風(fēng)道式光催化反應(yīng)器降解VOCs的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著人們生活水平的不斷提高，加之我國目前正處于購房裝修熱潮，建筑裝修材料的使用導(dǎo)致室內(nèi)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs），如甲醛、苯、甲苯等，嚴(yán)重影響室內(nèi)空氣品質(zhì)（IAQ），對人體健康造成危害，甚至有致癌作用，因此對室內(nèi)空氣進(jìn)行凈化處理已迫在眉睫。光催化氧化(PCO)技術(shù)節(jié)能環(huán)保，催化活性高，降解無選擇性，是去除室內(nèi)VOCs的有效手段。目前，PCO技術(shù)的開發(fā)涉及催化劑的改性、反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和聯(lián)合運(yùn)用多種凈化技術(shù)等領(lǐng)域，這些改進(jìn)在一

2、定程度上提高了反應(yīng)效率，但是市場上缺少利用PCO技術(shù)的凈化器，特別是能夠應(yīng)用于供熱、通風(fēng)及空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)的凈化器以及實(shí)驗(yàn)所需的環(huán)境艙，國內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn)并不多。一旦 HVAC系統(tǒng)受到污染，污染物可以通過風(fēng)道迅速彌漫整個建筑，所以，將PCO技術(shù)應(yīng)用于HVAC系統(tǒng)顯得十分必要。
　　本文首先介紹了自行設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)工況的環(huán)境艙和一種可運(yùn)用于HVAC系統(tǒng)的風(fēng)道式光催化空氣凈化器；其次利用該環(huán)境艙和凈化器搭建實(shí)驗(yàn)平臺，精心設(shè)計(jì)

3、實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究；然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定各影響因素在設(shè)定范圍內(nèi)對甲醛降解性能的影響，用方差分析確定影響因素的顯著性水平及其降解甲醛的最優(yōu)設(shè)計(jì)工況；最后對甲醛、甲苯和苯分別進(jìn)行了單組分和雙組分實(shí)驗(yàn)，通過對比分析，確定了污染物共存時相互之間的影響作用，同時對甲苯和苯的反應(yīng)副產(chǎn)物也進(jìn)行了初步分析。本文的主要研究成果如下：
　?、賹τ谧孕性O(shè)計(jì)的風(fēng)道式空氣凈化器，當(dāng)流動速度小于3m/s時，樣機(jī)內(nèi)的壓降小于60Pa；在等精度實(shí)驗(yàn)條件下

4、進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明風(fēng)道式凈化器的凈化效果為傳統(tǒng)平板式的3.5倍。
　?、谠诒疚脑O(shè)計(jì)的各因素水平變化范圍內(nèi)，甲醛的一次通過效率、潔凈空氣量、轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率都隨光照強(qiáng)度的增加而增大；隨著催化劑負(fù)載量的增加，凈化器的四個降解性能指標(biāo)都呈現(xiàn)出微降低趨勢；一次通過效率、潔凈空氣量和轉(zhuǎn)化率都隨流動速度的增加而減小，但反應(yīng)速率的變化不大。
　?、圻x擇潔凈空氣量做為評價指標(biāo)，由正交實(shí)驗(yàn)可知，風(fēng)道式凈化器三種影響因素影響作用的大小依次為

5、光照強(qiáng)度、流動速度和催化劑負(fù)載量，其最優(yōu)設(shè)計(jì)工況為A1B3C1，即催化劑的負(fù)載量為0.6mg/cm2，光照強(qiáng)度320lux，流動速度0.9m/s；在這種最優(yōu)設(shè)計(jì)工況下對凈化器進(jìn)行綜合性能評價，確定其屬于 A級凈化器，有較好的應(yīng)用前景。
　?、茱L(fēng)道式空氣凈化器對甲醛、甲苯和苯的轉(zhuǎn)化率在反應(yīng)開始后1小時內(nèi)可以達(dá)到55％-69%，凈化性能良好，對比發(fā)現(xiàn)該凈化器對甲苯和苯的降解能力類似，但對甲醛的降解性能更優(yōu)。
　?、菁妆胶捅綗o論是