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医用等离子消毒机的工作原理和优点

发布日期:2020-09-28      浏览次数:2686

    医用等离子消毒机工作原理

    1.预荷电集尘

    利用极不均匀电场,或形成电晕放电,产生等离子体,其中包含的大量电子和正负离子在电场梯度的作用下,与空气中的颗粒污染物发生非弹性碰撞,从而附着在上面,使之成为荷电离子,在外加电场力的作用下,被集尘极所收集。

    其处理过程分三个阶段:1)e+M(污染物分子)——M-;2)M-+SP(固体颗粒)——(SPM)-;3)(SPM)-——SPM(沉积在集尘极上)。静电集尘是一个物理过程,在这个过程中,对悬浮在空气中直径小于100μm的总悬浮颗粒(TSP)和直径小于μm的可吸人颗粒(PM10)有较高的清除效率。

    2.等离子化学反应

    通过前沿陡峭、窄脉宽(纳秒级)的高频高压脉冲电晕流光放电,在常温常压下获得非热等离子体(Non-ThermalPlasmas),利用等离子体中的大量活性粒子对有毒、有害、难降解的污染物进行直接的分解去除。

    通过两个途径实现:一是在高能电子的瞬时高能量作用下,打开某些有害气体分子的化学键,使其直接分解成单质原子或无害分子;二是在大量高能电子、离子、激发态粒子和氧自由基、氢氧自由基(自由基因带有不成对电子而具有很强的活性)等作用下,氧化分解成无害产物。

    有机污染物和细菌在等离子体中的降解机理,主要包括以下过程:

    (1)在高能电子撞击作用下,电场空间内产生强氧化性自由基,如·O、·OH、·OH2;

    (2)有机污染物分子受到高能粒子的碰撞被激发,分子键、基团断裂形成大量的亚稳态基团和粒子;

    (3)·O、·OH、·OH2等与激发态分子、破碎基团及其他自由基等发生一系列等离子体化学反应,有机分子终被氧化为CO2和H2O。

    从有机物降解机理上分析,主要发生以下反应:

    H2S+O2、O2-、O2+----SO3+H2O

    NH3+O2、O2-、O2+----2NOx+H2O

    VOCs+O2、O2-、O2+----CO2+H2O

    (4)·O、·OH、·OH2;氧化性自由基和高速电子对细菌或组成病毒的DNA及蛋白质进行快速氧化,破坏和分解传染病毒。

    从细菌降解机理上分析,主要发生以下反应:

    蛋白质+O2、O2-、O2+----CO2+H2O

    3.电磁场作用下的负离子发生

    利用不平衡强电磁和放电的方法,产生臭氧和负离子,在离子风驱动下,将其扩散到室内空间。适量浓度的负离子一方面调节了空气中的离子平衡,另一方面,它还能有效地清除空气中的污染物。高浓度的负离子同空气中的有毒化学物质和病菌悬浮颗粒物相碰撞使其带负电,而这些带负电的颗粒物就会吸引其周围带正电的颗粒物(通常空气中的细菌、病毒、抱子等是带正电)。这种积聚过程一直持续到颗粒物的重量足以使它降落在地面为止。

    除了积聚过程外,在有限的空间里空气中带负电的颗粒物还被吸附到带正电的表面上,而通常情况下,房间里面大多数物体的表面(包括墙壁、地面、家具、电器等)都是带正电的。

    应用等离子体放电技术,产生高浓度的臭氧,同时调节空气中的离子平衡,使负离子浓度保持在适当的水平,这对改善空气品质和杀灭细菌有着重要的意义。

    医用等离子消毒机的优点

    对室内空气净化,不仅要去除各种污染物(TSP和各种有害气体),调节空气中的离子平衡,重要的是要杀灭细菌。应用物理过滤原理只能清除尺寸较大的悬浮颗粒物,而对尺寸较小的悬浮物、烟雾及有害气体的清除能力较差,对杀菌和调节离子平衡无作用;应用化学吸收吸附原理则存在较大的安全风险,可能会引起二次污染。而使用等离子体技术则可以解决这些问题。
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