集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)空氣消毒方法

1、集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)空氣消毒方法一、等離子體空氣消毒殺菌原理：氣體原子的電子在高壓脈沖電場中獲得能量，高速擊破細(xì)菌細(xì)胞壁；同時(shí)發(fā)生基元物反應(yīng)，產(chǎn)生活性自由基和生態(tài)氧，直接殺滅細(xì)菌、病毒；降解揮發(fā)性有機(jī)物，變成無機(jī)物；顆粒物去除是以聚集成團(tuán)沉降為主。凈化效果：對(duì)細(xì)菌、病毒、揮發(fā)性有機(jī)物、顆粒物三類污染物都有高效殺滅、降解、去除作用?？梢栽谟腥说那闆r下使用。缺點(diǎn)：對(duì)設(shè)備技術(shù)指標(biāo)要求較高。二、靜電吸附空氣消毒殺菌原理：使空氣中顆粒物帶上正或負(fù)電荷，隨氣流被反應(yīng)器中帶異性電荷電極吸附。凈化效果：只對(duì)顆粒物有去除效果，細(xì)菌病毒是粘附在顆粒物上被去除的?？梢栽谟腥说那闆r下使用。缺點(diǎn)：殺菌、去除有機(jī)物效果差。三

2、、空氣凈化器產(chǎn)業(yè)技術(shù)分類目前市場上常見的空氣消毒凈化機(jī)可分為：化學(xué)試劑類、紫外線凈化型、臭氧型、過濾吸附型（包括FFU、活性炭）、靜電吸附型、TiO2光催化（紫外線激勵(lì)）和等離子體空氣消毒凈化型等七大類。其中紫外線型、臭氧凈化型對(duì)人體有副作用，缺陷明顯，一般只用于特殊場合?；瘜W(xué)試劑類對(duì)人體也或多或少有副作用，尤其是殘留物造成二次污染。等離子體空氣消毒凈化技術(shù)治理環(huán)境污染是集物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)于一體的新技術(shù)。其殺菌消毒機(jī)理的科學(xué)性和先進(jìn)性是無可比擬的，被國際上稱之為“二十一世紀(jì)環(huán)境科學(xué)四大技術(shù)之一”。等離子體空氣消毒凈化機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)Plasma air purifier disinf

3、ections optimal design上海天暈環(huán)?？萍加邢薰究偣こ處熤茉普齋hanghai Tianyun Environmental Protection TechnologyCo., Ltd. - General Engineer Mr. Zhou Yunzheng摘要：等離子體技術(shù)治理室內(nèi)環(huán)境空氣污染，消毒凈化效果顯著，而且節(jié)能。關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)產(chǎn)生高密度等離子體的反應(yīng)器，及其驅(qū)動(dòng)反應(yīng)器的高上升速率的脈沖電源。它的風(fēng)阻小、免維護(hù)、安全、無副作用，適用于常溫常壓室內(nèi)空氣凈化，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)消毒。最后列出各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)予以驗(yàn)證，指出等離子體空氣消毒凈化的優(yōu)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品具有先進(jìn)性、實(shí)用性，前景廣闊

4、。Abstract: Using Plasma technology to management the indoor air pollution, the disinfection purification effect is remarkable and energy. The key is designed & to produce high density plasma reactor, and the high rate rising pulse power to drive the reactor. Its wind resistance, maintenance-free, sa

5、fe, no side effects, suitable for indoor temperature and pressure air purification, can be dynamic disinfection. Finally, list out the test data to verify, pointing out that the plasma air purifier disinfection optimal designed products, with advanced optimization, practical, and broad prospects.關(guān)鍵詞

6、：等離子體空氣凈化 優(yōu)化設(shè)計(jì)Key words: plasma, air purification, optimal design等離子體空氣消毒凈化技術(shù)治理環(huán)境污染是集物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)于一體的新技術(shù)。其殺菌消毒機(jī)理的科學(xué)性和先進(jìn)性是無可比擬的，被國際上稱之為“二十一世紀(jì)環(huán)境科學(xué)四大技術(shù)之一”。 先從室內(nèi)空氣污染的危害性和對(duì)凈化機(jī)的需求入手，提出等離子體空氣消毒凈化機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證其優(yōu)越性。一室內(nèi)空氣污染的危害性和對(duì)凈化機(jī)的迫切需求1、室內(nèi)空氣污染物可歸納為三大類：室內(nèi)空氣污染物可歸納為：細(xì)菌、真菌、病毒污染物，顆粒污染物PM和有機(jī)揮發(fā)性氣體VOCS 三大類。首先是細(xì)菌

