空气分离技术范文1
关键词：煤化工企业；空分设备；工程设计方案；技术选择
近年来，随着科学技术的更新换代，我国煤化产业也在不断发生着改变。目前，我国新兴的煤化工企业中所应用的煤气化装置、设备大都应用纯氧或者富氧的气化操作方式，由此，在这种情况下，如何通过恰当的方式获得稳定的、优质的、高性价比的纯氧空气就成为了我国煤化工企业管理者们所研究的重点。其中空气分离法（即空分法）的出现在很大程度上为我国煤化工企业获取优质的富氧、纯氧空气提供了可能，并逐渐的被我国煤化工企业所应用开来。
1煤化工企业空分技术的概述及其分类
1.1煤化工企业空分技术的概述
空分技术，大都是指针对空气的分离技术。现阶段，常见的空气分离技术由吸附法、膜分离法以及低温法共同组成。空气分离技术，通过对空气进行压缩、净化、加热、制冷、溜粹等五个环节共同的相互作用，以期为该技术的使用者提供其所需要的纯氧或富氧空气。目前，煤化工艺中通常应用低温空气分离技术进行工业用氧的萃取操作。
1.2煤化工企业空分技术的分类及空分技术的选择
(1)煤化工企业空分技术的分类
根据研究表明，煤化工企业中常见的空分技术可以分为低温和非低温两种，常见的非低温空气分离法包括吸附空气分离法、膜分离空气分离法和化学空气分离法，但是尤其其分离空气不符合需求、难度较大等问题在很大程度上抑制了该类型方法的推广，由此，低温空气分离法是较常应用于实际的煤化工空气分离操作中的并凭借其可以同时分离、生产工业氩（空气中的一种微量气体元素，是一种无色、无臭的优质惰性气体）等优势使其具备了不可替代的竞争优势。
(2)煤化工企业空分技术的选择
截止到20世纪中期，变压吸附法的顺利研发使得投入较少投资获得较大收益的空分技术应用成为了可能，变压吸附法的开发成功，改变了传统空分技术中设备庞大、占用了大量的企业资源的问题，使得中、小规模企业应用富氧、纯氧进行日常生产成为了可能，扩大了其使用范围的同时降低了应用空分技术的“门槛”，使得煤化工企业空分富氧技术能够在更过的生产、经济领域获得较好的应用。与此同时，在20世纪80年代，随着人们对于高分子材料科学研究的深入，膜分离空分技术逐渐走进人们的视野中，它的出现标志着煤化工企业已经朝着高分子科学化的方向飞速的发展，新型的空分技术已经能在很大程度上满足人们的实际生产需求。但是，再先进的空气分离技术都需要配合优质的工程设计方案，才能够从根本上更好、更高效的为煤化工企业所服务。
2煤化工企业空分技术的选择与工程设计的关系
就目前来说，煤化工企业空气分离技术的工程大都由空气分离设备的制造、工程设计以及空气分离设备的应用、维护、管理三个部分共同的组成，其三者间应该是“相辅相成”的关系，其三者共同为煤化工企业的空气分离操作提供着基础的保障。本文认为，空气分离设备与工程设计的关系主要由下述几点：首先，飞速发展的科学技术，为空气分离设备的工程发展提供了前期保障。近年来，随着用液氧内压缩方式“代替”传统空气分离设备中“加氢脱氧”工作，很大程度上简化了煤化工企业厂房的占地面积情况，紧凑了整体布局，减少了不必要的建设项目、人员支出，从而降低了企业的投资情况。其次，空气分离设备的充分应用需要配合着优秀的工程设计支持。新型空分技术的出现为传统的、“刻板的”空分工程设计带来了新的生机的同时，优秀的空分技术一样需要搭配着好的工程设计方案，才能使得其技术效能最大化，例如，在新型的空分技术情况下，工程设计方案可以一改传统方案中主厂房必然二层的设计，可以将主厂房设置成更加美观、实用的一层布置或露天布置，只需要在原有基础上加重对地面管线、配电等设施的注意便可，便可以获得良好的设计、应用效果。
3结语
综上所述，随着科学技术的不断发展，我国煤化工企业的空气分离技术也愈发的朝着更加专业化、高效化、实用化、标准化方向发展，所以，在保证质量的前提下，如何通过合理、恰当的方式降低企业能耗方面的支出成为了后续研究的主要工作，在实际工作中着重对这一类问题进行研究，从中探究能够“节能减排”的重要方法，为我国煤化工行业的空气分离技术发展作出理论贡献，进而促进我国国家经济的绿色发展和化工业的可持续发展，以此增强国家实力。
参考文献：
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空气分离技术范文2
关键词：燃煤电厂 SCR预除尘技术 适用性
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（b）-0030-03
