低温等离子技术分析---20150320

低温等离子技术分析1.技术介绍及适用领域1.1技术介绍低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质的第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到分解污染物的目的。1.2应用领域适用范围：石油、制药、油漆、印刷、涂料、塑料、电子、食品、橡胶、化工、制药厂、污水处理厂、垃圾转运站、污水处理站、卷烟厂、医院、餐饮、香精香料厂、屠宰场、公共场所等有毒有害污染物气体、恶臭气体的净化处理。2.技术原理2.1低温等离子除voc的机理等离子体化学反应过程中，等离子体传递化学能量的反应过程中能量的传递大致如下：(1)电场＋电子→高能电子(2)高能电子＋分子(或原子)→(受激原子、受激基团、游离基团)活性基团(3)活性基团＋分子(原子)→生成物+热(4)活性基团＋活性基团→生成物+热从以上过程可以看出，电子首先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去，获得能量的分子或原子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团；之后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。另外，高能电子也能被卤素和氧气等电子亲和力较强的物质俘获，成为负离子。这类负离子具有很好的化学活性，在化学反应中起着重要的作用。2.2低温等离子除voc的原理低温等离子体技术处理污染物的原理为：在外加电场的作用下，介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质，或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害的物质，从而使污染物得以降解去除。因其电离后产生的电子平均能量在10ev，适当控制反应条件可以实现一般情况下难以实现或速度很慢的化学反应变得十分快速。作为环境污染处理领域中的一项具有极强潜在优势的高新技术，等离子体受到了国内外相关学科界的高度关注。2.3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、油漆、印刷和涂料等行业产生的挥发性有机废气也日渐增多，这些废气不仅会在大气中停留较长的时间，还会扩散和漂移到较远的地方，给环境带来严重的污染，这些废气吸入人体，直接对人体的健康产生极大的危害；另外工业烟气的无控制排放使全球性的大气环境日益恶化，酸雨(主要来源于工业排放的硫氧化物和氮氧化物)的危害引起了各国的重视。由于大气受污染而酸化，导致了生态环境的破坏，重大灾难频繁发生，给人类造成了巨大损失。因此选择一种经济、可行性强的处理方法势在必行。降解挥发性有机污染物(VOCs)传统的处理方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧等，对于低浓度的VOCs很难实现，而光催化降解VOCs又存在催化剂容易失活的问题，利用低温等离子体处理VOCs可以不受上述条件的限制，具有潜在的优势。但由于等离子体是一门包含放电物理学、放电化学、化学反应工程学及真空技术等基础学科之上的交叉学科。因此,目前能成熟的掌握该技术的单位非常的少。大部分宣传采用低温等离子技术处理废气的宣传都不是真正意义上的低温等离子废气处理技术。2.4各种废气低温等离子的处理效率3.应用情况经查询该技术已经在市场上有应用，其中以南京苏曼电子有限公司、派力迪环保工程有限公司为标杆企业。苏曼公司低温等离子体工业废气处理技术介绍：低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。低温等离子体的产生途径很多，苏曼公司所开发的低温等离子体工业废气处理技术采用的放电形式为双介质阻挡放电(DielectricBarrierDischarge,简称DBD)或线筒式电晕放电方式。该技术已获国家专利五项(ZL200720035097.5；ZL200720037956.4；ZL200620074948.2；ZL200620078036.2；ZL200610096470.8)，已申请专利二项。发明：2012105100308；实用新型：2012206565149。4.发展前景随着全球经济的发展，环境污染问题日益突出，各种类型的环境污染层出不穷，严重危及了人类的健康与生存。为了人类自身的安危，治理环境问题迫在眉睫。近年，全球涌现出许多治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，其中低温等离子体作为一种高效、低能耗、处理量大、操作简单的环保新技术来处理有毒及难降解物质，是近来研究的热点。低温等离子体技术在气态污染物治理方面优势显著。其基本原理是在电场的加速作用下，产生高能电子，当电子平均能量超过目标治理物分子化学键能时，分子键断裂，达到消除气态污染物的目的。1980年代，日本东京大学S．Masuda教授提出的高压脉冲电晕放电法是常温常压下得到低温等离子体的最简单、最有效的方法。它已成为目前的研究前沿，也正越来越多的用于气态污染物的治理。5.该技术的推广及引进应用该技术的产品在市场上已经能够采购到，因此，此技术对于公司来说，有两种方式可以应用：1）与应用此技术成熟的公司进行合作，共同开发市场；2）公司自己开发此设备，对于低温等离子发生设备进行采购。