空气中取水范文

关键词：蒸汽渗透理论相对湿度冷凝验算蒸汽分压力

建筑围护结构所隔开的室内外空气均是含有一定水分的湿空气。由于室内外存在着温度差、湿度差及压力差，使空气中的水分以气体和液体的形式在建筑围护结构中进行能量的、质量的迁移。该过程是一个相当复杂的物理过程，目前已经探索到的任何某种单一理论模型均不能概括某种多孔介质在所有条件下的湿传递。

《规范》中防潮验算方法的基本理论

1.1稳态条件下围护结构内部湿度分布理论

稳态条件下的纯蒸汽渗透理论是《规范》中防潮验算的根据，该理论的基本假设条件为：

（1）室内外空气的水蒸气分压力都取为定值，不随时间而变化;

（2）不考虑围护结构内部液态水分迁移;

（3）不考虑热湿交换过程之间的相互影响;

（4）各层材料是均匀的，各向同性的，忽略材料由于温度不同，含湿量不同引起的物性参数的变化。

根据以上简化，通过围护结构的蒸汽渗透量，与室内外的水蒸气分压力差成正比，与渗透过程中受到的阻力成反比。单位时间内通过单位面积的蒸汽量，蒸汽渗透强度可按下式计算：

围护结构材料层蒸汽渗透阻是指材料两侧水蒸气分压力差为1Pa时，通过lm2面积渗透1g水分所需要的时间何。应按下式计算：

围护结构的总蒸汽渗透阻H0：

围护结构内外表面的蒸汽渗透转移阻与材料本身的蒸汽渗透阻相比很小,可忽略不计。蒸汽渗透系数表明材料的透气能力，与材料的密实程度有关，材料的空隙率越大，透气性就越强。材料的蒸汽渗透系数与温度和相对湿度有关，计算中采用的是平均值。

围护结构内任一层内界面上的水蒸汽分压力，可按下式计算:

m=2,3,4.......

式中为从室内一侧算起，由第一层至第m-1层的蒸汽渗透阻之和。

1.2围护结构的内部冷凝判定

判别围护结构的内部是否会出现结露，可按以下步骤进行[1]：

（1）根据室内外空气的温度和湿度，确定室内外水蒸汽分压力Pi和Pe，然后按上述“任一层内界面上的水蒸汽分压力”公式，计算出围护结构各层的水蒸气分压力。并作出水蒸气分压力P的分布曲线；

（2）根据室内外空气的温度ti和te，确定围护结构各层的温度，查表1得出相应的水蒸汽饱和分压力Ps，并作出相应的曲线；

（3）根据P线和Ps线是否相交来判定围护结构内部是否会出现结露现象。如果两线相交，则在交点所在的界面上产生凝结现象；反之，则不会在围护结构内部发生结露现象。如图1

无内部结露（b）有内部结露

图1判别围护结构内部冷凝情况（来源：建筑物理[M]）

1、目前应用中常见的问题及分析

通过上述理论可以看出，选取合理的室内外温度和相对湿度，以及由此而查找准确的饱和蒸汽分压力值，是确定室内外水蒸汽分压力的关键环节。目前一般的做法为室外温度和相对湿度选取采暖期的室外温度的平均值和相对湿度的平均值，室内温度选取采暖计算温度，相对湿度则由于规范上没有明确给定的值而凭经验按40%~60%取。另外，按表1查找饱和蒸汽分压力时均把室内外的气压当标准大气压。按照这些原则来取参数是否合理，能否得出较准确的结论？下面将分别论述。

2.1室内外温度的选取分析

规范中规定防潮验算时的室内温度取冬季室内计算温度18~20oC。实际在验算过程中，应该结合供暖情况，参考同类建筑累年的实际冬季室温进行选取。对于一些经常处于高温高湿的功能空间，例如厨房，应该单独进行防潮验算。室内温度的取值不但影响到各层界面温度，而且直接决定了室内空气中的蒸汽分压力大小。因此必须要在充分掌握相关数据的基础上合理确定。