我国大中型燃煤电厂多数采用SCR脱硝技术，锅炉尾部烟气中较高浓度的飞灰对于SCR会产生一定的负面作用，包括导致催化剂堵塞、磨损或中毒，降低脱硝效率，缩短催化剂寿命等。飞灰对SCR下游的空预器也存在较多不利影响，造成空预器积灰、堵塞，特别是在硫酸氢铵的作用下更易形成结垢，导致空预器换热效率下降、漏风率增大、压降显著提高。为了减轻飞灰对SCR催化剂和空预器等设备的负面影响，在SCR之前设置烟气预除尘装置，其必要性和意义已经逐渐引起行业内的重视。该文分析了不同SCR预除尘技术的物理机制，从脱除效率、压头损耗、技术经济性等方面进行对比，指出了不同技术所适用的实际场合。
1 SCR预除尘的意义和价值
我国燃煤电厂的主要除尘装置通常置于空预器和湿法脱硫塔之间，SCR脱硝系统、空预器处于所谓的高灰环境中，二者以及下游除尘器的运行都会受到烟气中较高浓度飞灰的影响。
1.1 SCR预除尘对SCR脱硝系统的影响
飞灰对SCR脱硝系统的影响主要首先体现在催化剂方面。较粗的飞灰容易堵塞催化剂孔道、磨损催化剂材料；较细的飞灰对催化剂的中毒作用比较显著（尤其是当飞灰中的砷、钙等元素的含量较高时），细小的飞灰可以直接堵塞催化剂的微观孔道。
飞灰对SCR的影响最直接的体现是SCR脱硝效率的变化。实验研究[1]表明飞灰浓度每升高10 g/m3，脱硝效率下降幅度可达约2个百分点。中试试验[2]发现不同的积灰时长（清灰间隔）对催化剂脱硝活性影响明显，实验催化剂积灰6 h后脱硝效率由94%降为大约82%。根据此规律可以估计，在清灰时间为6 h的情况下，当预除尘效率分别为50%和90%时，由于SCR入口粉尘浓度的降低，两次清灰之间的SCR平均效率将分别提高为91%和92.8%，比无预除尘情况下的平均效率分别增加3%和4.8%，对于脱硝效率的提高将是立竿见影的。
飞灰对催化剂的磨损导致结构强度降低甚至结构破坏，常见的损坏形式是催化剂上层的掏空式或针状破损[3]。另一方面，飞灰对催化剂孔道壁面的过度磨损会导致壁面变薄，严重降低催化剂的整体结构强度。SCR预除尘通过降低脱硝系统入口飞灰浓度，将对减缓催化剂结构损坏起到立竿见影的作用，对于延长催化剂适用寿命和后期再生都具有重要意义。
1.2 SCR预除尘对空预器的影响
飞灰对空预器的直接影响主要是在硫酸氢铵的促进下引起空预器积灰和结垢。SCR存在氨逃逸，并且会促进烟气中SO2向SO3的转化，氨与SO3反应形成硫酸氢铵，在空预器的中低温段凝结形成粘附性特别强的液态状，大量粘附飞灰于换热表面。环境温度和机组负荷越低，煤的硫含量和SCR的氨逃逸量越高，则空预器堵塞速度越快。空预器堵塞后其压降随之迅速上升，可从设计压降约1 kPa上升至2～3 kPa[4-5]，导致漏风率、内部泄漏率和引风机能耗都显著增大，降低引风机运行安全性，运行维护（如停机除垢）也成为电厂的严重负担。SCR预除尘降低了空预器前烟气中的粉尘浓度，而且由于辅助降低了硫酸氢铵的生成（SCR预除尘改善了SCR脱硝效率从而可降低喷氨量及氨逃逸），将直接改善上述状况。
1.3 SCR预除尘对主要除尘器的影响
目前燃煤电厂的除尘器以电除尘为主，其他还包括布袋除尘器和电袋除尘器。应用SCR前预除尘技术后，主力除尘器的入口浓度将明显降低。相应地，电除尘器可以采用更少的电场数（比集尘面积），占地和厂用电率下降；对布袋除尘器来说，平均运行压降和清灰频率降低，起到降低厂用电率、延长布袋寿命的作用；τ诘绱除尘器，起除尘作用的静电部分甚至可以取消。
2 SCR预除尘技术适用性分析
2.1 飞灰的粒径分布特征
飞灰的粒径是决定除尘技术的设计/选型的最重要因素之一，燃煤电厂烟气中飞灰的粒径范围通常十分宽泛，从几十纳米级到几毫米级都有分布。2.5 mm以上的飞灰通常为多孔的爆米花飞灰，爆米花飞灰占总飞灰量的5%～10%左右。爆米花飞灰由于尺寸与SCR催化剂流道尺寸相近，因此容易直接堵塞催化剂孔道。稍细的飞灰虽然不能直接形成堵塞，但质量浓度比爆米花飞灰大几倍以上，并且可以通过搭桥的方式造成催化剂孔道堵塞。文献报道以及作者实测的国内部分燃煤电厂的飞灰粒径数据表明，我国燃煤电厂飞灰粒径分布概率密度（PSD）峰值粒径普遍在60 μm以上，亦有较大比例的电厂100 μm以上[6-9]。较粗的粒径分布有利于以较低的代价获得较高的除尘效率，从而使得SCR预除尘技术具有较高的可行性、良好的技术经济性和规模化推广的价值。
2.2 SCR预除尘技术及其适用性分析
SCR预除尘技术根据其除尘的主要物理机制的不同，主要分为以下几类，即：（1）烟道/灰斗的空气动力学优化；（2）惯性分离；（3）过滤；（4）离心分离。传统低温段除尘技术（静电/布袋/湿式电除尘器等）设备复杂、高温高尘环境下可靠性差，虽曾有相关尝试和实际应用，但效果不理想，因此该文不对其进行深入讨论。
2.2.1 烟道/灰斗的空气动力学优化
