低温等离子原理与应用(共6页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上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*，直接对*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)

2、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。是否是低温等离子体处理技术的简单判断方法：现在，各传媒上宣传低温等离子废气处理的产品和技术很多，可这些产品的宣传大部分都是在炒低温等离子体概念。如何判断是否是真正意义上的低温等离子体技术？

3、可以用下面两个简单的规则来判断，即使你不懂低温等离子体技术也能判断出是真是假。(1)在废气处理的通道上必须充满了低温等离子体。这条规则判断很简单，只要用眼睛观察一下处理通道是否充满紫蓝色的放电就可以直观的了解是否是低温等离子体了（需要注意的是不要将各种颜色的灯光当作电离子体放电）。如果在废气处理的通道上只零星的分布若干的放电点或线，则处理的效果是非常有限的，因为，大部分的(VOCs)气体没有进过低温等离子体处理区域。(2)低温等离子体处理系统必须要有一定的放电处理功率。通常需要在25瓦时/米3。即1000米3/时的风量需要处理的电功率为2KW5KW。如果号称1000米3/时的风量只需要几十或几

4、百瓦的电功率，则最多也就是静电(除尘)处理或局部处理而已。要想分解VOCs没有一定的能量是不可能的。等离子体技术目前采用的有四类技术，介质阻挡放电（双介质、单介质）、尖端放电（金属、纤维）、板式放电、微波放电，实际应用也有采用组合模式。一：介质阻挡放电将绝缘介质插入放电空间的一种气体放电。介质可以覆盖在电极上,也可以悬挂在放电空间里，当在放电电极间施加一定频率(50MHz至几K赫兹)的-Kv的交流电压时,电极间的气体就会被击穿产生碳阻挡气体放电。在大气压或高于大气压条件下,间隙内的气体放电由许多在时间上和空间上随机分布的微放电构成,这些微放电的持续时间很短,一般为纳秒量级20。由实验观察,微放

5、电通常呈现一些相当均匀的圆柱型微通道,每一个微通道就是一个强烈的流光放电击穿过程,带电粒子的输运过程及等离子体化学反应就发生在这些微放电通道内.因此一些研究者将微放电作为碳等离子体的主要特性,并通过研究微放电的性质来研究碳等离子体的整体特性。从碳的物理过程来看,电源电压通过电介质电容耦合到放电间隙形成电场,空间电子在这一电场作用下获得能量,与周围气体发生非弹性碰撞,电子从外加电场取得能量转移给气体分子，气体被激励后,发生电子雪崩,出现了相当数量的空间电荷。它们聚集在雪崩头部,形成本征电,再与外加电场叠加起来形成很高的局部电场,在新形成的局部电场作用下,雪崩中的电子得到进一步加速,使放电间隙的电

6、子形成空间电荷的速度比电子迁移速度更快,形成了往返两个电场波,电场波向阴极方向返回时更强,这样一个导电通道能非常快地通过放电间隙形成大量微细丝状的脉冲流光微放电.它们很均匀、漫散和稳定,彼此孤立地随机发生在不同地点，当微放电通道形成以后,空间电荷就在通道内输送累积在电介质表面产生反向电场而使放电熄灭,形成微放电脉冲。在一定范围内,微放电的数量随供电电压及频率的增加而增加.可见碳介质的分布电容对于微放电的形成起着十分重要的镇流作用.一方面,由于电介质的存在,有效地限制了带电粒子的运动,防止了放电电流的无限制增长,从而避免了在放电间隙内形成火花放电或弧光放电;另一方面,电介质的存在可以使微放电均匀

7、稳定地分布在整个放电空间内。二：组合模式本工艺在电催化总的设计概念下，分三个即独立又混成的激发系统：微波激发区、等离子激发区、极板激发去。每个激发区有它特定的功能，但在原理上有它相似的地方。1：微波激发区本工艺有3至9个微波激发单位，根据被处理风量的不同数量不同，微波由于它的频率相对比较高，在纳秒的时间内有效作用于被处理空间（区域），由于微波的功率相对较小，因此在激发能力上也就是说电子的获能跃迁能力上有限，本设计只是把微波作为初频激发源，在处理过程中作为一种预激发能。由于微波的预激功能，极大的提高等离子体区，极板区的激发能力和处理效果，由于微波技术的运用，本工艺在同类设备的比较中显得设备精炼而