2.2室内外相对湿度的选取分析

规范中并没有明确给出室内的相对湿度取值。赵立华等[3]于1996~1998两个采暖季对哈尔滨某示范工程室内相对湿度进行了测试。室内空气相对湿度的平均值为35%.另外，《规范》在确定室内空气露点温度时，居住建筑室内空气相对湿度按60%采用，据此规定，可以认为冬季室内相对湿度60%的工况为设计工况（最不利工况），即冬季室内空气相对湿度一般不会超过60%.对于冬季只有采暖、没有空调的建筑，一般室内空气相对湿度较低，在30%~40%之间，有时甚至更低至20%.因此综合考虑各种因素建议按40%取值。实际上，单一的室内相对湿度并不能满足功能各异的房间的防潮验算，例如西安地区高校学生公寓冬季室内相对湿度甚至连20%都达不到，而一些空调建筑内的湿度则高于40%.所以应该对各种不同功能建筑的室内相对湿度进行长期的调研，建立数据库，防潮验算时就可以根据设定的条件选取合理的室内相对湿度。

空气中取水范文篇2

关键词：白磷燃烧实验；实验改进；化学实验教学

文章编号：1005-6629(2011)11-0039-02中图分类号：G633.8文献标识码：B

笔者阅读了2011年第3期《化学教学》中钱胜和冯红霞两位老师撰写的“对‘白磷在7k-F燃烧实验’的多种改进”―文，很受启发，针对文中的实验改进，笔者略谈几点看法。

该文所设计的6种方案都需要制取氧气，会挤占有限的课堂教学时间，也显得比较麻烦；这6种方案中的实验都没有在密闭装置中进行，课堂演示实验时所产生的白烟会散失到空气中，污染环境。

该文中的“方案2”塑料盖上的通气孔的位置不如改在塑料盖边缘处，这更有利于排开热水，使白磷更容易与氧气接触，还可以防止白烟从通气孔逸出，并且只需用气唧鼓入空气即可，新旧实验的对比如图1所示。

下面再介绍几例我县化学教师对此实验的优秀改进方案。

1“白磷水下燃烧实验”的再改进

1.1实验改进1

实验装置如图2所示。

(1)取一支小离心试管向其中加入其容积三分之一的白磷，将其浸入盛有热水的烧杯中，使白磷熔化，熔化的白磷堆积在试管底部。

(2)取一支带针头的玻璃注射器吸入约三分之一体积的空气，将针头插入熔化的白磷中央，轻轻拉动活塞，使白磷进入注射器接触氧气而燃烧。把注射器移离试管，将针头插入橡皮塞中。(也可轻轻推动活塞，使空气进入离心试管与白磷接触使其燃烧。)

1.2买验改进2

实验装置如图3所示。

(1)选一个大小与长颈漏斗口相匹配的橡皮塞，在橡皮塞上挖一个小窝，倒放入盛有热水的烧杯中，将白磷放入小窝中，白磷略高出橡皮塞。

(2)如图3所示连接好装置，打开水银血压计的气唧阀门，将长颈漏斗插入水中，倒扣在橡皮塞上方，关闭气唧阀门。

(3)轻轻地鼓人空气，热水从橡皮塞与漏斗间的缝隙中排出，将长颈漏斗向下压，使漏斗容器内形成一个气室，(也可连接一个气球，打开弹簧夹，便于收集燃烧产生的白烟，)白磷在此接触空气而燃烧。

(4)燃烧结束后，可以提起长颈漏斗，便于学生观察反应后的现象；(也可以事先在气球中装入氢氧化钠溶液，实验结束后，将氢氧化钠溶液挤入长颈漏斗处理反应产物。)

1.3实验改进3

实验装置如图4所示。

(1)取一个大试管，倒人少许热水(约为试管容积的三分之-)，取一小块白磷放入盛有热水的试管中。

(2)塞上橡皮塞，将试管缓缓倾斜使水流向试管口处，白磷在试管底部燃烧(有时也可看到白磷随水流动着燃烧，十分生动；也可以在试管内放一小块钢丝刷，阻止白磷流动过快)。

