了解汽化过氧化氢应用中的露点
露点温度是表示空气中的水汽含量的一个参数,具体而言,它是使水汽冷凝为露水或霜 而必须将空气冷却到的温度。任何温度下,空气可容纳的水汽量都存在一个最大值。这 个最大值被称为饱和水汽压力。水汽量超出这个值将导致冷凝。阅读此博客文章,了解 有关露点的信息。
VH₂O₂ 影响露点
在使用汽化过氧化氢 (VH2O2 ) 的生物净 化应用中,冷凝点是很有用的参数。然 而,当空气中存在 H2O2 蒸汽时,仅根据 水汽推算露点是不够的,因为 H2O2 蒸 汽也会改变露点。
这是因为 H2O2 蒸汽影响饱和水汽压力: 随着 H2O2 蒸汽的增加,饱和水汽压力将 下降。换句话说,当 H2O2 蒸汽浓度增 加时,空气可容纳的最大水汽量将下 降。因此,当存在汽化过氧化氢时,冷 凝会更快地出现。我们可以将其称为混 合气体露点,它伴随着水汽和 H2O2 蒸 汽的结合而产生(参见图 1)。
露点永远不会高于环境温度。如果露点 等于环境温度,将出现冷凝。这时,相 对饱和度会达到 100%。
在图 1 中我们可以看到,如果环境温度 为 25 °C,灰色区域中超过 25 °C 的露 点温度将无法实现。当 H2O2 蒸汽浓度为 0 ppm(点 1)和 400 ppm (点 2) 且温度为 25 °C 时,水汽浓度为 18,040 ppm。在点 1 处,混合气体的露 点为 16.1 °C,相对湿度和相对饱和度均 为 57.7 %RH。在点 2 处,H2O2 浓度为 400 ppm,混合气体的露点为 24.0 °C。 相对湿度不变,仍为 57.7 %RH,而相对 饱和度增大到 91.5 %RS。我们看到,通 过增加 400 ppm 的 H2O2 蒸汽,混合 气体的露点升高了 7.9 °C,相对饱和度 增加了 33.8 %RS,使得空气混合物更 接近冷凝。
不同 H2O2 浓度 [ppmv] 下混合气体的露点
图 1. H2O2 蒸汽和水汽都影响混合气体的露点。各条线分别表示不同的汽化 H2O2 浓 度,X 轴则显示不同的水汽浓度。H2O2 蒸汽浓度越高,混合气体露点就越高,尽管 水汽浓度保持不变。
温度和最大 VH₂O₂ 浓度
露点与冷凝高度相关,可用于检测何时将 出现冷凝。在图 2 中,我们可以看到当蒸 汽分别由 35% 和 59% 的 H2O2 液体产 生时,可以达到的最大汽化 H2O2 浓度。 沿趋势线分布的每一个点,其对应的相对 饱和度均为 100 %RS,混合气体露点等 于 X 轴上的环境温度。
不同温度下可实现的最大 H2O2 浓度:
图 2. 通过将 35% 和 59% H2O2 液体汽化来制造蒸汽时,空气中可达到的最大汽化 H2O2 浓度。可实现的最大 H2O2 浓度与环境温度高度相关。
用于在生物净化应用中制造 H2O2 蒸汽 的 H2O2 液体通常是水和 H2O2 的混合 物。例如,该液体重量的 35% 为 H2O2 ,重量的 65% 为水。当这种水溶液汽化 时,H2O 和 H2O2 蒸汽浓度将增加。这两 种蒸汽都会影响混合气体露点。一旦出现 冷凝,H2O2 或 H2O 的浓度将不再增加。 只能通过减少液体的含水量或升高空气温 度来得到更高浓度的蒸汽。温度升高将增 大混合气体露点温度和环境温度的差值。
通过露点测量浓度
与相对湿度或相对饱和度不同,测量的混 合气体露点与温度无关。如果室内温度不 是处处相同,测量露点很有用。
相对饱和度是检测浓度的有用参数。但 是,因为相对饱和度 (RS) 与温度相 关,探头放置的位置至关重要。利用混 合气体露点监测浓度时,可以更自由地 放置测量探头。请注意,露点值在图 3 中的每个测量点是相同的。
图 3. 室内具有均匀分布的空气和蒸汽混合物,但是三个测量点之间有温差。在温度 最低的地方将首先出现冷凝。Td 表示水和过氧化氢蒸汽混合物的露点。
可以根据温度变动情况来选择要监测的 参数:相对饱和度或露点。要成功测量 H2O 和 H2O2 蒸汽,需要先了解测量值 和应用条件。有了这方面的知识,您可 以在汽化过氧化氢生物净化过程中选择 合适的参数进行监测。