7、、真菌、病毒污染物造成的生物污染。室內(nèi)空氣生物污染是影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的一個(gè)重要因素，包括細(xì)菌、真菌（孢子）、病毒、花粉、生物體有機(jī)成分等。這些生物污染因子中，有部分細(xì)菌和病毒是人類呼吸道傳染病的病原體，另一些真菌、花粉和生物體有機(jī)成分則能夠引起人體的過敏反應(yīng)。室內(nèi)生物污染能引起各種疾病，如呼吸道傳染病、哮喘、建筑物綜合癥等，對(duì)人類的健康造成極大的危害。這是人體由細(xì)菌、病毒引起的各類發(fā)熱、炎癥，諸如腦炎、肝炎、瘡毒、感冒等主要元兇；特別強(qiáng)調(diào)的是幾年前的 SARS、禽流感及甲型H1N1流感造成全球性大范圍感染，死亡人數(shù)無法統(tǒng)計(jì)。其次是顆粒污染物造成的物理污染。室內(nèi)空氣中顆粒污染物按粒徑大小可分為粗

8、顆粒與細(xì)顆粒兩種類型，粗顆粒通常指TSP（總懸浮顆粒物）或PM10（粒徑2.5-10m的顆粒物）；細(xì)顆粒主要指PM2.5（粒徑小于2.5m的顆粒物）。粗顆粒污染物對(duì)人體健康沒有太大影響，因?yàn)樗菀资苤亓ψ饔玫挠绊懚两?。?xì)顆粒污染物PM2.5 卻能長時(shí)間漂浮在空氣中，容易進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)，直至血液循環(huán)，對(duì)健康造成危害。流行病學(xué)研究表明：室內(nèi)可吸入細(xì)顆粒污染物濃度或數(shù)量與呼吸系統(tǒng)及心腦血管疾病的死亡率密切相關(guān)。顆粒污染物的粒徑越小，顆粒物傳輸至呼吸系統(tǒng)的部位就越深，危害也越大。第三類是有機(jī)揮發(fā)性有害氣體VOCS造成的化學(xué)污染。VOCS氣體（如建筑裝飾材料中的苯、甲醛等）具有一定的致癌作用，也是導(dǎo)

9、致白血病主要根源，尤其是兒童；大多數(shù)VOCS對(duì)人體健康雖然沒有直接影響，也會(huì)使人體感到不舒適，如強(qiáng)烈的氣味或過敏等刺激引起人體疲勞、頭痛、惡心、胸悶、眼鼻咽喉不適等癥狀，通常被稱為“病態(tài)建筑綜合癥SBS”。石頭內(nèi)的放射物質(zhì)導(dǎo)致的氡污染，其危害時(shí)間達(dá)數(shù)十年，引起肺癌發(fā)病率不亞于吸煙。20世紀(jì)80年代，我國首次出現(xiàn)大規(guī)模室內(nèi)空氣污染問題。90年代隨著人們生活水平的提高，居住條件大幅度改善，同時(shí)室內(nèi)空氣的品質(zhì)卻不斷惡化。引起室內(nèi)空氣污染的最主要原因是劣質(zhì)樹脂膠合板、涂料、花崗巖石板。人們在裝修過程中使用了含有大量有害物質(zhì)，如甲醛、揮發(fā)性有機(jī)物及放射性石材等一些裝飾材料。導(dǎo)致哮喘、白血病和肺癌等發(fā)病率

10、急劇上升。國際上環(huán)保專家已將“室內(nèi)空氣污染”列為繼“煤煙型”、“光化學(xué)煙霧型”污染之后的第三代空氣污染問題。居住裝飾使用含有害物質(zhì)的材料會(huì)加劇空氣的污染程度。這種污染對(duì)兒童、婦女的危害更大。國際有關(guān)組織調(diào)查發(fā)現(xiàn)，世界上50%的新建和重建的建筑物中，存在著對(duì)身體健康有害的室內(nèi)空氣。據(jù)室內(nèi)環(huán)境專家的調(diào)查報(bào)告：人類68%的疾病是由于室內(nèi)空氣污染造成的。據(jù)統(tǒng)計(jì)中國每年有十余萬人死于室內(nèi)空氣污染引起的疾病，造成全球200萬人早逝。室內(nèi)環(huán)境污染給人們健康造成嚴(yán)重的傷害，同時(shí)也遭受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)香山科學(xué)會(huì)議第251次學(xué)術(shù)討論會(huì)統(tǒng)計(jì)，我國每年因室內(nèi)環(huán)境污染危害所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失至少達(dá)107億美元。世界衛(wèi)生組

