纳米TiO2覆膜滤料消除VOCs应用综合

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1、高等学校工程热物理第十六届全国学术会议论文集编号：A-100014纳米TiO2覆膜滤料消除VOCs应用的综合分析及评价①②于慧俐马晓豫（①中国海洋大学工程学院青岛266100）（②青岛热电集团有限公司青岛266000)）（①18953201216，yuhuili@vip.sina.com）摘要：采用模糊数学综合评判的方法对3种活性炭纤维滤料和纳米TiO2覆膜滤料的净化性能进行综合评定，比选出TiO2覆膜针刺毡滤料的综合性能为最优。关键词：模糊数学活性炭纳米TiO2覆膜滤料综合性能1前言随着现代建筑中一些和空调系统相关的疾病的出现以及人们对室内空气品质要求的提高，在

2、空调系统中使用能够消除气态污染物的空气净化装置已经越来越得到了大家的共识。目前主要集中研究活性炭和纳米半导体TiO2微粒光催化氧化设备等对VOCs等有机污染物和无机污染物的去除特性。然而由于材料和去除机理的不同使各种空气净化装置对气态污染物的净化性能也有差异。故有必要对其进行综合评价，以作为空调系统正确选用空气净化设备的参考，为在空气再循环系统应用提供根据。评价净化介质主要技术经济指标有降解效率、运行阻力，一次投资和运行管理费用等诸多因素。过去进行的评价往往只考虑其中某单项或少数几项因素的优劣，例如当净化效率最高，或运行阻力最低时，则认为此净化介质为使用时的首选。

3、但在选用的过程中经常会遇到多种净化介质的这几项指标无法区分伯仲，或比较的几项指标无法同时达到最佳值，比如通常是为了得到较高的净化效率，往往伴随着运行阻力加大，能耗增加；或为降低运行阻力，减少能耗，是以减小净化风速（即加大过滤面积）为代价等。此时如果只按单项因素比选，结果往往带有一定的片面性，常常是满足了节能却无法达到环保和室内外空气品质的要求，或以耗能为代价来满足空气品质的要求，无法完全符合当今的实际需要。因此有必要建立一套既全面又能符合实际需要的综合评价方法，以适用于目前气态污染物空气净化介质比选的需要。本文采用模糊数学综合评判的方法对多种常用空气净化介质的净化

4、性能进行综合评定，以便在实际工程中选择应用，从而达到优化选择的目的。空气再循环所选用的净化介质，降解效率是选择使用与否的决定因素，其次是初投资、运行费用等其他项目。2模糊数学综合评判的原理模糊数学综合评判方法，是综合考虑多种因素的影响，同时兼顾各单项因素对净化介质性能影响的重要程度并能反映出来的一种综合评定方法。用此方法可以较客观、全面地评判各种净化介质的性能，减少比选过程中的主观、片面性，并能选到既具节能又符合环保要求的最佳净化介质。采用加权平均法，根据模糊合成原理，将模糊权向量集A与模糊评判矩阵R相乘，组成模糊评判向量B，即各方案对最优净化介质的隶属度：B=A

5、⋅R=(b,b,K,b)12mn其中bi=∑airij(j=1,2,…m)，bi即为第j方案的评判系数，系数最大者为最优i=1方案，即按最大隶属度择优选取。模糊权向量集A=(a1，a2，…an)n其中ai∈]1,0[(i=1,2,…n)，且满足归一化条件：∑ai=1i=1⎡r11r12Lr1n⎤模糊评判矩阵⎢⎥rij∈]1,0[（1）rrLrR=⎢21222n⎥⎢M⎥⎢⎥rrLr⎣m1m2mn⎦3综合评价气态污染物净化介质的方法及结果通过分析气态污染物净化介质的各项性能和特点并参考实际应用经验选定：有机污染物甲醛降解平均效率(u1)、苯降解平均效率(u2)、无机污

6、染物NOX降解平均效率(u3)、SO2降解平均效率(u4)、运行阻力(u5)、价格(u6)共6个因素作为评判指标，即设评判因素集为u=[u1,u2,u3,u4,u5,u6]，根据经验及相应的参考文献，针对因素u1,u2,u3,u4和u5分别假定其隶属函数，并求出隶属度；u6因难于用统一尺度描述，建立隶属函数比较困难，因此采用量化等级描述。各气态污染物净化介质的性能参数列表1。表1气态污染物净化介质性能描述过滤介质活性炭纤维净化活性炭纤维净化活性炭纤维净化TiO2覆膜针刺毡滤料1滤料2滤料3光催化净化滤料指标(x1)(x2)(x3)(x4)甲醛降解平均效率%3430

7、3075(u1)苯降解平均效率%22252080(u2)NOX降解平均效率%70727485(u3)SO2降解平均效率%85807588(u4)运行阻力Pa115120200127(u5)价格(u6)低低低较高注：活性炭纤维净化滤料的性能参数由AAF公司，APOLLO环保器材有限公司以及北京恒丰有限公司提供。3.1隶属度的确定及模糊评判矩阵R建立目前确定隶属函数的方法尚处于研究阶段，比较常用的是靠经验并从实际应用中反馈，不断修正和定量对其认识以达到预定的目标。因此本文对于气态污染物净化介质隶属函数确定的途径是根据净化介质的使用要求及专家经验，选用典型函数作为隶属函

8、数。这种方