低温等离子体废气处理

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低温等离子体废气处理
随着全球经济的发展,环境污染问题日益突出。各种环境污染层出不穷,严重危害人类健康和生存。为了人类自身的安全,处理环境问题迫在眉睫。近年来,世界上出现了许多处理环境问题的高新技术,如超声波、光催化氧化、低温等离子体、反渗透等。低温等离子体是一种高效、低能耗、处理能力大、操作简单的新型环保技术,用于处理有毒和不可降解物质,已成为近年来的研究热点。
低温等离子体技术应用广泛,气体流量和浓度是气体污染物处理技术应用的两个非常重要的因素。生物过滤和燃烧技术可以应用于更高的浓度范围,但受到气体流速的限制。电子束辐照技术只有很窄的气流速度范围。然而,低温等离子体技术在气体流速和浓度方面有着广泛的应用,其应用广泛不言而喻。等离子技术有一个简单的过程。吸附法应考虑吸附剂的定期更换,这可能会在解吸过程中造成二次污染。燃烧方法需要非常高的工作温度;在组合催化法中,催化剂具有选择性,某些条件(如温度过高)会导致催化剂失活。光催化法可以利用紫外光照射催化剂产生光离子基团等。生物方法应严格控制酸碱度、温度、湿度和其他适合微生物生长的条件。然而,低温等离子体技术克服了上述技术的缺点。反应条件为常温高压放电。该反应器结构简单,可消除混合污染物(在某些情况下,还具有协同效应),无二次污染。就经济可行性而言,低温等离子体反应装置本身具有单一且紧凑的系统结构。在运行成本方面,微观上,由于高压放电过程仅提高电子温度,而离子温度基本保持不变,反应系统可以保持在较低的温度,因此不仅能量利用率高,而且设备维护成本低。
低温等离子体技术在处理气态污染物方面具有明显的优势。基本原理是在高压电场的加速下,产生高能电子。当电子的平均能量超过目标治理物质分子的化学键能量时,分子键断裂,达到消除气态污染物的目的。20世纪80年代,日本东京大学的Masuda教授提出高压脉冲电晕放电法是获得常温高压低温等离子体最简单、最有效的方法。它已成为当前的研究前沿,并越来越多地用于气体污染物的处理。
低温等离子体去除污染物的机理:
在等离子体化学反应过程中,等离子体化学能量转移反应过程中的能量转移大致如下:
(1)高压电场+电子放电& rarr高能电子
(2)高能电子+分子(或原子)-& rarr;(受激原子、受激基团、自由基团)活性基团
(3)活性基团+分子(原子)-& rarr;产品+热量
(4)活性基团+活性基团& rarr产品+热量
从上述过程可以看出,电子首先从高压电场获得能量,并且通过施加高压电场,能量通过激发或电离被转移到分子或原子。获得能量的分子或原子被激发,而一些分子被电离,从而成为活性基团。之后,这些反应性基团与分子或原子、反应性基团和反应性基团碰撞,产生稳定的产物和热量。此外,高能电子也可以被具有强电子亲和力的物质捕获,例如卤素和氧,并变成负离子。这些负离子具有良好的化学活性,在化学反应中起着重要作用。
低温等离子体去除污染物的原理:
低温等离子体技术处理污染物的原理是:在外加高压电场的作用下,介质放电产生的大量高能电子轰击污染物分子,使其电离、解离和激发,然后引发一系列复杂的物理化学反应,将复杂的大分子污染物转化为简单的小分子安全物质或有毒有害物质转化为无毒无害物质或低毒低害物质,从而降解和去除污染物。由于电离后产生的电子的平均能量为10ev,如果反应条件得到适当控制,难以实现或通常缓慢的化学反应可能非常快。等离子体作为在环境污染治理领域具有强大潜在优势的高新技术,已经引起了国内外相关学科的极大关注。
低温等离子体技术在环境工程中的应用;
低温等离子体技术在废气处理中的应用随着工业经济的发展,石油、制药、涂料、印刷、涂料等行业产生的挥发性有机化合物也日益增多。这些挥发性有机化合物不仅会在大气中停留很长时间,而且还会扩散和飘移到很远的地方,给环境带来严重的污染。这些吸入人体的挥发性有机化合物会直接对人体健康造成极大的危害。此外,工业烟气的无控制排放使全球大气环境越来越差。酸雨的危害(主要来自工业排放的硫氧化物和氮氧化物)已经引起了各国的关注。空气污染造成的酸化导致了生态环境的破坏和重大灾害的频繁发生,给人类造成了巨大的损失。因此,选择一种经济可行的处理方法势在必行。
对于低浓度挥发性有机污染物,传统的吸附、吸附、冷凝、燃烧等降解挥发性有机污染物的处理方法难以实现,光催化降解挥发性有机污染物存在催化剂易失活的问题。低温等离子体处理挥发性有机化合物不受上述条件的限制,具有潜在的优势。然而,等离子体是一门跨学科的学科,包括高压放电物理、放电化学、化学反应工程和真空技术。因此,目前很少有单位能够成熟地掌握这项技术。大多数关于低温等离子体技术用于处理废气的宣传都不是真正的低温等离子体废气处理技术。
这是低温等离子体处理技术的简单判断方法吗?
如何判断它是否真的是低温等离子技术?你可以用下面两条简单的规则来判断:
(1)用于废气处理的通道必须充满高压放电低温等离子体。这个规则判断起来非常简单,只要你用眼睛观察处理通道是否充满了紫蓝色的高压放电,你就可以直观地知道它是否是低温等离子体(重要的是要注意,你不应该把各种颜色的光当作低温放电)。如果只有少数高压放电点或线零星分布在废气处理通道上,则处理效果非常有限,因为大多数(挥发性有机化合物)气体没有进入低温等离子体处理区域。没有高压,气体分子就不能分解。
(2)低温等离子体处理系统必须具有一定的高压放电处理能力。通常需要2 ~ 5瓦时/立方米。也就是说,对于1000 m3/h的空气量,待处理的电功率为2 kw至5 kw。如果空气量声称为1000立方米/小时,只需要几十或几百瓦的电力,它最多是静电(除尘)处理或局部处理。没有一定的能量是不可能分解挥发性有机化合物的。因此,等离子体意味着高压放电,没有高压放电就不可能产生等离子体。

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