烟道/灰斗的空气动力学优化，原理是通过流场的改变或优化，充分利用飞灰自身的惯性实现预除尘，具有改造量小、投资省、压损低等优点。相关技术如美国巴威公司针对爆米花飞灰提出在省煤器灰斗上方加装专利技术的蝠翼形挡板，解决原有设计中较多烟气的流动路径远离灰斗的问题，优化烟气流向，使飞灰尽可能流经灰斗中并被分离下来（参考图1）。与此相似，还可以在SCR上游竖直烟道的底部增设灰斗，并且在灰斗上方设置挡灰板实现预除尘。在SCR上游竖直烟道进行除尘存在被捕集飞灰与烟气逆流的问题，相比之下在省煤器下方烟道拐弯处除尘能更好地利用重力作用。
2.2.2 过滤
过滤是最为简单直接的除尘机制之一，通过几何限制使得超过过滤装置特征通过尺寸的颗粒被拦截下来。过滤装置具体形式如格栅板、多孔介质板等。由于烟气流速较高，被过滤装置阻拦下来的飞灰不易下落，可能造成过滤压降迅速升高，因此该系统通常必须配置清灰装置。
在来流飞灰粒径确定的情况下，此类技术的除尘效果直接取决于过滤装置的特征通过尺寸，而与粉尘的密度、烟气的流动特征关系不大，具有易于设计、除尘效率比较确定等优点。但SCR之前的高温高尘环境以及频繁甚至连续的清灰，意味着不可能采用过密、过细的过滤体，因此该技术仍主要适用于爆米花飞灰的脱除。
2.2.3 惯性分离
惯性分离在除尘、除雾等方面应用广泛，实际上基于烟道/灰斗的空气动力学优化的预除尘技术，本身就是着眼于充分利用颗粒的惯性，但其流场尺度较大，若要进一步提高惯性分离效率，则必须在更小的流场尺度上进行分离。现有技术如在水平烟道扩径处设置角形挡板和平板形挡板，但实验表明其效果并不理想，可能与其除尘单元的尺度过大以及飞灰二次携带有关。相关学者提出在SCR上游的竖直烟道内设置分离器，分离单元优选U型结构，其优点是设备结构简单，但如前文所述，此处进行除尘的弊端是捕集的飞灰难以收集、排出，二次携带严重。针对前述典型问题，部分人员提出了基于惯性拦截单元阵列的SCR预除尘技术，通过设于水平烟道流通截面上的凹槽式的简单结构件，实现对飞灰的捕捉，与此同时还通过除尘结构件倾斜一定角度以及引流少部分烟气等手段，促进收尘、排尘，减少二次携带。
2.2.4 离心分离
离心分离是广泛应用的除尘技术，在脱除较粗飞灰方面具有技术较成熟、可靠性较高等优点。典型的技术方案主要有两种：一是采用传统柱锥形旋风分离器进行预除尘，但传统柱锥形分离器在处理大烟气量时，设备尺寸会变得非常庞大，且效率会随之显著下降；二是采用多管式旋风分离器（亦称为旋风管），相关应用如采用耐磨、耐高温的陶瓷多管式旋风分离器进行化工行业锅炉SCR预除尘。多管式旋风分离器相比柱锥形旋风分离器具有效率高、占地紧凑、设备布置灵活性好等优点，但设计难度更大，相关的关键技术包括漩涡稳定、高效叶片设计、防串气等。
2.2.5 技术对比及适用性分析
无论是空气动力学、惯性分离还是离心分离，其本质都是基灰相对于流体（烟气）的惯性差异实现分离，而颗粒的惯性可以由无量纲的斯托克斯数（St）描述，相应地上述各技术的分离能力，可以定性地由该分离设备特征结构和运行参数下的颗粒St数评价。St数的表达式为：
其中ρp、dp分别为飞灰的密度和粒径；μ为烟气的动力粘度；U和L分别为预除尘装置中烟气的特征流速和预除尘装置基本分离单元的特征尺寸。在燃煤电厂中，ρp约为2 200 kg/m3，U可取15 m/s。对于空气动力学原理的预除尘，L可取烟道宽度，此处以5 m作为估计值；对于惯性分离，L可取分离单元横截面的迎风面宽度，典型值取0.2 m；对于离心分离，L可取旋风分离器（或旋风管）的特征半径，以旋风管为例典型值取0.2 m。预除尘技术的分离能力可以定性地以St数等于1时对应的颗粒粒径dp（St=1）评估。
在以上参数下，空气动力学、惯性和离心分离的分离能力大致分别为300 μm、60 μm、60 μm。需要说明的是，旋风管中粉尘的停留时间一般明显长于惯性预除尘装置，因此离心分离的效率上限一般优于惯性分离。该文所述各种SCR预除尘技术的适用性对比如表1所示。
3 结论与展望
在SCR之前实现烟气预除尘具有提高SCR脱硝效率、缓解空预器堵塞、降低除尘器工作负荷或设备容量等作用，对于燃煤电厂节能减排意义显著。基于空气动力学优化、过滤机制、惯性分离或离心分离的SCR预除尘技术具有不同的适用性，在技术选型和设计时需综合考虑飞灰脱除能力、电厂实际飞灰特性、预除尘目标、空间场地、费用周期等多种因素。我国SCR预除尘技术的研究和应用尚处于发展初期，技术研发的迫切性和潜在的经济社会价值都是十分显著的。
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空气分离技术范文3
关键词：空气分离装置；低温；工艺流程；探索