11、織要求全世界各國政府改進(jìn)城市的空氣質(zhì)量以便保護(hù)人類健康。我國政府在十一計(jì)劃期間就“環(huán)保、節(jié)能兩大課題，可持續(xù)發(fā)展”也作出新的政策規(guī)定。2、凈化機(jī)是去除室內(nèi)環(huán)境空氣污染最佳選擇據(jù)上海市室內(nèi)環(huán)境凈化協(xié)會(huì)專家委員會(huì)對(duì)室內(nèi)環(huán)境污染調(diào)查分析，認(rèn)為：目前我國很多醫(yī)院一般都是采用過濾的方法，必須配備大功率風(fēng)機(jī)，導(dǎo)致噪音大、耗電多、成本高等問題。過濾網(wǎng)背面積存大量灰塵，夾帶病毒、細(xì)菌。如不及時(shí)更換，會(huì)釀成二次污染。最新的一種物理技術(shù)流光能將有望在今后代替過濾法，成為空氣清潔的主要技術(shù)。調(diào)查獲悉，日本所稱的“流光能”是一種在三維空間內(nèi)產(chǎn)生大量高速電子的等離子體放電技術(shù)。當(dāng)今世界，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長，全球環(huán)境

12、正在急劇惡化，環(huán)境質(zhì)量下降、環(huán)境污染等環(huán)境問題已經(jīng)影響到了人類的生產(chǎn)、生活和健康。人類的生存一刻也離不開空氣。一個(gè)人可以15天不進(jìn)食，5天不飲水，但5分鐘不呼吸空氣就會(huì)死亡?？諝馄焚|(zhì)是人體健康的關(guān)鍵，人們可以異地選擇潔凈的水和食物，卻難以選擇人體周圍所呼吸的空氣。隨著環(huán)境污染日益加劇，背著氧氣袋走路、睡覺總是不現(xiàn)實(shí)的。凈化機(jī)是去除室內(nèi)環(huán)境空氣污染最佳選擇。人們越來越明白：買凈化器就是買健康，其迫切性可想而知。二空氣凈化器產(chǎn)業(yè)技術(shù)分類和比較1、空氣凈化器產(chǎn)業(yè)技術(shù)分類目前市場上常見的空氣消毒凈化機(jī)可分為：化學(xué)試劑類、紫外線凈化型、臭氧型、過濾吸附型（包括FFU、活性炭）、靜電吸附型、TiO2光催化

13、和等離子體空氣消毒凈化型等七大類。其中紫外線型、臭氧凈化型對(duì)人體有副作用，缺陷明顯，市場分額越來越少，一般只用于特殊場合。化學(xué)試劑類對(duì)人體也或多或少有副作用，尤其是殘留物造成二次污染。上述七大類凈化機(jī)理也大相徑庭，很難相互作一一對(duì)比。過濾吸附型采用多孔性過濾材料，如無紡布、濾紙、纖維、泡沫棉和HEPA高密度空氣濾材等，吸附空氣中的懸浮顆粒、有害氣體。其缺點(diǎn)是只能濾除可吸入顆粒物，不能徹底消毒和消除揮發(fā)性有機(jī)物；如果顆粒物不及時(shí)清理或更換濾網(wǎng)，會(huì)造成二次污染。例如：潔凈室用的FFU設(shè)備，風(fēng)阻大得驚人，能耗大、噪音也大，每周定期更換，維護(hù)費(fèi)用昂貴是可想而知的。TiO2在紫外線激勵(lì)下，內(nèi)部電子受激發(fā)

14、，產(chǎn)生 羥基原子團(tuán)，降解附在TiO2表面的有機(jī)物。TiO2是催化劑，它本身不消耗能量；但是需要一套紫外光激勵(lì)裝置，能耗大，而且受紫外燈管和鎮(zhèn)流器工作壽命制約。否則光催化能效大大降低。等離子體凈化空氣的機(jī)理中涉及的效應(yīng)包括以下三方面：A、化學(xué)效應(yīng) 等離子體中包含的大量高能自由基與有害氣體分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或打開有害氣體的化學(xué)鍵，把有毒有害的有機(jī)物質(zhì)降解為無毒無害的無機(jī)物質(zhì)。B、生物效應(yīng) 高能電子在細(xì)菌、病毒等微生物表面形成擊破力，破壞微生物細(xì)胞膜，起滅菌的作用；此外所產(chǎn)生的負(fù)離子增加人體對(duì)氧的吸收，使空氣更清新。D、物理效應(yīng) 大量電子、正負(fù)離子與空氣中的顆粒污染物發(fā)生非彈性碰撞成為荷電離子，在電場

