改善的室内空气质量仍然是HVAC行业面临的主要问题之一。

空气流动行业在人类舒适和去除微粒方面非常有效。然而，为了完全“清洁”空气，气体和蒸汽 - 影响健康和生产力的化学污染 - 也必须被消除。

对于HVAC应用，吸附是最有效和最经济的过程。被称为通用吸附剂的活性炭是最有效的吸附剂。

使用活性炭的各种产品都很容易获得。许多已经使用了数十年，并且已被证明可有效消除HVAC系统中的化学污染。
 

为什么使用它？

从理论上讲，我们可以从气流中去除几乎所有的颗粒物质。现在我们必须面对如何消除气体和蒸汽 - 化学污染。

HEPA过滤在0.3微米范围内有效，并将去除一些小于0.3微米的颗粒。气体和蒸汽为0.01微米或更小。苯和萘这两种被碳强烈吸附的化合物分别约为0.0006和0.0007微米。一微米等于1 / 25,400英寸。

很简单，颗粒过滤器不能也不能去除这种小而且是气体的材料。如果颗粒物不能用于去除气体，它们如何被除去？

用活性炭吸附是蒸汽以低浓度存在的应用的首选方法。这些应用的实例是防毒面具，放射性碘去除（核植物），太空舱和核潜艇。

还有其他工艺可以从气流中去除气体吗？当然有。当存在更高浓度时，焚烧，化学吸附，吸附和溶剂回收都有它们的位置。

对于HVAC应用，其浓度极低且污染物负荷变化，吸附已被证明是最有效，最经济的过程。
 

吸收率 吸附

经常被问的一个问题是，“是什么区别AB吸附和广告吸附？”

如果我们认为糖溶解在水中并在整个过程中均匀混合，或者将奶油混入咖啡中，就可以理解吸收。工业吸收是通过“洗涤”液体吸收（吸入并均匀混合）的气体。

相反，吸附是气体或液体分子对固体表面的物理吸引和粘附。吸引力范德华力非常小，存在于任何两个物体之间，例如地球和月球之间。气体分子被活性炭吸附。

活性炭确实是一种独特的材料。没有其他材料，无论是天然的还是人造的，都可以做到它所能做的一切。

活性炭：

 

• 具有几乎任何蒸汽污染物的容量。它会吸附几乎所有的蒸气;

 

 

• 具有大容量的有机分子，特别是溶剂;

 

 

• 将同时吸附和保留各种化学品;

 

 

• 具有极大的催化破坏臭氧的能力。臭氧是烟雾的主要成分;

 

 

• 适用于各种温度和湿度条件下;

 

 

• 吸附异味和化学物质优先吸收水分。它不是一种干燥剂，会释放水分吸附化学物质;

 

 

• 可用作一种材料的载体，以吸引和保持或与另一种材料反应;

 

 

• 处理和使用是惰性和安全的; 和

 

 

• 可用且价格实惠。
  
  活性炭是经过处理（活化）以将结构的内表面积增加到950-1,150平方米/克范围的材料，用于气相应用。内部区域是容纳吸附化学物质的区域; 实际上，这就是“工作”的地方。

  使用1,000克每平方米（相当于1,197平方码），乘以1,197乘454（454克/磅），每磅碳可用表面积为543,438平方码。相比之下，足球场是50码×100码，或5000平方码; 这将是超过100个足球场的表面积。

  当543,438平方码的内部区域乘以9（9平方英尺/平方码）时，它相当于每磅碳的近500万平方英尺的可用表面积。利用33％的最大工作能力，可提供高达165万平方英尺的吸附量。
   

  

  活性炭

  许多类型和等级的碳可用于吸附。有用于液相和气相应用的碳; 它们不可互换。出于本演示的目的，将仅涉及用于一般HVAC应用的气相碳。

  目前生产的商业品质的HVAC碳由煤或椰子壳制成。石油基碳仍在使用，但由于它们都是重新活化的材料，因此它们的使用量持续下降。只要活性水平和平均粒径相同，这些材料是可互换的。

  暖通空调行业目前使用60％的最低活性碳，其为6/8英寸网眼（3毫米）造粒或6/12英寸网眼颗粒。（此活动水平有助于确保内部表面积在每克1,000至1,100平方米的范围内。）我相信颗粒状材料的颗粒化具有明显的优势，但两者都能做到令人满意的工作。

  “木炭”通常用作产品描述符; 因此经常会问：“活性炭和活性炭有什么区别？”

