新低溫等離子體對(duì)廢氣的處理

新低溫等離子體對(duì)廢氣的處理第一頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六一、低溫等離子體廢氣處理技術(shù)簡介二、低溫等離子體處理廢氣幾個(gè)方面三、低溫等離子體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)四、低溫等離子體的應(yīng)用研究方向第二頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體廢氣處理技術(shù)簡介低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的放電電壓時(shí)，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個(gè)體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，所以稱為低溫等離子體。第三頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體降解污染物是利用其本身含有的電子、離子、活性基和激發(fā)態(tài)分子等有極高化學(xué)活性的粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)使常規(guī)方法難以去除的污染物得以轉(zhuǎn)化或分解以達(dá)到降解污染物的目的。第四頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體化學(xué)凈化是利用數(shù)萬度的高能電子與氣體分子(原子)發(fā)生非彈性碰撞，將能量轉(zhuǎn)換成基態(tài)分子(原子)的內(nèi)能，發(fā)生激發(fā)、離解、電離等一系列過程使氣體處于活化狀態(tài)。電子能量較低(<10eV)時(shí)，產(chǎn)生活性自由基，活化后的污染物分子經(jīng)過等離子體定向鏈化學(xué)反應(yīng)后被脫除。當(dāng)電子平均能量超過污染物分子化學(xué)鍵結(jié)合能時(shí)，分子鍵斷裂，污染物分解。第五頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六在低溫等離子體中，可能發(fā)生各種類型的化學(xué)反應(yīng)，主要取決于電子的平均能量、電子密度、氣體溫度、污染物氣體分子濃度及共存的氣體成份。第六頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體處理廢氣，常利用輝光放電、電暈放電、沿面放電或介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生。低溫等離子體廢氣處理設(shè)備的放電效果圖第七頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六脈沖放電的形成機(jī)理：帶異種電荷的兩電極之間，由于電勢(shì)差的存在，發(fā)生放電，放電之后電荷減少，電勢(shì)差降低，放電停止，如果有一個(gè)外加電源使電勢(shì)差回到放電前的狀態(tài)，那么就可以再次放電。如此循環(huán)，就形成脈沖放電。

第八頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六電暈放電(coronadischarge)氣體介質(zhì)在不均勻電場(chǎng)中的局部自持放電。在曲率半徑很小的尖端電極附近，由于局部電場(chǎng)強(qiáng)度超過氣體的電離場(chǎng)強(qiáng)，使氣體發(fā)生電離和激勵(lì)，因而出現(xiàn)電暈放電引。第九頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六介質(zhì)阻擋放電(DielectricBarrierDischarge,簡稱DBD)

是一種靈活可靠的低溫等離子放電方式。第十頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六介質(zhì)阻擋放電是有絕緣介質(zhì)插入放電空間的一種非平衡態(tài)氣體放電，當(dāng)兩電極間施加足夠高的交流電壓時(shí)，電極間的氣體會(huì)被擊穿而產(chǎn)生放電，即產(chǎn)生了介質(zhì)阻擋放電。第十一頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體處理廢氣處理幾個(gè)方面一、煙氣脫硫、脫氮以及脫硫、脫氮除塵一體化二、處理溫室效應(yīng)氣體、難降解物質(zhì)和揮發(fā)性有機(jī)化合物三、對(duì)工業(yè)廢氣的除濕及除臭四、室內(nèi)空氣的凈化五、對(duì)汽車尾氣的處理第十二頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體煙氣脫硫、脫氮以及脫硫、脫氮除塵一體化反應(yīng)器中產(chǎn)生的O，OH等自由基可同時(shí)把SO2和NOx氧化成SO3和NO2(或N2O5)，當(dāng)體系中有堿性物質(zhì)存在時(shí)，發(fā)生異相反應(yīng)生成液體或固體鹽而被脫除掉。脈沖電暈放電不僅可使飛灰粒子的荷質(zhì)比提高2～3倍，同時(shí)又抑制了反電暈的發(fā)生。第十三頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六在實(shí)際煙氣條件下的試驗(yàn)結(jié)果表明，在煙氣溫度較低時(shí)等離子體法處理效果較好：在飛灰存在的情況下，脈沖放電對(duì)SO2的去除率有所上升，而對(duì)NOx的去除率變化不大；煙氣中適量水分的存在提高了SO2