1.4实验改进4

实验装置如图5所示。

(1)选一个大小与试管口相匹配的橡皮塞，在橡皮塞上挖一小窝，放人盛有热水的烧杯中，将白磷放入小窝中，白磷略高出橡皮塞(白磷直接放在橡皮塞上也可以)。

(2)将试管口对准橡皮塞向下倒扣入水中，利用试管内空气的压强排开白磷周围的水。

(3)将试管向下压，在试管内形成一个气室，白磷在此接触空气而燃烧。

1.5买验改进5

实验装置如图6所示。

(1)收集一试管二氧化碳气体，取一小块白磷放人试管中，塞上橡皮塞，将试管放人盛有热水的烧杯中。

(2)再取一个大小与试管匹配的双孔塞，连接一长一短两根导管，短导管另一端接一个气球，长导管另一端连接氧气发生装置或气唧，长导管伸入试管内的长度刚好接近白磷。

(3)取下试管上的橡皮塞换上带导管的双孔塞，用气唧鼓入空气，观察到白磷燃烧，产生大量白烟，调节气体的通入量，可观察到火焰忽大忽小，十分有趣。

2改进实验方案的优点

(1)五则改进都实现了白磷在密闭容器中燃烧：改进实验1、改进实验2和改进实验4利用装置内压强的变化，有效的排开白磷周围的热水，实现白磷在密闭装置内燃烧；改进实验3利用试管内留有的空气，由于白磷流动慢而与空气接触，实现在密闭容器内燃烧；改进实验5利用二氧化碳作为保护气，鼓入空气排开保护气，实现白磷燃烧。

(2)五则实验都不需制取氧气，充分利用空气，简洁明了，便于操控，环保节约，现象清晰，生动有趣。

(3)五则实验设计科学严谨，增强了实验的探究性和趣味性，能培养学生科学探究能力，提高课堂教学效益。

参考文献：

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关键词：污水处理厂臭气除臭工艺天然植物液除臭

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：

城市污水处理过程中产生的恶臭气体主要集中在泵房、沉砂池、曝气池、沉淀池和污泥处理区,主要污染物有硫化氢、氨等无机物和低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃等有机物。除臭技术在国外已经有几十年的运营经验，随着国内经济水平的提高和环保意识的加强，在国内也正开始兴起并呈走向蓬勃的趋势。目前，国内外主要的除臭技术有活性炭吸附法、热氧化法、氧离子基团除臭法、化学洗涤法、生物过滤法、植物液除臭法和高能离子除臭技术等。其中最常用的方法有化学洗涤法、生物滤池法、植物液除臭法、高能离子除臭技术。本文着重探讨植物提取液除臭法在现代污水处理厂中的应用。植物提取液除臭法具有无二次污染、处理费用低、操作维护方便、除臭效率高等优点,在臭气产生量大的城市污水厂的提升泵房、污泥脱水间的恶臭气体处理中越来越受到关注。

上个世纪七十年代初，国外就开始了从纯天然植物液中提取汁液消除恶臭的研究工作，并成功的从多种可食用的天然植物中得到可以消除不同异味的、多种型号的植物提取液。从3500多种天然植物提取液配制成工作液来消除空气中的异味，在全球已经有超过四十个国家和地区在使用天然植物提取液异味控制技术消除各类环境异味，尤其是由有机物散发的恶臭。其重要特点是能够迅速消除臭味而不是暂时的掩盖臭臭味。

天然植物液产品由纯天然植物提炼，对人体无毒无害，不会引起皮肤或呼吸系统过敏等各种不良反应，是可靠的、符合国际健康标准的环保产品。天然植物提取液可以根据各种不同的工作场合和公共场所，不同的异味源，有针对性的设计工艺，清除异味，保持空气环境清洁。

