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深入了解廢氣處理中低溫等離子技術(shù)

返回列表 來源： 發(fā)布日期： 2020.01.11
　　電場激發(fā)的電子，自由基受激分子（主要是O3等）等活性物質(zhì)是低溫等離子體技術(shù)凈化有機(jī)廢氣的關(guān)鍵。VOCs基團(tuán)的解離困難一方面取決于電子的能量，另一方面取決于分子中化學(xué)鍵的鍵能。電子在放電過程中獲得的能量主要集中在2至12eV之間，而VOCs分子分解所需的能量恰好在該區(qū)域內(nèi)。當(dāng)前，產(chǎn)生低溫等離子體的常用方法是電暈放電和介電勢壘放電。電暈放電是在大氣壓或高于大氣壓的情況下，在電極表面使用曲率半徑小的電極，例如針狀電極或細(xì)絲狀電極。由于放電空間中的電場不均勻，電離過程主要限于局部電場?？拷唠姌O，尤其是靠近電極或曲率半徑小的薄層并伴有明顯的明亮放電，通常在高壓下發(fā)生（大于5kv）和更高頻率（20-40kHz）的條件下。
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　　介電勢壘放電是一種氣體放電，由電極上的絕緣介質(zhì)覆蓋或懸浮在放電空間中。當(dāng)在電極上施加足夠高的交流電壓時(shí)，電極之間的氣體將被電離，電極之間的介質(zhì)可以存儲(chǔ)能量，從而限制了放電電流的自由增長，進(jìn)而產(chǎn)生了大量的細(xì)絲短暫的延遲。脈沖微放電均勻且穩(wěn)定地充滿了整個(gè)放電間隙，同時(shí)可以抑制火花或電弧的產(chǎn)生。

　　使用介電勢壘放電方法的等離子體反應(yīng)器通常使用抗腐蝕的介電材料，例如陶瓷和石英。電極不直接與廢氣接觸，可以在一定程度上避免設(shè)備腐蝕問題。電暈放電技術(shù)（或針尖放電類型）通常使用氣體直接與電極接觸。即使通過的氣體沒有腐蝕性，等離子體中的活性強(qiáng)氧化性物質(zhì)（例如臭氧）也可能腐蝕電極。相對(duì)而言，使用介電勢壘放電方法比電暈放電方法（例如尖端放電）更安全。

　　值得注意的是，低溫等離子體技術(shù)主要破壞了有機(jī)分子中的化學(xué)鍵，但還不能完全將有機(jī)物質(zhì)礦化成CO2和H2O。以某處理項(xiàng)目為例，非甲烷總烴的去除率僅為45％，惡臭的去除率可達(dá)到93％。這主要是因?yàn)樵谔幚砹朔羌淄榭偀N后，大分子變成了小分子，仍然通過色譜法檢測為非甲烷總烴。分解過程中產(chǎn)生的一些臭味副產(chǎn)品（如臭氧）也會(huì)引起惡臭。去除率有一定的影響。因此，嚴(yán)重的低溫等離子體技術(shù)供應(yīng)商通常還會(huì)在等離子體反應(yīng)器之前配置一個(gè)預(yù)處理系統(tǒng)，以有效去除廢氣中的灰塵和水分，并在反應(yīng)器之后配置一個(gè)后處理系統(tǒng)，以擴(kuò)展廢氣和活性，物質(zhì)的反應(yīng)時(shí)間以及過量的活性物質(zhì)（主要是臭氧）被分解并消除。

　　氣體中出現(xiàn)的自由電子只能從一定強(qiáng)度的電場中獲取能量，成為高能電子，然后它們才能與氣體分子發(fā)生碰撞，將能量轉(zhuǎn)移到分子中，并釋放出氣體分子中的外電子來自細(xì)胞核。許多自由電子和帶正電的離子。增加頻率將增加每單位時(shí)間局部放電的平均次數(shù)，并且放電的重復(fù)率將增加。然而，研究結(jié)果表明，當(dāng)電壓恒定時(shí)，污染物的去除率會(huì)隨著頻率的增加而先增大然后減小。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)充分考慮電源與等離子體反應(yīng)器之間的匹配關(guān)系，并應(yīng)充分考慮共振的影響。