15、力的作用下顆粒物被聚合沉降，小顆粒被集塵極收集去除。2、等離子體與其它凈化技術(shù)對(duì)比下述的可比性項(xiàng)目逐個(gè)對(duì)比，因?yàn)樗鼈兏饔兴L，在不同環(huán)境發(fā)揮優(yōu)勢也不一樣。尤其是靜電型凈化與等離子體技術(shù)，從外觀、結(jié)構(gòu)上看很接近的，非專業(yè)技術(shù)人員是很難找出它們之間的本質(zhì)區(qū)別。靜電型凈化與等離子體技術(shù)對(duì)比表（1）對(duì)比項(xiàng)目靜電型凈化等離子體凈化放電形態(tài)電泳現(xiàn)象電暈放電凈化機(jī)理靜電電場異性吸附離子反應(yīng)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)正/負(fù)電極無嚴(yán)格要求正/負(fù)電極要求極不對(duì)稱驅(qū)動(dòng)電源一般選用高壓直流電源。恒壓要求高壓脈沖電流上升沿越陡，效率越高。恒流凈化原理使空氣中顆粒物帶上正或負(fù)電荷，隨氣流被反應(yīng)器中帶異性電荷電極吸附。氣體原子的電子在高壓

16、脈沖電場中獲得能量，高速擊破細(xì)菌細(xì)胞壁；同時(shí)發(fā)生基元物反應(yīng)，產(chǎn)生活性自由基和生態(tài)氧，直接殺滅細(xì)菌、病毒；降解揮發(fā)性有機(jī)物，變成無機(jī)物；顆粒物去除是以聚集成團(tuán)沉降為主。凈化性質(zhì)粒子單一，屬一種物理現(xiàn)象。等離子體多樣，有物理、化學(xué)反應(yīng)雙重作用。凈化效果只對(duì)顆粒物有去除效果，細(xì)菌病毒是粘附在顆粒物上被去除的。對(duì)細(xì)菌、病毒、揮發(fā)性有機(jī)物、顆粒物三類污染物都有高效殺滅、降解、去除作用。缺點(diǎn)殺菌、去除有機(jī)物效果差。有二次污染之虞。對(duì)等離子體反應(yīng)器、驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)指標(biāo)要求較高。等離子體空氣凈化技術(shù)與其他技術(shù)綜合比較表（2）類型原 理作用形式凈化對(duì)象凈化效果能 耗二次污染物理吸附法范德華力多孔吸附顆粒污染物好大

17、有TiO2光催化羥基、自由基細(xì)菌病毒、VOCS一般小無臭氧沿面放電氧化反應(yīng)細(xì)菌病毒、VOCS一般大有負(fù)離子尖端放電負(fù)離子聚合顆粒污染物差小無等離子體法電暈放電高能電子、羥基、自由基細(xì)菌病毒、VOCS、顆粒污染物好小無過濾型、靜電吸附型、TiO2光催化和等離子體空氣消毒凈化型各有特色。其凈化原理、凈化效率、能耗、凈化范圍、二次污染、工作壽命及價(jià)格等各不相同；它們應(yīng)用于合適場合時(shí)各有實(shí)用價(jià)值，對(duì)比表所列僅供參考。例如：過濾吸附型與TiO2光催化結(jié)合，優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，效果會(huì)好些。經(jīng)上述對(duì)比分析：等離子體空氣消毒凈化型無論從凈化范圍、凈化效果都略高一籌，正如國內(nèi)外專家學(xué)者所論證：其殺菌消毒機(jī)理的科學(xué)性和先

18、進(jìn)性，是無可比擬的。三、等離子體空氣凈化技術(shù)1、等離子體等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，它是氣體在放電過程中產(chǎn)生大量的正負(fù)帶電粒子、電子和中性粒子以及自由基組成的一種準(zhǔn)中性氣體云。例如：冰升溫至0 以上變成水，如果繼續(xù)使溫度升至100，水就會(huì)沸騰成為水蒸氣。水蒸氣隨著溫度的上升至3000以上時(shí)，水蒸氣分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，相互間的碰撞就會(huì)產(chǎn)生電離，變成由自由運(yùn)動(dòng)并相互作用的正離子和電子組成的等離子體(plasma)。這是宇宙上物質(zhì)存在的狀態(tài)除氣體、液體和固體以外的第四態(tài)。等離子體總體來看為準(zhǔn)電中性的電離氣體；它一旦被風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)流出反應(yīng)器，幾毫秒鐘內(nèi)立即被中和，還原成常態(tài)氣體。猶如蠟燭迅速

