大气PM2.5水汽凝结长大系统设计研究文献综述
2023-08-24 16:37:23
- 文献综述(或调研报告):
- 空气除尘技术研究进展
对于大气中的PM2.5,受制于环境能源等原因,不能直接使用工业中成型的设备,而应当发展新的技术。目前已经存在的,用于处理空气颗粒物的技术主要有五种:(1)过滤除尘技术 (2)湿式除尘技术 (3)静电除尘技术 (4)负离子除尘技术
(1)过滤除尘技术
过滤净化技术发展于热电厂的过滤式除尘技术,它是纤维过滤、或膜过滤与粉尘层过滤的组合,通过筛滤、惯性碰撞、扩散、重力沉降作用,使含尘气流通过过滤材料而将粉尘分离捕集[1]。基于过滤净化技术,黄宇等人[2]发明了一种用于室外的空气净化装置,每面空气净化网墙从外向内依次包括过滤层、常温催化层以及化学吸收层,利用分级净化彻底去除PM10和PM2 .5等颗粒物。唐新志[3]发明了一种实用新型提供的室外空气净化器,包括净化室、过滤结构、进排空气导向阀,通过过滤结构将空气中的有害物质进行过滤。但过滤技术也存在一定的缺点,在使用过程中,颗粒物不断在过滤材料上堆积,流动阻力会逐渐增大,增加功耗。同时伴随着微生物的产生,严重可能会向空气释放有害微生物,形成二次污染[4]。因此需要定期更换滤膜,增加了维护成本。
(2)湿式除尘技术
湿式除尘技术按水与含尘气流的接触方式可分为三种方式,分别是水滴、水膜和气泡[5]。三种方式在工作方法上有所不同,基本的原理都是含尘气流与水膜或水雾充分接触,粉尘颗粒自身的质量和粒径长大,在重力沉降、惯性碰撞等作用下被水膜或水雾捕集下来,形成尘水混合物[6]。
水洗净化技术是水膜与细颗粒物接触,将室内污浊的空气通过风机运动吸入到空气净化设备中,空气高速绕流,延长空气与水的接触时间和接触面积,使有害物质充分溶解于水,从而提高净化能力。相比较传统的滤网过滤,水分子的间隙更小,对于空气中大量的细颗粒物,如PM2.5,滤除效果会更好[7]。郑珍珠等[8]以水膜水洗和雾化水净化为原理设计了净化装置,当风速达到1.5m/s时,100min后室内PM2.5浓度可由120mu;g/m3降至35mu;g/m3。
喷雾除尘也是湿式除尘技术的一种,孙国荣[9]发明了雾珠湿式室外空气净化装置,他在进风管的出风口处设置了用于喷出雾珠的喷雾头,可以消除 100%PM5 以上的微尘及大部分PM2.5微尘。刘志超等[10]设计了磁化水喷雾除尘设备,发现将水磁化后用于除尘,效率能提高10%左右。
湿式除尘会出现水箱污染问题,现已有银离子杀菌水箱,能有效杀灭水中的细菌,有效避免水中的细菌再次吹入室内,保证空气净化质量[11]。
(3)静电除尘技术
静电除尘技术一般通过直流高压电源产生强电场,将气体电离,从而产生电晕放电。静电技术能有效摧毁真菌孢子,对尺寸在0.1mm以上的颗粒净化效果最好,但对病毒却无效[12]。Aussawasathien 等[13] 研究显示,由于静电除尘采用的是强电场,没有任何阻力,因此静电空气过滤器与纤维过滤器相比,可以避免压降增加。对于尺寸范围为0.15mu;m~0.5mu;m的颗粒,其过滤效率提高很明显。然而,静电净化技术的一大缺点是,由于超高压电场的存在,使用过程会产生臭氧。Boelter 等[14]测量了四种电晕丝材料(钬、钨、铜、银)在不同电晕电流下臭氧的发生率,并且发现银作为放电电极的发生率最小。 Lin [15]的研究发现,使用交流电压可以减少臭氧产生。2013年,Quang T N[16]对澳大利亚办公楼中的细颗粒物进行了建模与测量,比较袋式和静电过滤器的效率,结果表明,使用袋式过滤器的建筑中粒径范围为6~3000nm的颗粒物过滤效率为26.3%~46.9%,而使用静电过滤器的建筑颗粒物的过滤效率为60.2%。
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