  只有一种材料，这些术语可互换使用。通常，那些从事碳业务的人将使用碳这一术语。行业以外的人，或者只是学习，将使用木炭一词。美国材料与试验协会（ASTM）使用描述符碳。
   

  这个怎么运作

  如前所述，活性炭吸附各种气体和蒸汽 - 化学污染物。无论是一个气体分子和一个碳颗粒，还是每个都有很多，吸附过程是相同的。

  物理过程开始于气体分子与活性炭颗粒的表面接触并停留在大的表面孔中。然后，由于碳颗粒上和碳颗粒内的不平衡力，气体分子将开始“向下”移动到碳颗粒中进入较小的孔中，在那里它将最终停止并保持在适当的位置。在表面和“停止点”之间的某个点处，该气体分子将冷凝并变成液体颗粒。

  对于那些想要更多技术解释的人：吸附质通过表面膜扩散到大孔结构。然后，由于范德瓦尔斯力，气体分子迁移到微孔结构中，在该运动期间冷凝，并且当力变得平衡或物理阻塞时最终停止。

  这种分子是一种令人讨厌的气体，它会在碳内部保持液态，直到它以热量的形式获得足够的能量来激发它。如果出现这种情况，分子将开始向表面移动。如果吸收了足够的能量（热量），它将被蒸发，返回到气体中，并被释放回气流中（即，该过程将被逆转）。

  在HVAC应用中，通常没有足够的热量来激发或重新激活吸附的分子。通过定期换碳，始终可以提供足够的容量。

  值得注意的是，凝结并成为液体分子（颗粒）的吸附气体将“排列”内部表面区域，并且该衬里将是一个（且仅一个）分子厚。
   

  暖通空调应用

  提醒一下，本文仅涉及去除气态和蒸汽污染物。

  与将碳应用于溶剂回收系统和其他工业去除应用的方式相比，碳在HVAC装置中的应用有很大不同。对于后者，具有数百至数千万分之一（ppm）的气体分子的气流被回收或移除，其中床可以是几英尺厚并且包含数千磅的碳。

  对于HVAC应用，使用具有相对少量碳的薄床过滤器。因此，不仅要识别这些差异，而且要定义参数。

  首先，结构中的空气可以在进入，离开，再循环或所有这些的组合时进行处理。

  对于大多数HVAC应用，待处理的空气是进入（化妆）的空气和再循环的空气的组合。应除去的气态污染物负荷：

 

 

• 总是结合了许多气味和污染物 - 化学品;

 

 

• 通常不知道化学成分，每种污染物的量或总负荷;

 

 

• 随着占用水平的变化，结构内外的活动以及风的变化而不断变化;

 

 

• 大约是1 ppm。

  当负载降至1 ppm以下，低至0.1,0.01 ppm及以下时，无需担心。当负载增加时，它将在短时间内完成，存在问题和疑问。
  
  了解到该行业已经使用并继续使用薄床碳过滤器，必须考虑以下情况：

  问题：这些较高的载荷（峰值）有多高，它们持续多久？

  答：除非对结构进行了一段时间的研究，否则没有明确的答案。10至20 ppm将是严重超载并且可能在此应用的合理范围内。这种情况可能会持续几分钟到几小时而不是几天。

  问题：峰值期间过滤系统的效果如何？

  答案：这些峰值的百分比超过了过滤器的设计能力或当时碳的容量，将通过并进入内部空气。由于空气正在再循环，这些峰值将在未来通过时被吸附。

  如前所述，碳必须定期更换。应在运行的第一年内通过利用测试样品确定这种规律性，以确保这些装置的典型峰值能够快速吸附。

  作为设计指南，旧的ASHRAE规格每年每1000立方英尺每年使用45磅碳。绝大多数（如果不是全部）在机场，体育场馆和商业建筑中使用的碳V型银行都设计有这些数字。当定期更换该碳量时，这些过滤器可有效地发挥作用。

  这是碳的最佳量吗？根据许多装置的经验，答案肯定是已经证明这足够碳。唯一剩下的问题是，碳的有效性会少一些，如果有的话，会减少多少？这个问题仍然没有答案。
   

  商业对比 产业

  已经设计并用于HVAC应用的碳吸附产品非常​​有效。然而，当它们在工业应用中被误用时，可能并且确实会出现问题。

  不是碳不吸附; 相反，浓度超过了薄床产品的能力，通过效率和寿命（容量）都不令人满意。

  工业应用虽然包含HVAC应用中的许多相同化学品，但可以定义为具有：

 