随着工业的不断发展，各种合成氨厂、钢铁企业、煤炭化工行业也得到了快速发展，这些工厂的氧、氮等气体的使用量不断增加，同时随着工业上对气体的品质要求的提升，就需要不断改造空气分离装置的工艺流程。这样才能使生产的产品符合要求，提升产品质量，节约生产成本，为企业创造更多的经济效益。
一、空气分离方法简介
空气分离装置主要是分离空气中的氧气、氮气。目前，具体的空气分离方法主要有低温深冷技术分离、膜分离法和变压吸附法。膜分离法和变压吸附法操作过程简单，工程成本低，但是无法保证分离气体的纯度；低温深冷技术分离技术能够分离高纯度的氧气和氮气，但是工艺流程复杂，生产成本高。现阶段空气分离企业主要采用低温深冷技术分离技术进行空气分离工作。
二、低温法空气分离工艺流程简述
低温法空气分离工艺流程主要由五部分组成：空气压缩制冷；空气净化；空气冷却、液化；空气精馏；冷量回收及压缩。这五部分之间可以独立使用，也可以相互搭配，组合出不同的空气分离工艺。
根据低温冷却时压力的不同，低温法空气分离可以分为高压分离、中压分离、低压分离过程。空气高压分离流程的制冷量来自于节流效应，只适用于小型制氧机。中压分离流程需要提供制冷量的膨胀机有较大压力。低压分离流程冷换量较小，工作压力低，能有效提升膨胀机的使用效率，降低能源消耗，因此这种空气分离流程的应用范围越来越广。
根据空气加压方式的不同，低温空气分离可以分为外压缩分离流程和内压缩分离流程。外压缩流程是在压缩装置外单独设置氧气、氮气压缩机，在冷箱外实现对气体的低温压缩。这样气体加压方式存在一定的危险性，因此这种流程只限用于压力小于3兆帕的工作要求。内压缩流程是用液压泵对气体进行加压，然后在于高压空气进行汽化作为最终产品，整个流程是在冷箱内实现的。内压缩流程由于是在冷箱内进行的，减少了气体压缩的危险性，适用于工作压力在3兆帕以上的装置中进行。
近年来，随着时代的发展，内压缩流程得到了飞速发展，相对于外压缩流程，它的优势在于不通过氧气透平压缩机，直接给低温液氧增压，避免了外压过程中氧气的外泄现象，减少了工作状态下发生火灾隐患，使压缩装置能够安全稳定运行同时，这种工艺流程还可以降低工程成本。同时空压机也比氧压机的运行成本便宜，而且体积小，占地面积小，结构简单，方便操作，随着技术的进一步发展，内压缩流程将会越来越多地得到应用，成为空气分离装置的主流。
三、大型空分装置工艺流程
1.空气压缩冷却
空气经过一系列处理、过滤后由空气压缩机对空气进行压缩，使空气达到所需要的工作压力。空气压缩工作结束后，就需要对空气进行冷却处理。将压缩空气注入冷却塔中，空气在冷却塔中经过下段循环冷却水和上段的冷冻水进行冷却。在冷却塔底部，循环冷却水使压缩空气的温度逐渐降低，随着空气的上升，空气被冷冻水进一步冷却，这样的工作不断进行，使压缩空气最大程度地降低温度，达到工作需求。空气的温度越低，对于吸附单元的负荷就越小，方便对空气的后续处理。
2.吸附净化
利用分子筛吸附器对空气进行吸附净化可以有效地降低压缩空气中所含的水、二氧化碳、碳氢化合物含量。在工作时，一台吸附器进行吸附工作，另一台则进行再生工作。吸附器再生分四步：卸压、加热、冷吹、充压。再生工作时用分馏塔排出的污氮气经蒸汽加热器加热后对吸附器进行再生，之后用污氮气对再生结束的吸附器进行冷吹，最后用吸附后的空气对吸附器升压并继续进行吸附工作。
3.空气分离
随着空气吸附净化工作的结束，洁净的空气最终被分为两部分。大部分洁净空气与返流气体换热后进入分馏塔下塔，小部分空气经增压透平膨胀机冷却后进入分馏塔上塔。
4.精馏分离
空气经过精馏处理后，空气在精馏设备内部被分离，精馏设备顶部得到氮气，精馏设备底部得到液氧。精馏设备底部的液氧经过减压处理后被输送至低温贮存罐内，顶部的氮气与液氧进行换热，氮气逐渐被冷凝，液氧被蒸发。冷凝后的氮气被作为氮气主要产品进入液氮储存设备，剩余的液氧进入精馏设备顶部作为回流液。精馏设备顶部有部分氮气被直接抽出作为氮气产品。液氧产品直接从低压精馏设备抽出，经过冷却后进入液氧储存罐。
5.氩增效
在精馏设备旁通常会设置一个氩增效设备，分离后的空气从精馏设备抽出后被输送至氩增效装置内，这一工作可以有效提升氧气的利用率，降低设备产生的能耗，提升空气分离工作效率。经过氩增效处理后，空气中的氧气大部分被回收，含氩量较高的废气经过换热器后被放空。
6.储存运输
制作好的液氮和液氧被储存在低温储存罐内，依靠气体液化保持储存罐处于低温状态，当用户有需要时，可以用专业低温危化品运输罐车进行运输。
四、结语
随着低温空气分离装置的适用范围越来越广，低温空气分离装置的工艺流程会得到更好地改进，促进生产企业生产出质量更高的氧气、氮气、液氧、液氩等产品，促进企业生产效率和质量的提升，推动企业的可持续发展。
参考文献
[1]陆山.浅谈空气分离技术的发展和改进[J].甘肃冶金，2011（03）.
