低溫等離子凈化器又稱低溫等離子廢氣凈化器。 本工藝在電催化總的設(shè)計概念下,分三個即獨立又混成的激發(fā)系統(tǒng):微波激發(fā)區(qū)、等離子激發(fā)區(qū)激發(fā)區(qū)。每個激發(fā)區(qū)有它特定的功能,但在原理上有它相似的地方。
本工藝有3至9個微波激發(fā)單位,根據(jù)被處理風量的不同數(shù)量不同,微波由于它的頻率相對比較高,在納秒的時間內(nèi)有效作用于被處理空間(區(qū)域),由于微波的功率相對較小,因此在激發(fā)能力上也就是說電子的獲能躍遷能力上有限,本設(shè)計只是把微波作為初頻激發(fā)源,在處理過程中作為一種預(yù)激發(fā)能。由于微波的預(yù)激功能,提高等離子體區(qū)激發(fā)能力和處理效果,由于微波技術(shù)的運用,本工藝在同類設(shè)備的比較中顯得設(shè)備精煉而效果*。
去除污染物機理
等離子體化學反應(yīng)過程中,等離子體傳遞化學能量的反應(yīng)過程中能量的傳遞大致如下:
(1) 電場+電子→高能電子
(2) 高能電子+分子(或原子)→(受激原子、受激基團、游離基團) 活性基 團
(3) 活性基團+分子(原子)→生成物+熱
(4) 活性基團+活性基團→生成物+熱
從以上過程可以看出,電子首先從電場獲得能量,通過激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到分子或原子中去,獲得能量的分子或原子被激發(fā),同時有部分分子被電離,從而成為活性基團;之后這些活性基團與分子或原子、活性基團與活性基團之間相互碰撞后生成穩(wěn)定產(chǎn)物和熱。另外,高能電子也能被鹵素和氧氣等電子親和力較強的物質(zhì)俘獲,成為負離子。這類負離子具有很好的化學活性,在化學反應(yīng)中起著重要的作用。
去除污染物的原理
低溫等離子體技術(shù)處理污染物的原理為:在外加電場的作用下,介質(zhì)放電產(chǎn)生的大量攜能電子轟擊污染物分子,使其電離、解離和激發(fā),然后便引發(fā)了一系列復雜的物理、化學反應(yīng),使復雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵涡》肿游镔|(zhì),或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無毒無害或低毒低害的物質(zhì),從而使污染物得以降解去除。因其電離后產(chǎn)生的電子平均能量在10ev ,適當控制反應(yīng)條件可以實現(xiàn)一般情況下難以實現(xiàn)或速度很慢的化學反應(yīng)變得十分快速。作為環(huán)境污染處理領(lǐng)域中的一項具有強潛在優(yōu)勢的,等離子體受到了國內(nèi)外相關(guān)學科界的高度關(guān)注。
在環(huán)境工程中的應(yīng)用
低溫等離子體技術(shù)在廢氣處理中的應(yīng)用隨著工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,石油、制藥、油漆、印刷和涂料等行業(yè)產(chǎn)生的揮發(fā)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(huán)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(chǎn)生危害;另外工業(yè)煙氣的無控制排放使性的大氣環(huán)境日益惡化,酸雨(主要來源于工業(yè)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(tài)環(huán)境的破壞,重大災(zāi)難頻繁發(fā)生,給人類造成了巨大損失。因此選擇一種經(jīng)濟、可行性強的處理方法勢在必行。
降解揮發(fā)性有機污染物(VOCs)傳統(tǒng)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(xiàn),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(yōu)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(yīng)工程學及真空技術(shù)等基礎(chǔ)學科之上的交叉學科。因此, 目前能成熟的掌握該技術(shù)的單位非常的少。大部分宣傳采用低溫等離子技術(shù)處理廢氣的宣傳都不是意義上的低溫等離子廢氣處理技術(shù)。