 

• 主要是一种污染物（化学品）;

 

 

• 一种已知的化学品，其配方和数量（ppm）;

 

 

• 恒定数量或恒定范围; 和

 

 

• 装载量高于1 ppm。

  很简单，相比之下，这将是一项重型应用，并且有关污染的信息将是已知的。

  这是一个应用程序，可以帮助您明确差异：

  具有大型印刷机的印刷公司具有溶剂回收系统以从油墨中回收溶剂。该系统可去除含有大量碳的高浓度溶剂。然而，逃逸到一般空气中并进入空气处理系统的溶剂“泄漏”将被大量稀释，并且许多其他化学品中的一种在HVAC系统中循环。这种空气通过办公室，午餐室，实验室等进行再循环，现在需要作为HVAC应用处理，使用薄床产品。

  对于所有工业应用，吸附可能不是最有效的方法。应咨询这些领域的技术人员，以确定最有效的过程和系统。
   

  非营养区

  活性炭会吸附而不会吸入空气（没有风扇或鼓风机）。当房间或封闭区域没有通风管道时，以及使用便携式空气净化器似乎不具成本效益时，这一点非常重要。

  根据“完美气体定律”，气体分子在整个给定区域内均匀分散（混合）。活性炭吸引并吸附最接近的气味或污染物分子，导致产生不均匀的混合物。因此，气体将自身重新分布，碳将吸附最接近的气体，并且该过程将持续直到空气被清洁或碳达到其容量。

  相对少量的碳可以并且将使这些类型的区域保持气味和无污染物。一个例子是使用少量的碳来帮助保持冰箱无异味，从而消除食物和冰块中的气味和味道的转移。

  对于HVAC应用，吸附产品可分为两类：V形组和扩展表面产品或面板过滤器。

  V-Banks和扩展表面产品每1,000立方英尺空气提供约30至45磅碳。几乎所有单位都将：

 

 

• 表面积为24×24英寸或12×24英寸;

 

 

• 做好准备，以便将它们构建到滤波器组中;

 

 

• 使用可拆卸的托盘或V形截面，这些托盘以蛇形（V）配置排列。

  根据制造商的不同，可能提供以下功能：

 

 

• 将预滤器添加到外壳的前部或与碳托盘一起插入;

 

 

• 允许从正面或侧面更换托盘的外壳。

  面板过滤器（3 / 4-，1或2英寸厚）每平方英尺约1.75至5磅，可使用各种设计，例如：

 

 

• 两个间隔开的多孔金属面，充满碳;

 

 

• 穿孔金属管，填充碳并且在旁路布置之间具有开放空间;

 

 

• 蜂窝状材料，部分或完全填充碳，包含薄网;

 

 

• 已经浸渍到非织造纤维中的颗粒状或粉末状碳，可以是扁平或褶皱产品，有或没有预滤器。
  
  

  产品应用

  这些产品的应用可分为两个方面：新建或改造现有装置。

  在设计新结构时，工程师可以选择使用上述任何产品。当在现有装置中出现吸附应用时，面板过滤器虽然需要更频繁地更换以提供类似的容量，但是提供了可互换性的优点，从而消除了改变现有空气处理系统的需要。

  如前所述，通用吸附剂活性炭会吸附几乎所有蒸气。气体和蒸汽的详细清单 - 化学化合物 - 可从碳和设备制造商处获得。以下是空气净化系统中可关注的部分气体清单，可以用碳去除：

  有机化合物  - 酸，醇，醛。

  氯代烃类  - 酯类，醚类，酮类，硫醇类，胺类。

  无机化合物  - 卤素酸，卤素，硫酸，二氧化硫，光气。

  杂项气味  - 来自人类，动物，食物，烹饪和废物过程。
   

  结论

  在空气流动行业必须并将继续解决影响工作和娱乐中许多人的健康和生产力的化学污染物的清除问题。

  由于在HVAC应用中发现相对较低的污染水平，吸附已经并将继续是最经济的过程。

  活性炭几乎具有所有蒸汽污染物的能力，同时会吸附和保留各种化学物质。

  使用活性炭的吸附产品可从各种来源获得。这些产品在正确使用和维护后，可以消除由HVAC系统中的气体和蒸汽（化学污染）引起的绝大多数污染问题。

(责任编辑：活性炭网) 织梦二维码生成器