空气分离技术范文4
[关键词]室内空气 净化技术 发展方向
中图分类号：TM925.16 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0216-01
1引言
空气净化技术是指从空气中分离和去除一种或多种污染物的技术。应用空气净化技术一方面可以有效地改善室内空气质量、创造健康舒适的室内环境；另一方面也是节约建筑能耗的有效途径。采用增加新风量来改善室内空气质量，需要将室外进来的空气加热或冷却至室温，因而需要耗费大量能源，而应用空气净化技术来改善室内空气质量则可以避免因此而带来的能源消耗，降低建筑能耗。同时，本文将就对细颗粒物（PM2.5）的空气净化处理也作进一步的探讨，以便供大家参考和应用。
2室内空气净化技术概述
目前，室内空气的净化技术主要有过滤、吸附、低温等离子体、光催化、静电以及负离子等技术，另外一些新型空气净化技术如冷触媒、微生物技术等也有所报道。
2.1 机械过滤式空气净化技术
机械过滤式净化技术一般多用于小型空气过滤器，其通过多孔性过滤材料来实现的。室内空气经过风机加压后通过过滤材料，把悬浮在气流中的大于或接近过滤材料孔径的固体微粒或液体微粒截留而收集下来，从而达到净化空气的目的。因而，过滤式净化技术对于净化空气污染物不够完善，总体净化效果不佳。
2.2 过滤吸附型空气净化技术
由于空气中颗粒污染物和气态污染物的性质完全不同，因而应分别采用不同的净化机理予以去除。这种净化技术符合这一原则，将普通空气过滤技术与吸附材料的吸附技术结合起来，利用吸附材料对气体具有较强吸附能力的特点，提高了对气态污染物的净化效果，在总体上改善了净化性能，还适用于几乎所有的恶臭有害气体。而且脱除效率高，富集功能强，从而使其成为脱除有害气体比较常用的方法，是目前最常用的空气净化技术。但由于吸附材料存在吸附饱和状态，再生麻烦，对分子量小、沸点低的物质吸附效果差，实际使用还不够
方便。
2.3 等离子体空气净化技术
等离子空气净化技术就是利用介质放电，在电极间加上电压电晕放电，产生大量的离子、电子、自由基和激发态分子等活性粒子，活性粒子与气体分子碰撞使气体分子键打开，同时又产生如・OH等自由基和氧化性极强的03，氧化分解空气污染物，从而达到处理净化空气的效果。该技术净化能力强，受到广泛关注，但降解不彻底，会产生二次污染。
2.4 光催化空气净化技术
光催化氧化技术是建立在N型半导体能带理论基础上的，其实质是在光电转换中进行氧化还原反应。当N型半导体吸收一个能量大于或等于禁带能量的光子后，进入激发状态，此时价带上的受激发电子越过禁带而进入导带，同时在价带上形成光致空穴。光致空穴h十具有很强的捕获电子的能力，而导带上的光致电子e・又具有很强的活性，在Ti02表面形成了氧化还原体系。h+和e・与空气中的水分和氧气发生氧化还原反应产生氧化能力非常强的・OH等基团，可以氧化、分解有机污染物，最终将其分解为C02和H20。
常见的可以用作光催化剂的N型半导体种类很多，如Ti02、ZnO、CdS、W03、SrTi03、BaTi03、KaTi03、Fe203和ln203等，其中w03、Fe203和In203具有较窄的禁带宽度（分别为2.7ev、2.2 ev、2.8ev）对可见光敏感，但稳定性差；Ti02禁带宽度为3.ev，性质与SrTi03等相近，仅对紫外光敏感，对可见光利用率低，但其化学稳定性好、难溶、对人体无毒、来源充足、成本低，所以绝大多数的光催化反应的研究都采用Ti02作为催化剂。光催化氧化虽然具有化学性质稳定，氧化还原性强，使用寿命长等优点，但当污染物浓度较低时，光催化降解速率较慢，而且会生成许多有害的中间产物，影响净化效果。
2.5 其它空气净化技术
另外，负离子、静电技术等净化技术也都广泛应用于空气净化领域，还有一些新型的空气净化技术如微生物、冷触媒净化技术等也时有报道。负离子净化技术通过强电场产生负离子，与空气中的颗粒污染物结合形成“重离子”而沉降或吸附在物体表面，同时，通过负离子还能杀灭某些细菌，有一定的杀菌和净化颗粒污染物的作用，但无法净化气态污染物，同时也会产生臭氧等二次污染物。微生物净化技术就是利用微生物菌团将污染物分解成碳酸气和水而达到去除空气污染物的效果，但净化的效率不高。冷触媒净化技术着重考虑了在无光和可见光条件下对污染物及微生物的去除，广谱高效，但有效作用时间不长，须时常更新材料。
