湿度、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一篇，在该系列中，我们介绍了 vH₂O₂ 生物净化应用中工艺参数如何影响冷凝及可达到的过氧化氢蒸汽浓度。

在本系列中，我们提出了工艺参数的四项基本规则。在了解影响冷凝和可达到的理想 vH₂O₂ ppm 的第一个参数前，我们首先回顾一下两个重要的值：相对湿度和相对饱和度。  

由于水 (H₂O) 和过氧化氢 (H₂O₂) 具有相似的分子结构，因此两者都会影响空气的冷凝点。不过，相对湿度 (RH) 仅表示给定温度下空气中的水气含量，而相对饱和度表示空气中水气和过氧化氢蒸汽的含量。在含有过氧化氢蒸汽的空气中，冷凝会发生在相对湿度达到 100% 之前。因此，可以通过相对饱和度 (RS) 测量可靠地预测冷凝点。

当相对饱和度达到 100% RS 时，混合蒸汽将会冷凝。每当存在 vH₂O₂ 时，相对湿度和相对饱和度就会有所不同，而 RH 和 RS 之间的差异将会进一步受到 vH₂O₂ 含量的影响。一旦发生冷凝（相对饱和度已达到 100% RS），vH₂O₂ ppm 就不能再增加。事实上，H2O2 蒸汽浓度通常会随着部分 vH₂O₂ 冷凝后分解成水和氧气而降低。当发生此类情况时，必须注入更多的 vH₂O₂ 进行补偿。

如果净化阶段结束时出现滴状冷凝，那么在通风过程中，vH₂O₂ ppm 读数开始可能会增加，因为液滴会将 vH₂O₂ 释放回空气中。

这引出了第一项规则：初始湿度水平降低后，产生冷凝所需的 H2O2 蒸汽量会增加，因此可以使用更多蒸汽。 

下图所描述的是，在调节阶段开始时，相对湿度越高（因为没有进行除湿），在净化时就会更快发生冷凝。因此，调节开始时的相对湿度越低，发生冷凝前可达到的 vH₂O₂ ppm 就越高。 

在净化阶段，部分 vH₂O₂ 会分解成水和氧气。分解的 vH ₂O₂ 的量取决于材料、温度、湿度和气流等条件，须测量特定条件下预期的实际分解量。在下面的图形中，我们假设占初始量 10% 的 vH₂O₂ 已分解，并有更多 H₂O₂ 被汽化以进行补偿。       

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如图所示，调节前进行除湿会影响可达到的 vH ₂O₂ ppm。在图 1a 和 1b 中，使用的过氧化氢溶液浓度为 12%-m；图 1c 和 1d 使用的溶液浓度为 59%-m。图 1a 和 1b 显示了两个在其他方面相似的生物净化周期；橙色线表示未进行除湿且调节阶段开始时相对湿度为 50 %RH 的净化过程。蓝色线显示的是在调节阶段之前已完成了除湿且相对湿度降至 10 %RH 的过程。

图 1a 和 1c 显示了除湿对调节和保持阶段的湿度百分比（由相对湿度和相对饱和度表示）的影响。图 1b 和 1d 显示了除湿对调节和保持阶段可达到的最大过氧化氢蒸汽浓度的影响。

在本系列的第二篇博客中，我们将说明 H₂O₂ 溶液如何影响产生冷凝所需的 H₂O₂ 蒸汽量。

如需阅读这些文章所参考的完整白皮书，请访问此网页：“冷凝问题：对过氧化氢蒸汽生物净化的影响”