19、移走，火焰就立即消失。這就是等離子體不可能對(duì)其它電器、設(shè)施和人體造成傷害、構(gòu)成二次污染的道理。據(jù)印度天體物理學(xué)家沙哈(MSaha，1893-1956)的計(jì)算，宇宙中的99.9%的物質(zhì)處于等離子體狀態(tài)。我們居住的地球卻是例外的溫度較低，適宜人類居住的星體。對(duì)于宇宙中的等離子體，包括比地球體積大130萬倍的太陽，銀河系內(nèi)包含了如太陽這類恒星達(dá)3000億顆，整個(gè)宇宙是由上千億個(gè)像銀河系這樣的天體構(gòu)成。此外，電離層、極光、雷電等都屬于等離子體。在人工生成等離子體的方法中，氣體放電法比加熱的辦法更加簡便高效，諸如熒光燈、霓虹燈、電弧焊、電暈放電等等。等離子體空氣凈化機(jī)正是采用電暈放電方法產(chǎn)生殺毒因子等離

20、子體。2、等離子體消毒美國微生物醫(yī)學(xué)2010年12月25日?qǐng)?bào)道，抗生素或許很快會(huì)遇到它的競爭者，因?yàn)槎砹_斯科學(xué)家近日找到一種治療感染比抗生素更好的方法，這種方法不是另一種藥物，而是物理學(xué)成果“低溫等離子體”。低溫等離子體療法不僅避免了藥物經(jīng)常引發(fā)的副作用，而且這種離子化焰炬不管細(xì)菌對(duì)抗生素有沒有耐藥性，一律都會(huì)被殺滅，沒有細(xì)菌能逃過等離子體的屏障。俄羅斯戈瑪樂雅流行病學(xué)和微生物學(xué)研究所的科學(xué)家艾莫列娃在論文中闡明：低溫等離子體通過破壞細(xì)菌的DNA及其表面結(jié)構(gòu)，可以殺死細(xì)菌，這一過程不會(huì)損傷人體組織。等離子體焰炬5分鐘后殺死了一個(gè)皮氏培養(yǎng)皿里生長的99%的細(xì)菌。10分鐘后，它殺死一只受傷老鼠傷口

21、處的90%的細(xì)菌。由于這種焰炬能直接瞄準(zhǔn)小面積的感染區(qū)域，因此在治療過程中周圍組織不會(huì)受損。3等離子體發(fā)生器的凈化空氣機(jī)理：科學(xué)研究表明：低溫等離子體的空氣凈化機(jī)理是空氣中的粒子作非彈性碰撞的結(jié)果。低溫等離子體內(nèi)部富含電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子，其中高能電子與氣體分子（原子）發(fā)生非彈性碰撞,將能量轉(zhuǎn)換成基態(tài)分子(原子)的內(nèi)能,發(fā)生激發(fā)、離解和電離等一系列反應(yīng)過程，使氣體處于活化狀態(tài)，同時(shí)還產(chǎn)生OH、H2O2等自由基和氧化性極強(qiáng)的O3。在大氣常壓下，氣體放電所產(chǎn)生的非平衡等離子體中的電子溫度達(dá)1萬度，遠(yuǎn)高于室內(nèi)的氣體溫度。任何細(xì)菌、病毒在這種環(huán)境下都無法存活。又因?yàn)殡娮淤|(zhì)量實(shí)在太小，所以能耗

22、也小，它屬于冷等離子體范疇。在非平衡等離子體中會(huì)發(fā)生各種類型的化學(xué)反應(yīng)，它在化學(xué)反應(yīng)過程中傳遞能量如下：電場+電子 高能電子 受激原子高能電子+ 分子（原子） 受激基團(tuán) 活性基團(tuán) 游離基團(tuán)活性基團(tuán) + 活性基團(tuán) 生成物 + 熱量上述化學(xué)反應(yīng)過程是：電子先從電場獲得能量，通過激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到分子或原子中去，那些獲得高能量的分子或原子被激發(fā)，同時(shí)有部分被電離成為活性基團(tuán)。這些活性基團(tuán)再與分子、原子或活性基團(tuán)之間相互碰撞后生成穩(wěn)定產(chǎn)物和熱量。電離后產(chǎn)生的電子平均能量為5eV-10eV，這些高能電子轟擊氣體污染物，足以使其離解。等離子體凈化空氣過程中的化學(xué)反應(yīng)決定于電子的平均能量，電子密度、氣體