综上所述，各种空气净化手段都有一定的优点，但本身也存在很多的局限性。总的来说，目前对颗粒污染物的净化方法较成熟，但对气态污染物还缺乏实用高效的净化手段。因此，室内空气净化技术的改进应以提高气态污染物的净化效果为重点，才能适应当前的需要。
3 空气净化技术的发展方向
单纯利用某种空气净化技术都无法满足当前室内空气净化的要求，但是如果通过一定的复合方式将两种或者多种气净化技术结合在一起则能收到取长补短、优势互补的效果。目前，很多学者也都在向采用复合净化技术发展。
将光催化技术与吸附技术结合在一起，发展吸附与光催化的复合进化技术是一个重要的发展方向。吸附与光催化复合技术就是采用吸附材料作为载体负载光催化剂，利用吸附剂的吸附性能和光催化剂的催化降解功能，达到对室内空气中的低浓度有害气体彻底去除的效果。国内外的研究人员在吸附与光催化复合技术方面都进行了一些探索性研究。Lynette A、Tsukasa Torimot、古政荣、林兰钰、徐敏、赵丽宁等学者研究都表明吸附剂的吸附性能与Ti02的光催化作用能够相互促进，达到了更好的净化效果。光催化与吸附剂复合具有以下特点：1）可制成合理的结构形状，增大了净化的比表面积，提高了光利用率；2）借助吸附材料的吸附性能使空气中低浓度污染物在Ti02表面富集，加快了反应速率，抑制了中间产物，提高了污染物的矿化率；3）Ti02的光催化降解作用促使被吸附材料吸附的污染物NTi02表面迁移，从而实现了吸附材料的原位再生，达到更理想的空气净化效果。
4空气净化技术的推广应用
最近，我国中东部地区也有一段时间，陷入严重雾霆之中，北京有此史上首个霆橙色预警。2012年我国开始正式PM2.5监测，如何推广应用空气净化处理技术，可以对PM2.5进行很好处理？现在已经有汽车生产厂家，掌握改善车内空气质量的技术，成功做到很好降低PM2.5效果，主要方法如下：1）通过电磁除尘与极微细活性炭双重净化通道的运用，将PM2.5拒于车外。电磁除尘，采用极细纤维材料，制造强力除尘电场，主动吸附花粉、柴油废气、香烟、孢子等有毒害细颗粒物。强效除臭，采用极微细活性炭，吸附异味颗粒种类更多，祛除车内异味，顺畅通风。2）通过三重净化：第一层电离板，第二层蓬松静电棉，第三层HAF。可在30秒内迅速清洁车厢内直径大于0.2微米可悬浮颗粒物，实现当车外环境PM2.5大于150时，车内环境PM2.5小于12的效果，大大提升车内空气质量。如果车内有人吸烟，烟很快就会被过滤掉，车内环境也可以迅速被净化。 同样，若此项技术是否可以推广应用到城市住房中，可以让大家拥有一个能够呼吸健康空气的小空间，将更多为城市污染的改善提供了切实可行的方案。
空气分离技术范文5
关键词：制药行业；无菌隔离技术；GMP
中图分类号：Q935
文献标识码：A
文章编号：1009-2374（2012）24-0043-02
随着制药行业新版GMP的实施，其涵盖了WHO的GMP主要原则和欧盟GMP的基本要求中的内容，明确提出了质量风险管理的概念。此次新版GMP的实施，将推动我国制药生产行业的快速进步，同时给制药企业在无菌隔离技术方面提出了更高的要求。
1 无菌隔离技术及其分类
根据新版GMP、欧盟GMP及FDA，将洁净等级划分为：A级或者IOS5级或者动态百级；B级或者IOS7级或者动态万级；C级或者IOS8级或者动态十万级；D级或者IOS8级或者静态十万级。
各个等级具体的内容包括：
A级：主要是指高风险的操作区域，包括连续操作区域、与无菌试剂直接接触的敞口容器、灌装区以及放置胶囊桶等。为了维持A级区域的环境状态，需要采用单向流操作台。该单向流操作台的风俗保持在0.36～0.54rrgs之间，要想保证数据的准确性，需要暗转相应的设备来检测数据值。在手套箱内或者某些密闭的隔离区域内，可以适当降低风险值。
B级：主要是指A级等高风险区域所处的背景区域，例如灌装区以及无菌配制区域等高风险区。
C级和D级：主要指无菌制药过程中所要求的无菌程度较低的操作清洁区。
等级中所指的动态和静态的意思分别为：动态是指制药的各生产设备都已经处于运行状态，并按照相应的预设操作运行，同时有相关的操作人员在现场监督、操作。静态是指虽然制药的各生产设备都已经安装完成，但是还没有进行生产也没有相关的操作人员在现场。除此以外，新的GMP规定了在生产的整个过程中都应该检测A级区域的微生物以及悬浮粒子的浓度。
