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DBD等离子体空气杀菌净化器研究与开发

作　者: 黄和茂
导　师: 陈砺
学　校: 华南理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 等离子体介质阻挡放电杀菌空气净化
分类号: TM925.16
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着工业化进程的加速，人类在提高生活水平的同时，也遭受了前所未有的室内环境污染。因此，开发新型室内空气净化装置已经成为一个亟待解决的课题。目前，空气净化器主要运用光催化、静电除尘、过滤、负氧离子等技术手段，然而这些技术都有其缺点和不足，已不能满足人们的要求。论文从高效杀菌净化角度出发，研究了DBD等离子体空气净化器的组成，并确定其设计参数，在此基础上设计开发了新型DBD等离子体空气净化器；最后通过对比多种市售空气净化器的参数、功能、价格，证明其具有巨大的市场潜力。论文主要研究工作及结论如下：1.研究了DBD等离子体空气净化器的组成；确定了风道设计中各净化层的工位和管道尺寸，并对风道结构参数、风道压损、风机风量进行了计算；分析了介质阻挡放电过程中，副产物O₃、NO_x的产生过程及控制方法，设计用臭氧催化剂分解臭氧和填充TiO₂光催化剂以减少NO_x生成。2.针对工业领域的食品、医药、化妆品生产及装罐车间，论文优化设计了净化器机箱、介质阻挡放电反应器；通过设计尾气处理装置，使空气净化器兼有一般臭氧机的功能。开发了一种多功能、操作简单的DBD等离子体空气杀菌净化器，该净化器具有杀菌效果可靠、快速、安全、能实现人机共室的情况下持续消毒应具备的全部条件。3.论文对空气净化器的安全性能进行了检测。结果表明：空气净化器工作温度、尾气中O₃和NO_x的含量都在空气净化器国标GB/T18801-2008允许范围内。通过实验，确定了臭氧催化剂最佳的使用量和使用时间；并在一间容积为63m3的化妆品包装瓶储藏室，对空气净化器的静、动态杀菌效果进行实验，空气净化器持续运行120min，杀菌率分别达到93%和87%，并且可以使环境维持在医院Ⅱ类环境标准；同时测量了空气净化器的总风量，其值与设计风量相符；测试了空气净化器的噪音，噪音低于50分贝，符合GB/T18801-2008规定范围。4.在空气净化器行业大环境下，分别分析了民用领域、工业领域空气净化器在各个场所的覆盖率。通过对比多种市售空气净化器的参数、功能、价格，有力证明了DBD等离子体空气杀菌净化器具有良好的市场前景。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
第一章绪论  12-22
  1.1 研究背景  12-13
  1.2 传统的空气净化技术  13-14
    1.2.1 空气过滤  13
    1.2.2 臭氧消毒  13-14
    1.2.3 紫外线消毒  14
    1.2.4 熏蒸消毒  14
  1.3 空气净化器的发展现状  14-17
    1.3.1 负离子净化器  15
    1.3.2 静电除尘灭菌净化器  15
    1.3.3 光触媒空气净化器  15-17
  1.4 等离子体空气净化杀菌技术  17-20
    1.4.1 等离子体简介  17
    1.4.2 等离子体杀菌技术研究进展  17-20
  1.5 论文研究的意义和内容  20-22
    1.5.1 论文研究的意义  21
    1.5.2 论文研究的内容  21-22
第二章 DBD 等离子体空气杀菌净化器的构成及分析  22-33
  2.1 DBD 等离子体空气净化杀菌机的构成  22
  2.2 DBD 等离子体反应器设计参数分析  22-25
    2.2.1 介质阻挡放电的物理过程  22-23
    2.2.2 反应器结构  23-24
    2.2.3 反应器参数分析  24-25
  2.3 工程放大问题分析  25-26
  2.4 副产物臭氧的产生及控制  26-29
    2.4.1 DBD 放电臭氧的形成过程  26-27
    2.4.2 放电条件对臭氧浓度的影响  27
    2.4.3 臭氧的控制方法  27-29
  2.5 氮氧化物的产生及控制方法  29-33
    2.5.1 副产物 NO_x产生过程  29-30
    2.5.2 副产物 NO_x的控制过程  30
    2.5.3 光催化协同等离子体净化技术的优势  30-31
    2.5.4 光催化剂的加入  31
    2.5.5 光催化剂的制备  31-33
第三章 DBD 等离子体空气杀菌净化器的设计  33-46
  3.1 设计思路  33
  3.2 风道设计及风阻的计算  33-37
    3.2.1 风道压降的计算  34-37
    3.2.2 风机的选型  37
  3.3 机箱设计  37-39
  3.4 介质阻挡放电反应器设计  39-42
    3.4.1 放电模块设计  39-40
    3.4.2 介质阻挡放电等离子体电源  40-41
    3.4.3 框式安装盒  41-42
  3.5 控制电路设计  42-43
  3.6 尾气处理装置设计  43
  3.7 整体装置结构说明  43-44
  3.8 产品创新性介绍  44-46
    3.8.1 多功能  44
    3.8.2 高效去除有害物质，无二次污染  44
    3.8.3 杀菌时间短，杀菌效果强  44-45
    3.8.4 操作简单  45-46
第四章 DBD 等离子体空气杀菌净化器的性能检测  46-55
  4.1 空气净化器的性能标准  46
  4.2 DBD 等离子体空气杀菌净化器安全性能测试  46-49
    4.2.1 温度检测  47-48
    4.2.2 尾气氮氧化物浓度测试  48
    4.2.3 尾气臭氧浓度测定  48-49
  4.3 催化剂寿命测试及再生方法  49-50
    4.3.1 催化剂使用时间测试  49-50
    4.3.2 催化剂再生方法  50
  4.4 DBD 等离子体空气净化器杀菌效果的实验  50-53
    4.4.1 静态杀菌效果实验  51-52
    4.4.2 动态杀菌效果实验  52
    4.4.3 静态杀菌效果  52
    4.4.4 动态杀菌效果  52-53
  4.5 风量测试  53
  4.6 噪音测试  53-55
第五章市场效益分析  55-62
  5.1 行业大环境  55-57
    5.1.1 全球空气净化器市场  55-56
    5.1.2 国内空气净化器市场  56-57
  5.2 应用领域分析  57-59
    5.2.1 目标市场的特征分析  57-58
    5.2.2 民用领域分析  58-59
    5.2.3 工业领域分析  59
  5.3 成本及市场优势分析  59-62
    5.3.1 成本分析  59-60
    5.3.2 市场优势分析  60-62
结论与展望  62-64
  结论  62
  论文的创新点  62
  展望  62-64
参考文献  64-70
附录  70-73
致谢  73-74
附件  74

DBD等离子体空气杀菌净化器研究与开发

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