23、溫度、有害氣體分子濃度及其它氣體分子成份。當(dāng)高能電子與氣體分子（包括水蒸氣H2O）碰撞時(shí)，發(fā)生一系列基元物化過程氣體分子電離、分解、電子態(tài)、振動(dòng)態(tài)激發(fā)，從而產(chǎn)生各種活性自由基（OH、O、H2O2、O3等）。這些活性自由基對(duì)有害氣體的氧化、分解過程中涉及到幾百個(gè)基元化學(xué)過程，其中OH、O起重要作用。舉例：對(duì)CO、NOX的凈化反應(yīng)如下：等離子體作用H2O H+OH- 或H2O+e（激發(fā)） H+OH-+e等離子體作用O2 O+O-O-+e+H2O 2OH-（- OH-）O2+ O+ e O3等離子體作用 N2+O2+ e 2N2 2NO+O2 2NO2NO2+ OH HNO3CO+OH CO2+H

24、CO+O3 CO2+O2CO2+ H2O H2CO3上述化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果生成的是無毒的簡單氣體和H2CO3，其中O-是負(fù)離子被稱為空氣維它命，少量O3有滅菌、降解有毒有機(jī)體作用；其它如CO2、O2也屬無毒氣體。4、目前等離子體凈化器的設(shè)計(jì)誤區(qū)目前等離子體空氣消毒凈化器的反應(yīng)器設(shè)計(jì)不合理：構(gòu)成反應(yīng)器放電正極選用細(xì)金屬絲所產(chǎn)生等離子體濃度雖然高，但是容易被燒斷。為此，放電正電極大多選用不銹鋼制成鋸齒狀或尖針狀結(jié)構(gòu)。雖然鋸齒狀或尖針狀不容易被燒斷，但是它們處于的尖端放電狀態(tài)，形成的放電流注，在暗室中可以看到正電極與負(fù)電極之間有一條0.2mm左右的紫藍(lán)光細(xì)線這是空氣中放電不均勻現(xiàn)象。在紫藍(lán)光線附近等離子

25、體濃度高，空氣中的氧氣和氮?dú)馊菀妆患せ睿沙粞跫暗趸锏炔焕蛩?；而離開紫藍(lán)光線稍遠(yuǎn)處的等離子體濃度低，空氣消毒凈化效果就差。這類反應(yīng)器的消毒效果受臭氧及氮氧化物濃度的制約，這也是目前專業(yè)技術(shù)人員感到棘手。還有一個(gè)嚴(yán)重缺陷是工作不到幾個(gè)月，鋸齒狀或尖針狀的放電尖端因?yàn)R射效應(yīng)而變鈍。正電極的曲率半徑越大，起暈電壓越高，放電電流隨之減小，空氣消毒凈化效率當(dāng)然會(huì)降低。這種衰退現(xiàn)象潛移默化，等離子體濃度降低不容易被發(fā)現(xiàn)；反應(yīng)器表面上雖然還在工作，卻形同虛設(shè)。這在醫(yī)院手術(shù)室、重癥病房中使用就會(huì)因消毒不合格而發(fā)生細(xì)菌病毒感染事故，導(dǎo)致手術(shù)治療的失敗。凡是正在實(shí)施等離子體反應(yīng)器放電正電極選用鋸齒狀或尖針

26、狀結(jié)構(gòu)的空氣消毒凈化器生產(chǎn)廠家，以前多數(shù)做過金屬絲作為正電極的等離子體反應(yīng)器。就是因?yàn)椤皵嘟z”才無可奈何改成尖針狀、鋸齒狀電極的凈化器。寧可犧牲凈化效果，以換取凈化器的可靠性和工作壽命的技術(shù)方案是一種偏見。再加上高壓直流電源的不匹配，致使目前的等離子體空氣消毒凈化器的凈化效率低下，臭氧及氮氧化物濃度超標(biāo)，它的推廣應(yīng)用受到限制也是情理之中。日前湖南一家公司的凈化機(jī)在上海市場抽查測試中，臭氧指標(biāo)不合格被媒體暴光，責(zé)令整改就是例證。四低溫等離子體空氣凈化器的優(yōu)化設(shè)計(jì)低溫等離子體空氣消毒凈化機(jī)主要由反應(yīng)器和脈沖電源兩個(gè)核心部件構(gòu)成，其它還有如風(fēng)機(jī)、微電腦控制器、初效過濾器及外殼等。反應(yīng)器在高頻窄脈沖電

27、源驅(qū)動(dòng)下作電暈放電，產(chǎn)生高密度等離子體。微電腦按設(shè)定程序自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)和脈沖電源，將室內(nèi)空氣送進(jìn)等離子體反應(yīng)器進(jìn)行滅菌消毒、降解有毒有害氣體、聚合沉降可吸入顆粒物。1、等離子體反應(yīng)器的設(shè)計(jì)眾所周知，目前凡用針尖狀或齒狀作放電正極的反應(yīng)器，其放電區(qū)集中尖端附近，此范圍內(nèi)的過激勵(lì)會(huì)產(chǎn)生大量臭氧、氮氧化物的副作用 ；而兩放電尖端之間恰好相反，形成放電死區(qū)，細(xì)菌過此走廊安全無恙。等離子體反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)包括正、負(fù)電極產(chǎn)生高密度等離子體的最佳形狀、放電間距；并選用耐氧化、耐腐蝕及耐高壓絕緣材料，安全性可靠性優(yōu)異。優(yōu)化設(shè)計(jì)是把反應(yīng)器的陽極設(shè)計(jì)成與針尖狀或齒狀完全不同結(jié)構(gòu),陰極選用耐氧化金屬平板狀。這樣反應(yīng)器