所谓无菌隔离技术指的是防止一切微生物侵入，并保持灭菌物品及无菌区域不再被污染的方法，换言之则是在高级别区域内如A级的灭菌物品及无菌区域通过无菌隔离技术有效地防止低级别区域如B级的污染。现今无菌隔离技术主要有OPEN CLEANROOM（开放式洁净室）、LABS（受限隔离系统）、RABS（限制进出屏障系统）、ISOLATORS（完全隔离装置）。按照FDA法规规定污染概率及系统完整性由高至低分别是ISOLATORS、RABS、LABS、OPEN CLEANROOM。
2 无菌隔离技术详述
OPEN CLEANROOM是在B级区域内通过安装FFU（百级层流罩）来实现局部A级，并依靠屏风、幕帘等装置使A级与B级分开。此方法安装简便、相对造价最便宜，但操作人员需要进入A级区域进行无菌操作，使A级区域受污染的概率大幅提升，风险可控性较差。
LABS是在B级区域内通过安装手套箱式的阻隔器进行操作，操作人员已可以与A级区形成初步隔离。此方法安装简便、相对造价较便宜，使A级区域受污染的概率降低，有一定的风险可控性。
RABS是在D级或更高级别的洁净环境中通过安装手套箱式的阻隔器，内部通过洁净空气气流来保护并采用手动操作进行消毒与清洁来实现局部A级。此方法安装复杂、造价较高，但此设计容许在操作过程中进行连续或半连续的物料进出，因此A级区域有一定的污染风险，但此风险可控性较高。
RABS的主要形式有被动式的c RABS、主动式的c RABS、被动式的RABS以及主动式的RABS。该几种形式都可以保证在生产制药过程中可以通过隔离手套对工作区进行操作。
被动式的c RABS隔离装置：该装置配备有中央HVAC设备，环境的空气质量等级可以达到B级（IS07），而层流空气层的等级可以达到A级（IS05）。该被动式的c RABS装置可以保证在更换过滤器的滤芯的过程中不会产生交叉污染的现象，在生产过程中过滤的循环空气可以随时清洁循环空气道。
主动式的c RABS隔离装置：该装置可以有效地确保层流的空气流，采用等级为A级（IS05）的循环空气进行循环。该隔离装置同被动式的c RABS隔离装置相类似，可以在更换过滤器滤芯过程中避免交叉污染，对空气管道可以随时进行清洁。循环空气设备同灌设备区域的防护罩可以构成整个环境的质量，等级可以达到B级（IS07）。
被动式的RABS隔离装置：该系统的隔离装置配有中央HVAC。灌设备由层流隔离幕进行隔离，该环境中的空气质量等级可以达到A级（IS05），环境的空气质量等级为B级（IS07）。灌设备工作台上方通入隔离空气。
主动式RABS隔离装置：RABS内部的层流空气幕通过等级为A级（IS05）的循环空气保证，再加上隔离防护罩的使用，可以构成完整的隔离系统。从室内直接取空气作为输入空气，灌设备区域的工作台同进入灌设备的空气高度相一致。该隔离装置中环境等级为B级（IS07）。
ISOLATORS是一个完全密闭的系统。此密闭的环境中，通过风机过滤器单元（高效过滤器、HEPA（可处理的干型过滤器）或超高效过滤器、ULPA（超低穿透率空气过滤器）实现空气的安全交换，达到内部环境中的微粒与微生物的持续受控。采用ISOLATORS的技术优势在于大幅提高了无菌保障水平、产品质量及操作人员的安全性，大幅降低了污染风险、运行能耗及减少了HAVC（供热、通风及空气调节系统）的投入。但此方法造价最高，安装最为复杂，一般的制药企业可能承受不了其高昂的
价格。
3 结语
综上所述，各种无菌隔离技术都有其自身的优缺点，选择适合自己企业的一项技术尤为重要。随着新版GMP的实施，对无菌隔离方面要求越来越高，我国大多数制药企业现在均采用的是开放式洁净室，我认为已经无法顺利通过新版GMP的认证，设备的更新、厂房的改造势在必行，这必将掀起一次制药设备更新换代的浪潮。
参考文献
[1] 方伟忠．无菌制剂生产技术的发展——隔离技术[J]．机电信息，2011，（17）．
空气分离技术范文6
关键词：室内；空气净化；关键技术
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.209
0 前言
对于现代生活，室内是主要的活动场所，因此，室内环境对于人类健康来讲，至关重要。相关数据显示，室内空气污染程度远高于室外，有害物质种类复杂，甚至包含大量致癌物质，室内空气污染成为人类健康的重要影响因素。因此，要高度关注室内空气净化关键技术的应用，在根本上改善室内空气质量。
1 对室内空气污染源和危害的介绍
针对室内的空气污染，诱因是燃料的燃烧、装饰材料以及家具等，尤其是室内装修产生的空气污染十分严重，关注度提升。很多材料都具有大量的甲醛，对人类健康造成威胁，尤其是对呼吸道、神经内科等，威胁更大。同时，这些物质需要较长时间进行释放，短期通风很难实现对甲醛的彻底清除。为此，为了实现对室内空气污染的彻底清除，实现快速杀菌的目的，需要重视净化技术的应用。
