细嚼慢咽,我慢慢来,非常温和,你来多少我都能吃掉,我慢慢吃,原理上它没有上线,但是缺点是有我们不想要的副产物。

  化学污染,我们涉及完了,我们很快的过一下,颗粒物污染。颗粒物污染传统上是过滤,我们做了很多。还有静电除尘,在空气中用的比较多,现在在家电中也应用了。还有过滤叠加在一块,使得它具备拦截的作用。这个是给出的过滤器的原理,一般有四种原理,第一是扩散,颗粒很小的时候,通过扩散的话,就可以黏附在过滤的纤维上面,另外是中途的拦截,你过滤之后,纤维很大,就挡住了。另外有一个惯性碰撞,这里面,空气上面流过了,我拐个弯之后,空气是拐过去的,但是惯性碰撞,大的粒子撞它,另外是被静电捕获,基本上这四类原理。每一种原理,作用是不一样的,这个图给出来,横坐标是我们的粒径,纵坐标给的是过滤的效率。从这个底下我们看出来,扩散粒径越大,效果越不好。最后这几条曲线加在一块,这条实心是总的效果,我们发现是这么一个效果,小的分子也不错,扩散力比较强,大的分子拦截效果比较好,中间这个效果是最差的,这个一般认为,PM1.3,就是0.3个微米,我们看一下过滤器的定义,HEPA的定义,必须对PM1.3的颗粒物,大于99.97%才可以,这是叠加效应。

  静电除尘,它是通过静电的方式,一般有这么几个步骤,第一首先通过核电,这个叫核电区,使得扩散的颗粒物带电荷,还有一个收集区有一个电场,因为你合了电,电子在电场牵引下,就被吸附到电子版上去,这个达到静电除尘的效果。这个是高压电的作用,在这个过程中很有可能产生臭氧和氮氧化物,一氧化氮和二氧化氮这些物质。

  我们前面讲了化学污染和颗粒物污染,我们现在讲微生物的污染,这个主要采用紫外线杀菌的方式,为什么进行杀菌?是因为UVGI使用在短波长的紫外线光分解微生物,达到杀菌的效果,这个是通过紫外线,通过各种各样的,包括病毒和细胞,对它们都是有较强的效果,首先前提条件,必须是紫外线,短波长的紫外线,才对它有很好的破坏作用。现在也有说,高效过滤器,也认为它具备杀菌的效果,实际上用了高效过滤器,可以把这种微生物拦截在表面,因为高效过滤器表面没有水分,在缺水的环境下面,使微生物进行死亡。在潮湿的环境,比如说在泰国,这个污染物特别强,比较潮湿的地方,会发现,这个高效过滤器,反而使得它进行孳生细菌的载体,比如说这是一个过滤器,在空调中,过滤器使用比较高,我们使用紫外线照射,使得在表面产生的细菌和繁殖的细菌,杀灭或者抑制它的生长,我们在医院中,比较敏感的地方,吸附比较多的地方,我们用紫外线进行杀菌这样的技术。

  最后来一个汇总,就是说我们刚才讲到了,我们这里面把所有的技术进行划分可以发现,过滤它用的是污染物是颗粒物,吸附主要是针对化学方面,或者是紫外线,需要足够的照射时间,还有催化氧化,因为它也有紫外线的作用,所以它可以对生物和化学都有比较不错的效果。还有离子化,对颗粒物、化学、生物这些都有一些效果。它的缺点是它会产生一些等离子体,还有臭氧也对人有一定的伤害。还有植物净化,特点是效率较低,到底是通过叶片的效果还是土壤的效果,目前还不是特别确定。这是总体来说,有这样一些比较。

  发展趋势方面,我个人觉得目前来说,由于室内污染物的多样性,从前面那个表可以看出来,单一的空气净化器很难满足多样性的需求,所以导致我们必须得要进行一个多元复合的空气净化技术,其实现在很多市场上卖的可以拿到的空气净化器,基本上是我们这种理念,比如说这是一个过滤,先经过活性炭,再经过这个把喷雾除掉,使它可以处理化学污染,可以处理颗粒物污染,此外可以把催化、吸附和过滤三折结合在一起,也可以把吸附和过滤结合在一起,减少我们整个过滤器的阻力,这也是有一些商用的产品。我要说的问题是说,其他据我们所了解的话,很多这种技术之间,只是一个拼装,没有起到一个高效的优化互补,说的直白一点,可能仅仅是一个噱头,我这里有各种各样的技术,但是真正起作用的并不多,这里面举一个例子,这里面插播一下广告,因为我们领导在下面,介绍一下我们检测室,我们检测室面对空气相关的检测都可以做,我们做过8座奥运场馆,做过3000余个建筑,也有20多个品牌合作。我们净化器方面做的比较多,收集了比较多的数据,这个表给的就是我们依据18801这个空气净化器的标准,它通过净化器效能,分为ABCD四个档,这是这么一个级别,这是曲线。横坐标是洁净的空气两,洁净空气两真正代表你空气净化器的效率,能量,就是处理的情况,也就是说你给不给力,这个数据。通过这个可以看出来,同样在,比如说B级这一档,或者是A级这一档,差异的性能,差别太大,这个代表我们给出去的报告,一般A是符合A级,但是这个一个是20,一个是120,典型是不一样的,这说明我们现在来说,目前这个标准来说,你仅仅只用净化效能这个指标进行约束,里面掩盖了一些问题,不能说这个指标不科学,这个指标其实很全面的指标,但是不能用它作为唯一的指标,这个里面需要我们在座的各位专家和嘉宾,如何来进行科学的评价指标,从而达到用户和厂家的双赢。这是我今天讲的,谢谢各位专家!

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