生物净化中的温度、冷凝点和可达到的理想 vH2O2 浓度

本文是一个由四篇文章组成的汽化过氧化氢应用理论文章的第三篇，在该系列中，我们介绍了工艺参数如何在汽化过氧化氢生物净化应用中发挥影响。

• 第一篇文章：湿度
• 第二篇文章：溶液浓度

在本系列中，我们提出了工艺参数的四项基本规则。此篇文章关注其中的第三条规则：

升高温度会增加空气中可容纳的水蒸汽和过氧化氢蒸汽量，从而增加可达到的 vH₂O₂ 浓度。

在本系列之前的文章中，所有示例生物净化周期的温度都保持在 23 °C。在给定的温度下，空气只能容纳一定量的蒸汽，无论是 H₂O 还是 H₂O₂。接下来我们将展示如何通过改变温度来改变冷凝点和可达到的过氧化氢蒸汽浓度。

下面的图 3a 和 3b 显示了两个生物净化周期。黑线表示的周期将工艺温度控制为 40 °C，蓝线表示的周期则将工艺温度控制为 23 °C。两个周期都在调节之前进行了除湿以将湿度降低到 10%，并且都使用相同浓度的 H₂O₂ 溶液 (59 m-%)。图 3b 中的黑线表明，温度控制在 40 °C 时能够达到的 vH₂O₂ ppm 比控制在 23 °C 时更高。

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通过查看湿度（无论是相对湿度还是相对饱和度），我们可以进一步研究温度的影响。（阅读了解相对饱和度。）

下面的图 4 显示了温度控制在 5 °C 时的 vH₂O₂ ppm。x 轴为相对饱和度，y 轴为相对湿度。x 轴和 y 轴内的坐标线表示 0 ppm 到大约 500 ppm 的 H₂O₂ 蒸汽浓度。0-ppm 线表示仅使用纯水时产生的蒸汽。当 H₂O₂ 溶液浓度增加时，vH₂O₂ 也会增加。理论上，与 X 轴重叠的线表示使用浓度为 100% 的 H₂O₂ 液体时产生的蒸汽。一旦相对饱和度达到 100% RS，就会发生冷凝，之后无法增加 vH₂O₂ ppm。因此，在温度为 5 °C、初始相对湿度为 0% RH 的情况下气化 100 m-% 的 H₂O₂ 溶液时，理论上可达到的 vH₂O₂ ppm 为 548 ppm。

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图 5 中的所有其他条件均与图 4 相同（0 %RH、100 m-% 溶液），仅将温度更改为了 50 °C。理论上可达到的 vH₂O₂ ppm 就变成了 13,019。

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图 6 显示了在不同温度下使用不同浓度的 H₂O₂ 溶液可达到的 vH₂O₂ ppm。我们对使用两种常用浓度（35% 和 59%）的 H₂O₂ 溶液进行生物净化的情况进行了比较。蓝色趋势线表示浓度为 35% 的 H₂O₂ 溶液。在温度为 40 °C 时，可达到的 vH₂O₂ ppm 为 4,210。在相同温度 (40 °C) 下，使用浓度为 59% 的 H₂O₂ 溶液可达到的 vH₂O₂ ppm 为 5,461。

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阅读《冷凝问题：对过氧化氢蒸汽生物净化的影响》白皮书，了解所有四项规则。

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