2 深入分析室内空气净化技术
2.1 对传统过滤的介绍
当空气以一定的流速穿过过滤层的时候，内部杂质被拦截，置于滤纸的上面。过滤的作用是实现对空气中颗粒较大的粉尘的处理和清除。传统的过滤材料主要是玻璃纤维滤纸。这种方式如果遇到尺寸在0.1-0.3μm，那么过滤的难度较增大了，主要原因是细菌等微生物主要贴附在颗粒物上，明显大于这个限制尺寸，因此，很难被有效的过滤。而对于孢子，由于其存在的形式是单一性，因此，大小与细菌相似，规格上属于大颗粒物，很容易被过滤。当前，这种传统的技术在空气初始净化中应用较多，需要结合相关技术进行运用，例如，吸附技术、负离子技术等。
2.2 对吸附技术的介绍
对于吸附技术而言，其存在时间较长，主要依靠核心吸附材料实现目的。长远的吸附材料主要包含活性氧化剂、活性炭等，尤其是活性炭，其隶属资源吸附材料类型，能够高效地实现对污染物的清除，具有极强的可靠性。但是，其应用效率主要取决于使用的重量。在使用过程中，会出现分解的黑色碳末，很难实现较长时间的吸附，饱和度很容易就达到指标。社会的发展使得室内环境不断改善，条件提升，活性炭的脱附现象增多，造成污染的再次出现。因此，要注重对复合化学吸附材料的研究，注重应用天然性的材料，发挥其无污染的优势，增大纳米孔洞，实现吸附功能的显著提升。与此同时，要融入降解功能，防止吸附的有害气体再次发生游离问题。
2.3 对光催化技术的介绍
针对光催化技术，其具有突出的发展速度，被整个净化领域所关注。对于一些半导体粉末，一旦受到紫外线的照射，价带上的电子就会立即被激发，呈现在导带之上，具有突出的氧化作用，与此同时，也出现了极强的还原能力电子。这种情况下，能够出现与碳氢化合物的反应，达到降解的目的，实现对微生物的有效清除。对于光催化，其比较理想的产物是二氧化碳和水，但是，中间物质较多，其在诸多方面的影响还有待进一步研究。
2.4 对紫外光消毒的介绍
针对紫外光杀菌，其主要包含两个方面的因素，首先，是化学作用。紫外光照射能够产生自由基，能够发挥对微生物组织的有效破坏，造成结构重组，使得其PH值发生变化。另外，其中含有大量的光量子，能够刺激和袭击微生物，引发DNA的破裂，造成扭曲突出的现象。如果将其应用在空气净化机上，暴露一些不足，引发臭氧的出现，甚至出现更高的污染物质。另外，这种紫外光对人体也具有一定的伤害作用，需要设置较长的消毒时间，限制应用的推广。
2.5 对负离子技术的介绍
对于气体分析，其主要存在状态为电中性，一旦受到外力影响，电子即变成负离子。之所以存在清新的空气，主要原因是存在大量的活性氧和负离子。负离子的存在，使得颗粒自身带电，能够提升沉降和凝聚的速度。对于负离子技术在空气净化中的应用，需要高压电厂的气流给予配合，同时，需要专业性较高的设备配合。臭氧的副作用较大，影响人身安全，间隙方式比较常用，实现与人体的分开。为此，要重视对降解功能的发展，实现成本的有效降低，形成更加高效的材料和技术。
2.6 对复合净化技术的介绍
对于复合型的空气净化技术，其主要应用的线路是机械强制环流-物理过滤与吸附―化学催化转化。在机械方式阶段，能够发挥拦截的作用，及时清除悬浮颗粒。对于物流过滤发，借助的是过滤器的作用。化学过滤发挥化学吸附剂的作用。
3 对复合空气净化技术原理的介绍
对于当前使用较多的复合型空气净化技术，主要融合了几种技术类型，如机械、物理和化学技术，净化路线清洗，发挥各种净化方式的优势，实现了过滤、吸附与摧毁功能的集中，有效杀害空气中的污染物。在应用过程中，需要发挥风扇的作用，保证室内气流的有效循环，在净化装置的作用下，完成净化。在整个装置中，借助不同的净化功能，实现对不同状态污染物的有效净化。
4 结束语
综上，随着整个社会对室内空气质量要求的不断提升，需要高度重视室内环境空气质量的提高，运用多种技术，尤其是复合净化技术，加快净化速度，避免再次污染，在根本上提升室内空气质量，营造更加和谐的室内环境。
参考文献：
[1]王韶昱.光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].浙江大学，2013.
[2]尹雪云.纳米光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].北京工业大学，2003.
[3]吕品.室内空气质量控制中关键检测技术的研究[D].大连理工大学，2008.