28、在高頻脈沖電場中，陰極平板逸出的電子與空氣中的自由電子被同時(shí)加速向陽極方向運(yùn)動(dòng)，發(fā)生非彈性碰撞，反應(yīng)器的陽極四周產(chǎn)生均勻的高密度等離子體，該技術(shù)已申請(qǐng)國家專利。優(yōu)化設(shè)計(jì)使等離子體發(fā)生效率達(dá)最佳狀態(tài)，而產(chǎn)生的臭氧O3和氮氧化物NOX在規(guī)定技術(shù)指標(biāo)范圍以內(nèi)，符合國家衛(wèi)生部GB/T1883-2002規(guī)定的0.16 mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)值。本技術(shù)項(xiàng)目開發(fā)的200、400、1200、2500和4000型其它五種規(guī)格反應(yīng)器，適用于小至轎車，大到影劇院空氣凈化。選用不銹鋼、鋁合金及陶瓷材料，耐高溫、耐氧化、耐腐蝕；采用模具化生產(chǎn)，機(jī)械精度高、放電均勻，裝配效率高。其中2500和4000型兩種是配合空調(diào)、中央空調(diào)

29、的空氣消毒凈化。2、 脈沖高壓開關(guān)電源的設(shè)計(jì)：脈沖高壓開關(guān)電源的設(shè)計(jì)包括高頻（50-80KHz）高壓（1618KV）的高速逆變電路，恒流輸出。眾所周知：等離子體反應(yīng)器外加脈沖電壓越高，脈寬越窄，上升速率越快（脈寬s級(jí)、上升時(shí)間為幾十ns），在極短的脈沖時(shí)間內(nèi)，氣體電子被加速成為高能電子，而其它質(zhì)子較大的離子由于慣性作用，在脈沖瞬間來不及被電子加速而基本保持靜止，電暈放電所提供的能量主要被用于產(chǎn)生高能電子。減輕了等離子體內(nèi)部的三體復(fù)合反應(yīng)，臭氧（O3）和氮氧化物（NOX） 產(chǎn)生數(shù)量也相應(yīng)減少。當(dāng)反應(yīng)器放電出現(xiàn)了漏電、開路、短路等異常狀態(tài)時(shí)，采用數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)過電壓、過電流的自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)保護(hù)，

30、提高工作可靠性。脈沖高壓開關(guān)電源的新設(shè)計(jì)是：采用無源補(bǔ)償、軟開關(guān)新技術(shù)，進(jìn)一步提高輸出電壓上升沿的曲線陡度，使發(fā)生器的消毒效果達(dá)到最佳狀態(tài)。同時(shí)為了使電源能長時(shí)間可靠工作，還設(shè)有過熱保護(hù)，過電壓和過電流保護(hù)電路；為了不干擾室內(nèi)其它電器正常工作，電源輸入端設(shè)有差模、共模濾波器，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容性（EMC）的有關(guān)規(guī)定。國外某大公司脈沖電源試驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)上升速率120nS，本項(xiàng)目產(chǎn)品批量達(dá)到70nS，其先進(jìn)性可想而知。等離子體反應(yīng)器電暈放電波形圖見圖1。圖1 等離子體反應(yīng)器電暈放電波形圖新設(shè)計(jì)還具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：由于脈沖寬度窄，上升速度快，不容易過渡到火花放電，可提供的活性粒子比直流電源高出幾個(gè)數(shù)量

31、級(jí)；在高電壓下，電暈區(qū)域也大，放電空間的電子密度也增高，反應(yīng)器內(nèi)的空間電荷效應(yīng)分布趨于均勻，因而活性空間也比靜電型大得多；由于上述二點(diǎn)的優(yōu)勢，反應(yīng)器內(nèi)的電子密度大、分布廣，反應(yīng)器設(shè)計(jì)有較大的空間，所以制造時(shí)允許有一定的誤差，成品率高。3、新設(shè)計(jì)等離子體凈化機(jī)技術(shù)路線圖帶有病毒、細(xì)菌、異味氣體、可吸入顆粒物的空氣從凈化器進(jìn)風(fēng)口收集后進(jìn)入等離子體反應(yīng)區(qū)，在高能電子的作用下，使病毒、細(xì)菌、異味分子受激發(fā)，帶電粒子或分子間的化學(xué)鍵被切斷；空氣中的水和氧氣在高能電子轟擊下也會(huì)產(chǎn)生OH自由基、活性氧等強(qiáng)氧化物質(zhì)，它與病毒、細(xì)菌有機(jī)體及異味分子氧化反應(yīng)，使其降解，生成水、碳和二氧化碳，從而殺滅病毒、細(xì)菌，異

