
低溫等離子廢氣凈化器是繼固態、液態、氣態之后的物質的第四態,當外加電壓達到氣體的著火電壓時,氣體被擊穿,產生包括電子、各種離子、原子和自由基在內的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高,但重粒子溫度很低,整個體系呈現低溫狀態,所以稱為低溫等離子體。
低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用,使污染物分子在極短的時間內發生分解,并發生后續的各種反應已達到分解污染物的目的。低溫等離子體是相對于高溫等離子體而言,屬于常溫運行。
低溫等離子體工業廢氣處理成套設備和技術作為一種新型的氣態污染物的治理技術是一個集物理學、化學、生物學和環境科學于一體的交叉綜合性電子化學技術,由于能很容易使污染物分子高效分解且處理能耗低等特點,是目前國內外大氣污染治理理想中最富有前景、最行之有效的技術方法之一,其使用和推廣前景廣闊,為工業領域VOC類有機廢氣及惡臭氣體的治理開辟了一條新的思路。
低溫等離子體廢氣凈化設備去除污染物的基本過程:
等離子體被稱為物質第4形態,由電子、離子、自由基和中性粒子組成。低溫等離子體有機氣體凈化器是利用等離子體。以每秒800萬次至5000萬次的速度反復轟擊異味氣體的分子,去激活、電離、裂解廢氣中的各種成份,從而發生氧化等一系列復雜的化學反應,再經過多級凈化,將有害物轉化為潔凈的空氣釋放至大自然。
低溫等離子體廢氣凈化設備工作原理是采用高壓發生器形成低溫等離子體,在平均能量約5eV的大量電子作用下,使通過凈化器的苯、甲苯、二甲苯等有機廢氣分子轉化成各種活性粒子,與空氣中的O2結合生成H2O、CO2等低分子無害物質,使廢氣得到凈化。
電暈放電屬于電極的不對稱放電形式,電子首先從電場獲得能量,通過激發或電離將能量轉移到分子或原子中去,獲得能量的分子或原子被激發,同時有部分分子被電離,從而成為活性基團;大量攜能電子轟擊污染物分子,使其電離、解離和激發,然后便引發了一系列復雜的物理、化學反應,使復雜大分子污染物轉變為簡單小分子安全物質,或使有毒有害物質轉變成無毒無害或低毒低害的物質,從而使污染物得以降解去除。因其電離后產生的電子平均能量在10ev,適當控制反應條件可以實現一般情況下難以實現或速度很慢的化學反應變得十分快速。作為環境污染處理領域中的一項具有極強潛在優勢的高新技術,等離子體受到了國內外相關學科界的高度關注。
低溫等離子體技術在廢氣處理中的應用隨著工業經濟的發展,石油、制藥、油漆、印刷和涂料等行業產生的揮發性有機廢氣也日漸增多,這些廢氣不僅會在大氣中停留較長的時間,還會擴散和漂移到較遠的地方,給環境帶來嚴重的污染,這些廢氣吸入人體,直接對人體的健康產生極大的危害;另外工業煙氣的無控制排放使全球性的大氣環境日益惡化,酸雨(主要來源于工業排放的硫氧化物和氮氧化物)的危害引起了各國的重視。由于大氣受污染而酸化,導致了生態環境的破壞,重大災難頻繁發生,給人類造成了巨大損失。因此選擇一種經濟、可行性強的處理方法勢在必行。
降解揮發性有機污染物(VOCs)傳統的處理方法如吸收、吸附、冷凝和燃燒等,對于低濃度的VOCs很難實現,而光催化降解VOCs又存在催化劑容易失活的問題,利用低溫等離子體處理VOCs可以不受上述條件的限制,具有潛在的優勢。但由于等離子體是一門包含放電物理學、放電化學、化學反應工程學及真空技術等基礎學科之上的交叉學科。因此,目前能成熟的掌握該技術的單位非常的少。大部分宣傳采用低溫等離子技術處理廢氣的宣傳都不是真正意義上的低溫等離子廢氣處理技術。
等離子凈化器又稱低溫等離子廢氣凈化器。
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