一、天然植物提取液的组成

在天然植物提取液异味控制技术中，所使用的工作液是一系列植物提取液复配而成的，这些植物提取液它们是从树、草和花等植物中提取的含有气味的有机物。

这些有味的有机化合物含有大量的复杂的化合物，它们都是绝大多数植物油的主要成份，可以分成四大类：

①萜烯类：这类天然存在的化合物是植物油中的最重要的成份。它们都有相同的经验式C10H16。例如，蒎烷、薄荷烷。

②直链化合物：组成这一部分的化合物有醛、醇和酮。它们是存在一系列由水果中提取的可挥发的植物油中。如葵醇、月桂醇。

③苯的衍生物：这些化合物与从苯，特别是从丙苯衍生出来的化合物有相同的分子式。如乙酸酯。

④其它化合物：第四类的例子有香草醛、肉桂酸和甲酸香叶酯工作液

二、植物提取液的除臭机理

经过天然植物提取液除臭设备雾化，天然植物提取液形成雾状，在空间扩散液滴的半径≤0.04mm。液滴具有很大的比表面积，具有很大的表面能。平均每摩尔约为几十千卡。这个数量级的能量已是许多元素中键能的1/3-1/2。溶液的表面不仅能有效地吸咐在空气中的异味分子，同时也能使被吸附的异味分子的立体构型发生改变，削弱了异味分子中的化合键，使得异味分子的不稳定性增加，容易与其他分子进行化学反应，植物液中的酸性缓冲液发生反应，最后生成无味、无毒的有机盐。如硫化氢在植物液的作用下反应生成硫酸根离子和水；氨在植物液的作用下，生成氮气和水。

天然植物提取液中所含的有效分子是来自于植物的提取液，它们大多含有多个共轭双键体系，具有较强的提供电子对的能力，这样又增加了异味分子的反应活性。吸附在天然植物提取液溶液的表面的异味分子与空气中的氧气接触，此时的异味分子因上述两种原因使得它的反应活性增大，改变了与氧气反应的机理，从而可以在常温下与氧气发生反应。植物提取液除臭剂分解臭气分子的机理如下:

酸碱反应：植物提取液中含有生物碱，它可以与硫化氢等酸性臭气分子反应。与一般酸碱反应不同的是，一般的碱是有毒的，不可食用的，不能生物降解的。而天然植物提取液能进行生物降解，无毒。

A、碱性气体：

B、酸性气体：酸性气体在水中会形成离子，与植物液有效成分发生加成反应。如H2S的去除原理：

催化氧化反应。如硫化氢,在一般情况下不能与空气中的氧进行反应,但在除臭剂的催化作用下,可以与空气中的氧发生反应。

以硫化氢的反应为例：

R-NH2+H2SR-NH3++SH-

R-NH2+SH-＋O2＋H2OR-NH3+SO42-+OH-

R-NH3++OH-R-NH2+H2O

又如，硫醇在空气的氧化反应：

R-SH（空气）+O2R-SS-R（慢）

R-SH（天然植物提取液）+O2R-SS-R（快）

路易斯酸碱反应。在有机化学中,能吸收电子云的分子或原子团称为路易斯酸,在有机硫的化合物中,硫原子的外层有空轨道,可以接受外来的电子云,因此可称这类有机硫的化合物为路易斯酸。相反,能提供电子云的分子或原子团称为路易斯碱。一般带负电荷的原子团、含氮的有机物属于路易斯碱。两者可以发生酸碱中和反应。

从热力学的角度来讨论。经过雾化的液滴,其直径在0.04mm。在这种情况下,液滴的表面能已达到一些有机化合物键能的1/3和1/2。在这种情况下,足以破坏臭气分子中的键,使它们不稳定、易分解。

氧化还原反应。例如,甲醛具有氧化性,在植物提取液中有的有效分子具有还原性,它们可以直接进行反应。

表1：部分异味分子在天然植物提取液作用下的反应

理论上植物液可以消除任何异味气体，它是利用以下几种力来发挥作用的：1.范德华力；2.偶合力；3.化学反应力；4吸引力。植物液除臭有以下阶段：植物液靠范德华力与臭气分子结合，臭气分子因为和植物液发生化学反应而被消除。

另外，天然植物除臭液还可以消除氯气和二氧化碳，它是通过在微粒的周围产生电晕作用，电晕产生后，气体分子和植物液结合从而被除去。

三、植物提取液除臭系统工艺流程

由于臭源的各不相同，对植物液的选型、用量和处理方式要求也各不相同。影响处理效果的主要因素有：1.臭气浓度(ppm)；2.空气流动的速度；3.臭气的溶解性；4.臭气的分子量；5.臭气分子密度；6.臭气结构组成。只有根据各种不同情况采用具有针对性的系统工艺才能达到各种不同的除臭要求。