8、效果优越。2：低温等离子体激发本工艺有40支至240支充有特殊气体的无极管组成的低温等离子体激发区，低温等离子体区是工艺的核心技术，国外诸多科研机构室称在常压下实现低温等离子体。从大量的试验分析，常压低温等离子体要在工业中应用存在的困难仍旧很大，本工艺借助低气压的无极灯作为低温等离子体的激发体，最大限度地在无极管区实现低温等离子体区，由于低温等离子体在能量跃迁过程中具有极强的能量平衡性，在粒子撞击中失能极少，所以低温等离子体作为原子激发是最理想的一种能。在实践应用中，最大的科题在于低气压究竟是多少帕？管内充什么样的气体最有经济价值？这没有理论模型可言，只有通过实践、实验、分析。3:极板区根据被

9、处理气体的流量，极板间的电压分12KV、16KV至42KV，极板间加以足够高的电压，在引风的作用下，极区由于负压的作用，按照法拉第暗区理论、光致电离理论、自由离理论，在常压或接近常压的条件下有相当概率的粒子可能实现低温等离子体。根据三类的功能区，集中的目的是实现低温等离子体，由于理论和实际使用条件上的区别，单一的方法获得低温等离子体，从功率上，外部条件上都存在差距。本工艺集三种技术与一体，经山东、江苏、浙江三地多家医药、化工企业的实地测试，原废气的去除率非常理想，根据尼普公司的测试，高浓度废气去除率可达84%以上。电催化氧化工艺集低温等离子体、微波放电、极板放电与一体，在实际使用中实现废气的有

10、效处理是极为复杂的过程，整个过程在不到1秒的时间内完成。从理论到模型都能探究到相关的机理，通过三种方式的集中放电，废气分子从低能的E,在千分之一秒的时间内跃迁到足以使其电离的Em级，废气分子键充分断裂，在雪崩式的撞击中断裂后的粒子由于质量更小，被进一步跃迁，与反应堆内的氧离子氢氧根离子发生反应，生成无害无味的CO2、H2O以及其它高价化合物。同时由于反应堆内臭氧以及紫外线的作用，彻底去除不同范畴的废气化合物，实地较为广谱的去除空间。三：尖端毛细放电尖端放电和板式放电从物理上讲是一类基础放电技术，是介质阻挡放电去介质的简单模式，电压比较低，极板的间距相对长一些，从实际处理效率上讲已经属于静电模式

11、，任何物质都是由原子组合而成，而原子的基本结构为质子、中子及电子。科学家们将质子定义为正电，中子不带电，电子带负电。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负电平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。在日常生活中所说的摩擦实质上就是一种不断接触与分离的过程。有些情况下不摩擦也能产生静电，如感应静电起电，热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的普遍方法，就是摩擦生电。材料的绝缘性越好，越容易产生静电。因为空气也是由原子组合而成，所以可以这

12、么说，在人们生活的任何时间、任何地点都有可能产生静电。要完全消除静电几乎不可能，但可以采取一些措施控制静电使其不产生危害。通过摩擦引起电荷的重新分布而形成的，也有由于电荷的相互吸引引起电荷的重新分布形成，具体说就是因为物质都由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的原子核。一般情况下原子核的正电荷与电子的负电贺相等，正负平衡，所以不显电性。但是如果电子受外力而脱离轨道，造成不平衡电子分布，比如实质上摩擦起电就是一种造成正负电荷不平衡的过程。当两个不同的物体相互接触并且相互摩擦时，一个物体的电子转移到另一个物体，就因为缺少电子而带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电，物体带上了静电。

