离子除臭原理

离子除臭工程目前，各种恶臭污染物(硫化氢、氨等)的大量排放对环境造成了严重的影响，并威胁人类健康。这些污染物通常来自特定的垃圾或污水处理系统排放源。传统的气体净化技术一般投资大、周期长、运行费用高，而且处理效果也已很难满足日益严格的排放法规，因此人们正在寻求新的方法和途径。近年来兴起的离子除臭技术由于其能耗低，氧化性能强,已有大量研究。对于这些问题的解决，研究者通过各种技术手段对光催化剂进行改性，进而提高离子除臭性能。另一方面通过和各种外加场(超声波、电化学、等离子体等)进行耦合联用形成新型的高效离子反应技术，取得了显著效果。尤其是等离子体在环境污染物处理方面的应用研究引起了人们的极大关注，被认为是环境污染物处理领域中最有广适性、最有发展前途的高新技术之一。目前，等离子体技术已经成功应用于恶臭气体的处理。废气处理工艺废气处理工艺确定由于废气形成的大部分组分为有机污染物质。离子法处理工艺具有氧化性强，能够通过有效的分解空气中的有机物质来起到除臭的作用，处理过程极快，投资费用省，操作简便，除臭效果显著，除臭效率可以达到80%以上。废气处理工艺简介废气通过风机抽吸进入收集管道进行收集，经过收集的废气进入离子除臭装置，以氧化离子作为氧化剂，它几乎毫无选择的对废气中大量有机污染组分进行氧化分解；且整个分解过程极快，只需要短暂的停留时间即可以分解掉有机污染组分，该处理设备可谓处理工艺的核心部分，经除臭设备处理后的气体已经能够达标外排。工艺原理离子法废气处理系统合成主要包含主反应器，光触媒反应导入装置。废气经过收集系统收集后进入离子催化氧化废气处理合成系统，离子反应导入装置对主反应器产生离子，在其内部的价电子被激发跨过禁带跃入导离子除臭工程带，生成的电子空穴被导入主反应器内，并扩散到反应器内过滤板的二氧化钛表面上，穿过界面与吸附在过滤板上的物质发生氧化还原反应。其空穴能量7.5eV，氧化电位+3.0V，具有极强的氧化能力，能够氧化有机化合物，达到完全矿化的程度，生成二氧化碳、水和无机物。处理后的废气继续进入水洗塔，与水反应生成羟基自由基，电子具有还原性，能与氧分子发生还原反应生成过氧自由基，这些自由基具有很强的氧化能力，也能够氧化有机物。从而使得废气达到完全的净化，达标排放。离子体是不同于气态、固态、液态的第四态物质，由高能电子、正负离子、自由基（OH、H、O、O3等）和中性粒子等组成。气体经过离子处理装置的反应器区域时，在高能电子和自由基强氧化等多重作用下，气体中的有机物分子链被断开，发生一系列复杂的氧化还原反应，生成CO2、H2O等无害物质，正负离子可以空气清新。另外，借助离子体中的离子与物体的凝并作用，可以对小至亚微米级的细微粒物（0.1～3微米）进行有效的收集。离子除臭装置的特点1、脉冲电压高达50KV，电子能量高达7ev；2、耗电低220V/110W；3、模块化组合设计，现场安装简便；4、净化效率95％以上；工艺流程图离子除臭法工艺流程图收集系统离子除臭装置排放烟囱废气排放进入风机离子除臭工程离子法去除恶臭气体原理等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的中性导电性流体，在空气净化过程中常常由气体放电产生。等离子反应器中放电电极表面、器壁表面及涂层置放的催化剂都有可能对等离子体化学反应起催化作用,等离子体激发和催化剂活化联合作用。低温等离子体光催化系统里，去除污染物过程既有等离子体化学反应过程又有光催化反应过程，两者之间也可能存在协同作用。在等离子产生过程中，待处理的污染物受高能电子轰击可以直接被分解成单质或转化为无害物质。另外，高能电子的轰击使污染物电离、离解、激发，产生了大量等离子体。等离子体中的离子、电子、激发态原子、分子及自由基都是极活泼的反应性物种，使通常条件下难以进行或速度很慢的反应变得十分快速，它们再进一步与污染物分子、离子反应，从而使污染物得到降解，尤其有利于难降解污染物的处理。另外，由于活性离子和自由基气体放电时一些高能激发粒子向下跃迁能产生紫外光线，当光子或电子的能量大于半导体禁带宽度时，就会激发半导体内的电子从价带跃迁至导带，形成具有很强活性的电子空穴对，并进一步诱导一系列氧化还原反应的进行。光生空穴具有很强的获得电子能力，可与催化剂表面吸附的OH-和H2O发生反应生成羟基自由基，从而进一步氧化污染物。由于等离子体放电光催化过程有大量等离子体、强活性电子冲击、紫外线辐射等综合因素的协同作用，因而可以更快速有效地分解空气中恶臭物质和灭菌除臭。等离子体是物质存在的第四形态。它是由电子、离子、中性原子、激发态原子、光子和自由基等组成。等离子体是电离度大于0.1%，且其正负电荷相等的电离气体。电子和正离子的电荷数相等,整体表现出电中性。等离子体净化技术的主要机理是：在外加电场的作用下，电极空间里的电子获得能量后加速运动，以每秒钟300万次至3000万次的速度去撞击异味气体分子，当电子的能量与异味气体分子的某一化学键键能相同或略大时，发生非弹性碰撞，电子将大部分动能转化为污染物分子的内能，从而引发了使其发生激发、离解或电离等一系列复杂的物理、化学反应，使得产生臭味的基团化学键断裂，再经过多级净化而达到除臭目的。等离子气体净化装置最核心的工艺是利用高压电磁脉冲，将进入装置的气体在电极段释放出大量的电能，从而产生等离子体；等离子体是不同于气态、固态、离子除臭工程液态的第四态物质，由高能电子、正负离子、自由基团（OH、H、O、O3等）和中性粒子等组成。气体经过TDQ等离子气体净化装置的反应器区域时，在高能电子和自由基强氧化等多重作用下，气体中的有机物分子链被断开，发生一系列复杂的氧化还原反应，生成CO2、H2O等无害物质，正负离子可以清新空气。另外，借助等离子体中的离子与物体的凝并作用，可以对气体中小至亚微米级的细微颗粒物（0.1-0.3微米）进行有效的收集去除。其主要过程可通过以下反应式表达：（XY-污染物分子，e-电子）1）激发：e+XY——XY*+e2）中性离解：e+XY——X+Y+e3）直接离子化：e+XY——XY++2e4）离子化离解：e+XY——X+Y++2e，Y+X++2e5）形成负离子：e+XY——XY-（电子吸附）e+XY——X+Y-（离解吸附）中性离解和离子化离解产生大量带有未成对电子的中性基团，使等离子体具有活泼的化学反应性。离子放置反应器不同位置和不放置时的比较类别能效/g·(kW·h)-1降解率%放置板电极前71276放置板电极后31271不放置离子装置31644离子除臭工程典型气体净化工艺流程臭气臭气收集系统过滤系统离子除臭设备净化空气排入大气处理前后废气排放量及浓度变化污染物进入量(kg/h)排放量(kg/h)去除量(kg/h)去除效率(%)硫化氢2.240.341.9085氨18.43.6814.7280甲硫醇0.240.040.282恶臭3800700310081.5管道稳流室粗过滤高压脉冲离子激化分解臭气排放