基本信息
- 项目名称：
- 中央空调高效、环保型净化消毒系统的研制
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 鉴于室内空气污染的危害性及普遍性，专家认为，继“煤烟型污染”和“汽车尾气污染”之后人类已进入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。更严重的是，中央空调的普及，使室内公共场所形成了一个封闭的舒适性温、湿度循环系统，造成致病性病菌、病毒的大量繁衍、传播和甲醛、苯等有毒物质的积聚。 二氧化氯是联合国世界卫生组织确认的一种安全、高效、强力杀菌除臭剂。二氧化氯具有高度氧化力，它在杀灭细菌、病毒的同时，还能消除甲醛、二氧化硫和NOX等诱癌性化合物和臭味物质，其自身转变成安全的无机盐成分，并释放出原子态氧，使空气清新。 该作品通过工艺技术的创新性研究，进行先进的量化设计，建立集成化系统，开发相应的工程设备，实现工业放大与操作优化，研制的中央空调高效、环保型净化消毒系统，属于人工生态环境保护与治理产品的研究开发。 该产品以其广谱杀菌、消毒、除臭和清新空气的独特性能与使用效果，将成为新时期人工环境消毒、净化领域的主导产品，将对人工生态环境保护与治理行业产生巨大的影响。同时解决中央集中空调的空气污染所带来的一系列弊病，实现“绿色”人工环境，改善环境质量，提高人民医疗保健水平,具有广阔的推广前景和显著的经济效益及社会效益。
- 详细介绍：
- 目前，商场、宾馆、办公楼等公共场所装修得越来越豪华，中国室内装饰协会环境监测中心对大量单位装修后的房屋进行空气监测，结果显示：80％都存在空气污染，其中又有八成属于中、重度污染,污染物含量超过国家有关标准2-3倍。 更严重的是，中央空调的普及，使室内形成了一个封闭的舒适性循环系统，造成致病性病菌、病毒等微生物的大量繁衍、传播和有毒物质的积聚。据上海疾控中心统计，07年上海市中央空调系统“军团菌”的平均检出率为52.17％，年老体弱者极易感染，造成死亡率高达20％。中国室内环境监测委员会列举了北京、重庆、南京等十六个城市公共场所中央空调系统甲醛污染状况：甲醛浓度平均超过国家标准4倍，最高超过6倍。 卫生部于06年开展了“公共场所中央空调系统卫生状况检查”，抽检了60多个城市的937 家楼宇大厦，其中441家的中央空调属于严重污染，合格的仅有58家。 严酷的现实告诉我们，对封闭的中央空调系统净化、消毒，不再是遥远的议题，而是当务之急！ 中央空调的灭菌消毒是一个复杂的系统工程，国内外至今还没一种成熟、高效技术。当前常见的有过滤、静电吸附、紫外线照射等，这些技术理论上是成立的，但应用到具体产品上的实际效果与实验室的研究结果是不能等同的，会受到许多实际条件的限制。 二氧化氯是联合国世界卫生组织确认的一种安全、高效、强力杀菌除臭剂。二氧化氯具有高度氧化力，它在杀灭细菌、病毒的同时，还能消除甲醛、二氧化硫和NOX等诱癌性化合物和臭味物质，其自身转变成安全的无机盐成分，并释放出原子态氧，使空气清新。其安全性已得到美国食品药物管理局(ＦＤＡ)和美国环境保护署(ＥＰＡ)长期试验确认，被美国、日本列为最安全的环保型防疫类消毒剂。 