【摘 要】
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极性气体,如二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、氨气（NH3）是室内常见的气态污染物,会对人体呼吸系统和神经系统造成损伤。近20年来,中国室内极性气体污染现状不容乐观。为控制室内极性气体污染,我国建筑室内空气质量相关标准对SO2、NO2、NH3三种典型极性气体污染物浓度均有严格限制。除了源头控制之外,降低室内污染物水平的手段主要有通风以及空气净化。目前多数研究专注二者其一,将二者结合起来的研究
【基金项目】
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国家自然科学基金青年项目——室内多组分气态污染物竞争/协同吸附净化机理研究,项目编号:52008053；
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极性气体,如二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、氨气（NH3）是室内常见的气态污染物,会对人体呼吸系统和神经系统造成损伤。近20年来,中国室内极性气体污染现状不容乐观。为控制室内极性气体污染,我国建筑室内空气质量相关标准对SO2、NO2、NH3三种典型极性气体污染物浓度均有严格限制。除了源头控制之外,降低室内污染物水平的手段主要有通风以及空气净化。目前多数研究专注二者其一,将二者结合起来的研究则相对不足。本课题来源于国家自然科学基金青年项目——室内多组分气态污染物竞争/协同吸附净化机理研究,论文拟通过文献调研了解我国室内典型极性气体污染现状,设计吸附实验,研究了不同因素对活性炭吸附极性气体的影响,建立活性炭吸附柱穿透曲线模型和空调风系统加载活性炭吸附模型,研究空调风系统加载活性炭材料对极性气体污染物的净化性能。主要结果如下:首先,确定民用建筑中SO2、NO2、NH3三种典型极性气体浓度,并在实验室条件下对相应浓度的极性气体进行了吸附穿透实验,探究气体浓度、活性炭类型、面速度、相对湿度四种因素对吸附效果的影响。结果表明,四种因素对活性炭吸附极性气体都有显著影响,在空调风系统中加载活性炭材料去除极性气体时应该针对室内主要极性气体选择活性炭,并将活性炭净化器放置在风速较低、相对湿度高的位置,以提高活性炭材料去除极性气体的净化效果。其次,对SO2、NO2、NH3的吸附等温线进行拟合,找出了极性气体最优吸附等温线模型,并以此为源项在COMSOL软件建立了活性炭吸附柱穿透曲线模型。结果表明,Langmuir模型对SO2、NO2、NH3的吸附等温线数据拟合效果好,稳定性强,最适用于极性气体吸附。建立的活性炭吸附穿透曲线模型在浓度小于3 ppm、风速小于2 m/s时误差小于15%,能够用于活性炭吸附极性气体的预测。最后,将活性炭吸附单元与空调风系统结合,在Contam中建立空调风系统加载活性炭吸附模型,对比在自然通风、机械通风、吸附+机械通风三种方式下的极性气体净化效率。结果表明,空调风系统中加载活性炭材料后,极性气体净化效果得到大幅提高,与自然通风相比,一定初始浓度下,污染物净化耗时降低了36.4%-60%,且在不同浓度下都能保持良好的净化效果。本研究对室内三种典型极性气体污染物进行了活性炭吸附实验,建立了能够有效预测极性气体吸附性能的活性炭吸附穿透曲线模型,评估了空调风系统中加载活性炭吸附材料的净化效果,为开发建筑室内极性气体污染物去除技术,营造健康室内环境奠定了良好基础。
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