1、空间雾化法：

植物提取液经过专用雾化控制系统以微米级粒径雾化在空气当中，雾化后的分子均匀地分散在空气中，吸附空气中的异味分子，与异味分子发生分解、聚合、取代、置换和加成等等的化学反应，促使异味分子发生改变了原有的分子结构，使之失去臭味。该系统工艺不能有效控制恶臭气体从恶臭源外溢造成的周边环境污染，适用与中等规模和浓度的臭气源；建设投资较少，运营成本较高。

2、收集蒸发法：

植物提取液经过专用蒸发器蒸发成气态弥散在容器当中，引风机通过收集管道将恶臭气体抽引至容器中，与弥散在容器中气态的植物提取液混合反应后经排气口排出，从而将臭味消除。该系统工艺可以有效控制恶臭气体从恶臭源外溢造成的周边环境污染，适用于较低臭气浓度和较小臭气量的臭气源；建设投资中等，运营成本较低。

3、洗涤过滤法：

储液槽内稀释的植物提取液经过循环泵扬送至洗涤容器内的喷淋器喷淋，喷淋液沥经填料层回至储液槽再经循环泵循环。引风机通过收集管道将恶臭气体抽引至洗涤容器中，恶臭气体经布气板均匀布气后与喷淋液逆向行进进入填料层，气流经多向切割、分流并充分与填料表面的稀释的植物提取液接触、反应，此时的恶臭气体流速缓，在容器内的停留时间长，成半液相，表面有植物提取液的填料对其形成过滤作用，流出填料层的恶臭气体被喷淋液洗涤后经排气口排出，从而将臭味消除。该系统工艺可以有效控制恶臭气体从恶臭源外溢造成的周边环境污染，处理效果显著，适用于较高臭气浓度和较大臭气量的臭气源；建设投资略高，运营成本较低。

四、植物提取液除臭工艺特点

需增加土建工程、收集系统和高空排放管道,没有二次污染。

该系统容易安装及使用,不需花费太多时间和费用;处理空气不需要安装任何其他的配件。

该系统容易移动,设备可以根据异味源的情况移动和改动。

天然植物提取液除臭的设备简单易用,基本不需要维护,为全自动操作。

应用实例

五、天然植物液除臭技术的安全性和优越性

植物提取液与空气中的各种异味分子迅速分解，且分解后的产物都是无害的物质，如水、氧、氮等等。植物提取液工作液的特点在于是迅速分解空气中的异味分子，而不是掩盖臭味。植物提取液都是无毒无害的液体，经过全球四十个国家和地区的严格检测认可。一致认同：植物提取液安全、无毒、无刺激、不燃烧、不爆炸。天然植物液恶臭控制技术不仅投资低、操作方便，而且适用性广、占地少、不用改变、添加构筑物和附加更多的设施。采用专用异味控制系统不需要耗用大量的电能、安全使用简单、方便工人操作、仅需要定期补充工作液，整个系统维护和营运费用低廉。异味控制系统不仅适用于封闭的室内空间，更适合于大型、超大型的室外空间。

天然植物除臭剂是一种效果很好的除臭剂，和其接触反应后，臭气如硫化氢和氨的含量会减少95%，二氧化硫、乙醇硫、甲醇硫的含量减少97%，所以广泛地适用于各类污水处理厂（站）、垃圾处理转运站、垃圾填埋场、堆肥厂、污泥堆置区等场所的除臭以及石油、化工、合成橡胶、制药、食品加工、造纸等生产车间的废气净化。

随着我国经济的发展,国外产品的打入和技术交流的活跃,极大地转变了人们的观念。随着居民对环境质量的要求日趋提高和环保法规的日益强化,植物提取液除臭方法在污水厂恶臭气体控制中的应用将迅速增加,并将带动我国植物提取液除臭产业在国际化的道路上快速发展。

参考文献：

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