这是它与一些有害物的反应 氨： 5NH4﹢+8ClO2+17H2O=5NO3-+18H3O﹢+8Cl- 硫化氢： 5H2S+8ClO2+4H2O =5H2SO4+8HCl 甲醛: 5HCHO+2ClO2+O2 =5CO2+2HCl+H2O 甲硫醇： 5CH3SH+6ClO2+9H2O=5CH3SO3H+6Cl-+6H3O﹢ 甲硫醚： (CH3)2S+H2O=H2S+2CH3OH 二甲二硫醚：(CH3)2S2+2H2O=H2S+S+2CH3OH 三甲基胺： (CH3)3N+2ClO2+H2O =HCHO+(CH3)2NH+2HClO2 二甲基胺： (CH3)2NH+2ClO2+H2O=HCHO+CH3NH2+2HClO2 CH3NH2+ClO2+H2O=HCHO+NH3+2HClO2 苯乙烯： 5[C6H5]C2H3+4ClO2+7H2O =5[C6H5]COOH +4HCl+10H2+5CO2 经中国室内装饰协会室内环境监测中心、北京室内环境监测中心检测，结果表明：在安全浓度范围内，二氧化氯对空气进行消毒灭菌的同时，还对室内空气中的甲醛、苯有非常理想的降解作用，完全可以将空气中的甲醛、苯降到安全标准。 该项目以二氧化氯气体为净化消毒剂，对空气中的有害物进行灭杀，有效地解决了中央集中空调的净化消毒问题,保证了中央集中空调运行的安全性,对于预防疾病的传播，特别是严重危害人民群众健康的流行疾病，保证人民的身体健康具有重大意义。 我国大致有500万台中央空调在运行，孕育了一个庞大的消毒产业链，是一个巨大的市场。 该产品以其卓越的杀菌、消毒、除臭和清新空气的性能与使用效果，加上其独一无二的环境友好特点，将成为人工环境消毒、净化领域的主导产品，解决中央空调空气污染所带来的一系列弊病，实现“绿色”人工环境，改善环境质量，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的：中央空调的普及，使室内公共场所形成了一个封闭的舒适性温、湿度循环系统，造成致病性病菌、病毒、霉菌等微生物的大量繁衍、传播和甲醛、苯等有毒物质的积聚。作品诣在研制出高效、环保型净化消毒系统，以其广谱杀菌、消毒、除臭、防霉和清新空气的独特性能与使用效果，解决当前中央空调的空气污染问题。 基本思路：以二氧化氯气体为净化消毒剂，对空气中的有害物进行灭杀。在综合分析国内外主导技术和大量试验探索的基础上，确定了亚氯酸钠自身氧化法的工艺路线。进一步优化发生工艺和反应器结构，确定二氧化氯快速气化吹脱工艺和气化床结构，研发二氧化氯的气液分离装置，通过空气中微量二氧化氯在线监测和全自动控制技术的研究，达到设计要求。 创新点：1、二氧化氯气化分离模型的建立和气液分离装置的设计。2、在不改变原有空调系统管道风压、空气湿度的情况下，实现系统环境的净化、消毒、除臭。3、全自动、高精度动态在线控制技术系统，动态全自动运行模式的建立。 技术关键：1、装置总体设计优化和规范化；2、系统启动、停止及运行控制技术；3、二氧化氯气化分离模型的建立和气液分离装置的设计；4、空气中二氧化氯在线监测技术。 主要技术（经济）指标：1、二氧化氯纯度：≥98%，额定产率：50-1000g/h，工艺环保，不形成二次污染。2、符合《中央空调通风系统卫生规范》中对净化消毒系统要求。3、能够同时具备动态、静态净化消毒功能。4、设备成本为同等效能臭氧发生器价格的1/4。
科学性、先进性
- 当前的中央空调系统空气净化消毒常见的有过滤、静电吸附、紫外线照射等。这些技术在理论上是成立的，这些技术应用到具体产品上的实际效果与实验室的研究结果是不能等同的，他会受到许多实际条件的限制。 本系统发生的二氧化氯纯度达98％以上，有效杀菌浓度低，彻底杜绝了化学消毒剂带来的二次污染问题；与过滤、静电吸附、紫外线照射、光催化等技术相比，效果更为可靠，装置的安装使用更为方便，安装时直接将二氧化氯气体管子连接到空调送风管道即可，采用自动在线控制，运行安全可靠。使研制出的二氧化氯中央集中空调净化消毒系统真正实现了低成本、高效率运行。 针对我国中央集中空调运行的现状，该技术的推广应用，有效地解决了中央集中空调的净化消毒问题,保证了中央集中空调运行的安全性,对于预防疾病的传播，特别是严重危害人民群众健康的流行疾病，保证人民的身体健康具有重大意义，该技术研制的成功，不但建立了中央空调安全运行的技术支撑体系，而且产生了巨大的经济效益和社会意义，前景广阔。