32、味消除。同時(shí)，碳和可吸入顆粒物經(jīng)聚集、沉降、去除。凈化后的氣體經(jīng)出風(fēng)口流出。優(yōu)化設(shè)計(jì)等離子體空氣消毒凈化機(jī)結(jié)構(gòu)示意見圖2。圖2 等離子體凈化機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1.機(jī)殼；2.風(fēng)機(jī)； 3.等離子體反應(yīng)器；4. 反應(yīng)器電源； 5.進(jìn)風(fēng)口；6.出風(fēng)口；7.遙控器（另配）；8.空氣過濾網(wǎng)；9.空氣質(zhì)量檢測器；10.遙控接收器； 11.觸摸控制屏； 12.電源輸入插座等離子體空氣凈化設(shè)備與目前國內(nèi)外常用的氣體治理方法相比較，等離子體空氣處理技術(shù)具有以下特點(diǎn)：人性化管理：開機(jī)后，按微電腦程序控制自行運(yùn)轉(zhuǎn)，無需專人操作； 節(jié)能： 反應(yīng)器空氣阻力小于5 Pa，凈化80M3空間的反應(yīng)器耗電量僅為6 W； 適應(yīng)工況范圍寬

33、：凈化機(jī)啟動(dòng)、停止手動(dòng)、自動(dòng)兼用，放電電流自動(dòng)控制； 使用壽命長：本設(shè)備由不銹鋼材，鋁合金、陶瓷等材料組成，抗氧化、防腐蝕；結(jié)構(gòu)簡單：只需用電，操作簡單，故障率低，可維修性好； 凈化范圍廣：電暈放電產(chǎn)生的低溫等離子體電子能量高，幾乎可以將所有的病毒、細(xì)菌殺滅和異味氣體分子降解，可吸入顆粒物聚集、沉降、去除。 綜上所述,等離子體空氣凈化機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì),使反應(yīng)器的陽極四周產(chǎn)生均勻的高密度等離子體，驅(qū)動(dòng)脈沖電源輸出電流上升沿的曲線陡度越陡，兩者有機(jī)結(jié)合，使凈化器的消毒效果達(dá)到最佳狀態(tài)。五、等離子體空氣消毒凈化機(jī)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證新設(shè)計(jì)等離子體空氣凈化機(jī)的進(jìn)風(fēng)口設(shè)有初效過濾器，出風(fēng)口設(shè)置20目不銹鋼絲網(wǎng)，風(fēng)量8

34、00m3/h。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)顆粒物一次凈化效果測試報(bào)告見表（3）顆 粒 物 一 次 性 凈 化 檢 測 記 錄 取樣單位：2.83L/min (0.1CFM)檢驗(yàn)儀器：Y09-3016型激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器（在進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口中心點(diǎn)附近各取一個(gè)點(diǎn)測試）粒 徑進(jìn)風(fēng)口出風(fēng)口一次去除率0.3m31895603881.07%0.5 m19877213089.28%1.0 m422116296.16%3.0 m18702598.66%5.0 m1130100%10mum um um190100%表中不難看出，新設(shè)計(jì)產(chǎn)品顆粒物的一次去除率效果明顯，粒徑0.3m的一次去除效率高達(dá)81%以上，粒徑5m以上的能夠全部去除。尤其是危害最大的細(xì)顆粒污染物PM2.5，四次過濾可達(dá)99%。新設(shè)計(jì)產(chǎn)品參照國家衛(wèi)生部關(guān)于室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、上海市企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等離子體空氣消毒凈化機(jī)，經(jīng)上海市環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總站檢驗(yàn)，主要技術(shù)指標(biāo)如下：細(xì)菌、微生物殺滅率達(dá)99%以上；甲醛降解率83%、TVOC有毒有害氣體降解率88%；固態(tài)顆粒物凈化效能達(dá)2.66m/h.w ；符合A級(jí) (國家A級(jí)2.0)等離子體空氣消毒凈化器涵蓋室內(nèi)幾乎全部空氣污染物。而實(shí)測反應(yīng)器消耗功率6.