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低温等离子体资讯了解一下

2019-05-29

       工业的飞速发展使我们的环境承受巨大的污染压力,作为主要的环境治理手段之一的低温等离子技术的应用还是相当广 泛的。苏州罗克韦尔智能科技有限公司为大家简单讲解下低温等离子体技术的原理及应用。

 1.低温等离子体技术概述 

        低温等离子体技术:低温等离子废气处理设备中的介质阻挡放电的过程中,等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、臭氧和激发态分子等,理论上VOCs与这些具有较高能量的活性基团发生反应,部分会被裂解,终转化为二氧化碳和水等物质,从而达到净化废气的目的。

2.工业废气中的脱硫、脱硝应用

       工业废气中的硫氧化物和氮氧化物对环境的危害相当严重。其中硫氧化物的主要成分是SO2,氮氧化物的主要成分是NO和NO2(统称为NOx)。

      前者主要来自于煤和石油的燃烧,而后者主要来自于汽车尾气和内燃机排放的废气等。但现行的湿法脱硫、脱硝技术以及触媒还原法脱硫、脱硝技术等都具有成本高、工艺复杂、处理过后容易产生二次污染等特点。

3.TSP和飘尘的处理应用

      TSP即总悬浮颗粒物,是指粒径在100μm以下的颗粒物;而飘尘是粒径在10μm以下的悬浮颗粒物。这些悬浮颗粒物长期以气态和气溶胶状态存在于大气中,对人体的呼吸系统造成了很大的危害。

      利用低温等离子体技术处理TSP和飘尘,一般是通过电晕放电产生低温等离子体,其中的电子和离子在有场强梯的作用下与废弃中的颗粒物相互碰撞并附在这些粒子上,使之成为荷电粒子。荷电粒子再在电场力的作用下向集尘极扩散,并在集尘极上沉积,从而达到除尘的目的。

     20世纪80年代后期,日本提出利用高频脉冲放电产生的低温等离子体进行烟气脱硫和脱硝。这种技术是利用高压脉冲电源产生具有高能电子的等离子体来激活废气中的SO2和NOx,再加入NH3使之与被激活的气体分子发生反应,从而生成NH4SO4和NH4SO3。(NH4)2SO4和NH4NO3都可以作为农业上的肥料,所以该法具有成本低、反应速度快、处理的优点,重要的是它能把废气中的SO2和NOx转化成肥料来加以应用,从而起到了化害为宝的作用。

四、温室气体的处理应用

       大气中CO2是造成温室效应的主要原因,若工业生产过程中排放过量的CO2将会对环境不利。利用低温等离子体来处理工业废气能起到清除CO2等碳氧化物的作用,这是因为低温等离子体中具有活性很高的氧原子自由基(O),氧原子自由基能将废物中的CO氧化成CO2,然后进一步将CO2分解成C、O2,或将之与其它化合物合成醇、烃、醛、碳酸二甲酯、甲酸及其衍生物等。

       现行的研究中,比较具有代表性的是鞍山静电技术研究所的技术。该种技术利用超高压脉冲电晕产生低温等离子体,由此而产生的等离子体的能量达到20-50eV。当这种等离子体作用在CO2分子上时,CO2气体分子的化学键断裂成C和O2,其分解率能达到90%。

五、挥发性有机物VOCs的处理应用

        挥发性有机物(VOCs)是一类有机化合物的统称,指室温下饱和蒸汽压超过70.91Pa或沸点小于260℃的有机物。大气中的VOCs主要有苯系物、有机氯化物、氟利昂、有机醛、有机酮等。

       利用低温等离子体处理VOCs,就是使低温等离子体中的高能电子与VOCs分子产生一系列化学反应,从而将VOCs转化或降解为无害物质的方法。低温等离子体处理VOCs主要有电子束照射法、介质阻挡放电法、沿面放电法和电晕放电法等。

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