13、公司生产的等离子体废气净化设备包括：NBL-FH组合型等离子除臭设备（微波+高压）；NBL-ZJ电晕放电等离子除臭设备；NBL-JD尖端放电等离子除臭设备；NBL-JB板式静电油烟净化器四类。设备适合中低浓度废气净化，尤其适合降解非甲烷总烃，配合预处理，设备使用广泛。ZLDL系列等离子体废气净化器设备等离子有机废气净化器跟吸附脱附催化燃烧有机废气处理设备相比具有明显的运行成本优势和价格优势，等离子有机废气净化器的技术特点如下： 等离子废气净化设备在对付有机废气处理上具备以下几点优势：经气味测定法测试，该技术可以达到80%以上的恶臭消除率；该技术的资本投入低于传统的制冷式生物过滤器；动力消耗比其

14、他技术更低（25,000立方米/小时的装置的动力消耗为5-25千瓦）；由于不需要任何的预热时间，所以该装置可以即时开启与关闭；它所占空间比现有的其他技术更小；它可以不经过过滤就可运作，所以不产生任何液体排泄；它是模块式结构，所以更简易地进行易地搬迁；它可以在最高达70的温度下运作，所以在典型的“湿”环境中运用而不需要制冷；由于具有类似静电沉淀的功能，所以它同时具有除尘作用；只需最低限度的维护。 等离子体有机废气净化设备集国家专利技术和专有保密技术于一体，设备和技术性能稳定可靠。研究表明采用等离子体空气净化设备，不仅可以减少等离子体电耗, 而且可控制有害副产物的形成, 提高性能价格比。异、臭的有

15、害气体分子被低温放电技术产生的高能离子形成的低温等离子体所激活、电离、裂解，从而氧化分解成无臭、无害的物质，空气中的霉菌、病菌等也同时被杀灭，灭菌率95以上，异味去除率82.5以上。从而将洁净、新鲜的空气还给人们。与传统的有机废气处理方法相比，等离子有机废气净化器的突出的优点 在现实生活中，恶臭的物质很多，来源亦广，主要是由有机物的加热或燃烧，有机溶剂挥发，肉类加工的废液、废渣处理等产生的。皮革厂、喷漆厂、化工厂、制浆造纸厂、屠宰厂，污水站、垃圾站等都是恶臭的污染源。 低温等离子体空气净化设备的性能特点：1、“低温等离子体”设备属高新科技产品，自动化程度高,工艺简洁,操作简单,方便.无需专人看

16、管，遇故障自动停机报警。2、节能：运行费用低廉是“低温等离子体”专利核心技术之一,处理5000M3/h臭气，耗电量仅1000-5000W。3、适应范围广：在高温70,低温-20的环境内,净化区均可运转,特别是在潮湿,甚至空气湿度饱和的环境下仍可正常运行。4、设备使用寿命长：本设备由不锈钢材料组成，抗氧化性强，在酸性气体中耐腐蚀。使用寿命长达10年以上。5、“低温等离子体”设备内使用电压在17Kv以下，安全可靠，对人体不构成任何伤害。6、“低温等离子体”设备组合性强：可以窜并联混合应用，在处理高浓度异味气体时能发挥明显优势。等离子有机废气净化器的优势 等离子有机废气净化器是一种新型、高效的干法处理有机废气的净化设备，它改变了使用活性炭材料的工艺技术，无需再生处理原料，无需专人负责，无产生二次污染，更换及维护保养方便，是近年来治理有机废气技术中最先进的一项技术。低温等离子体应用范围DFSD等离子有机废气净化设备广泛用于：治理油烟粉尘领域，如大型火力发电厂、卷烟厂、纺织厂、印刷厂、造纸厂、钢铁厂、水泥厂等。治理废气、异味气体领域，如污水、垃圾处理厂、泵站、石化厂、化工厂、制药厂、卷烟厂、香精厂、屠宰场等。空气净化方面，如医院、餐饮、宾馆、娱乐场、垃圾中转站、污水站、车船，航空候车室等公共场所、及办公室、家庭、轿车、实验室等。专心-专注-专业