获奖情况及鉴定结果
- 2008年10月，在全国第十四届全国二氧化氯生产应用技术研讨会上作中央空调高效、环保型净化消毒系统的研究的学术报告。 2008年12月在本校进行成果鉴定，鉴定结果：国际先进。 作品已在交通银行石家庄分行、九派制药有限公司、深泽三洁有限公司等地试用。
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 提供生产工艺、设备、图纸
作品可展示的形式
- 产品、图纸、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本项目通过工艺技术的创新性研究，进行先进的量化设计，建立集成化系统，开发相应的工程设备，实现工业放大与操作优化，开发出在人工环境治理行业具有普适性的工艺技术系统，研制的中央集中空调高效、环保型二氧化氯净化消毒系统，属于人工生态环境保护与治理产品，综合技术经济指标处于国际领先水平。 该产品以其卓越的广谱杀菌、消毒、除臭、防霉和清新空气的独特性能与使用效果，将成为新时期人工环境消毒、净化领域的主导产品，将对人工生态环境保护与治理行业产生巨大的影响。同时解决中央集中空调的空气污染所带来的一系列弊病，实现“绿色”人工环境，改善环境质量，提高人民医疗保健和环保工程化、产业化水平。 本项目完成后，在工业化试验的基础上，将首先建立年产300套中央集中空调高效、高纯、环保型二氧化氯净化消毒系统生产基地，以优质高效的产品迅速在集中空调领域推广应用，预计年产值1800万元，利税1100万元以上，因此，本项目具有广阔的推广前景和显著的经济效益及社会效益。
同类课题研究水平概述
- 中央空调的灭菌消毒是一个复杂的系统工程，国内外至今还没一种成熟、高效的中央空调净化消毒技术。当前常见的有过滤、静电吸附、紫外线照射等，这些技术理论上是成立的，但应用到具体产品上的实际效果与实验室的研究结果是不能等同的，会受到许多实际条件的限制。 各种空气净化消毒方法对照表： 消毒效率 维持时间 使用寿命 设备费用 运行费用 二次污染 能否除有机气体 过滤吸附 低 长 短 低 高 无 可以，但有选择性 紫外照射 低 短 短 低 低 无 否 过氧乙酸喷洒 低 短 短 低 低 有 否 光催化技术 一般 长 中 中 低 无 可以，但有选择性 臭氧 低 短 长 中 中 有 否 二氧化氯消毒系统 高 长 长 中 低 无 可以 二氧化氯是联合国世界卫生组织确认的一种安全、高效、强力杀菌剂。二氧化氯，尤其是为集中空调通风系统开发的二氧化氯专用产品和技术，以其卓越的广谱杀菌、消毒、除臭、防霉和清新空气的独特性能与使用效果，加上其高技术含量和独一无二的环境友好特点及其可控性、方便性，必将具有巨大的市场潜力。它作为21世纪空气消毒杀菌剂市场的主导产品是一种必然的趋势。 关于中央空调二氧化氯消毒系统国内已有人申请专利：郝东，周运建，安部幸治，他们的消毒系统的二氧化氯气化装置均存在不足之处： 郝东在中央空调送风管道装上一层特殊的膜，二氧化氯溶液从膜上留下，空气从膜上通过时将二氧化氯带走，其弊端是难免会带走大量水汽，不适合在对湿度要求严格的地方应用，空调送风的特点是风量大，风压小，这种方式会造成很大的压力损失，同时安装复杂，对空调系统影响大。 周运建的气化装置是一个圆梯形挥发台，二氧化氯溶液从最上面留下，在梯形表面遇空气气化，残液流入底部槽内再通入空气吹脱，其缺点同样是带走水汽，影响系统湿度，安装不便。 安部幸治的专利是用爆气的方法在盛有二氧化氯溶液的容器底部通入空气将二氧化氯吹脱，将二氧化氯气体通入空调管道中，虽然克服了以上的缺点，但是整个容器内二氧化氯的浓度保持恒定，二氧化氯分离不彻底，残液二氧化氯浓度高。