的去除率。

第十四頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六處理溫室效應(yīng)氣體、難降解物質(zhì)和揮發(fā)性有機(jī)化合物

一溫室氣體：超高壓脈沖電暈放電產(chǎn)生的高能量(20～50eV)低溫等離子體作用于CO2

氣體分子，使CO2分子化學(xué)鍵斷裂，在定向化學(xué)反應(yīng)作用下，將CO2氣體分解成O2和單質(zhì)固體微粒碳，其分解率達(dá)90％.第十五頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六二、難降解物質(zhì)：可采用脈沖電暈放電降解化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定的如CCl4等物質(zhì)，在反應(yīng)器中填入吸附劑，其降解率與無吸附劑時(shí)相比大大提高。第十六頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六三、揮發(fā)性有機(jī)化合物

A.脈沖電暈放電處理低濃度甲苯廢氣B.線一板式電暈反應(yīng)器處理乙醇、丙酮、甲醛、二氯甲烷模擬廢氣。C.非平衡等離子體處理含有正己烷、環(huán)己烷、苯和甲苯4種典型的烴類廢氣的空氣第十七頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六對(duì)工業(yè)廢氣的除濕及除臭市場(chǎng)上低溫等離子體工業(yè)除濕設(shè)備既能夠去除水霧，又能夠氧化水霧中的致味物質(zhì)揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)的分子，具有高效快捷和工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，兼?zhèn)涑凉癯丁?/p>

第十八頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六等離子體反應(yīng)器單元內(nèi)部反應(yīng)，在該區(qū)域由于高能電子的作用，使異昧分子受激發(fā)，帶電粒子或分子間的化學(xué)鍵被打斷，產(chǎn)生自由基等活性粒子，這些活性粒子和O2反應(yīng)達(dá)到消除異味目的。同時(shí)空氣中的水和氧氣在高能電子轟擊下也會(huì)產(chǎn)生OH自由基、活性氧等強(qiáng)氧化性物質(zhì)，這些強(qiáng)氧化性物質(zhì)也會(huì)與異味分子反應(yīng)，使其分解，從而促進(jìn)異味消除。第十九頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體技術(shù)處理對(duì)象廣泛，對(duì)《國家惡臭污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的八大惡臭物質(zhì)硫化氫、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫均能有效去除，并對(duì)以下物質(zhì)進(jìn)行有效分解凈化。第二十頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體技術(shù)可處理的污染物質(zhì)第二十一頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六應(yīng)用范圍

◆發(fā)酵濃液烘干過程產(chǎn)生的超飽和惡臭濕氣◆有機(jī)肥料加工過程中產(chǎn)生的超飽和惡臭濕氣；◆中藥熬制加工過程中產(chǎn)生的超飽和惡臭濕氣；

◆日化產(chǎn)品制粉過程中產(chǎn)生的超飽和濕氣；

◆酸洗過程中產(chǎn)生的含酸霧的濕氣；

◆高濃度廢水濃縮過程中產(chǎn)生的超飽和濕氣

第二十二頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六第二十三頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六室內(nèi)空氣的凈化

凈化對(duì)象：來自人為活動(dòng)的香煙煙霧和在空調(diào)環(huán)境中滋生繁殖的致病微生物、來自燃料燃燒無機(jī)污染物和來自建筑裝飾材料的有機(jī)污染物。它們以氣態(tài)和氣溶膠態(tài)長期懸浮在空氣中。第二十四頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六當(dāng)污染粒子隨氣流進(jìn)入凈化空間后，因電場(chǎng)作用立刻荷電，荷電后的粒子在電場(chǎng)作用下向集塵極遷移并被集塵極吸收。室內(nèi)空氣凈化設(shè)備第二十五頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六對(duì)汽車尾氣的處理

機(jī)內(nèi)凈化汽車尾氣凈化的方法機(jī)外凈化第二十六頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六機(jī)內(nèi)凈化：主要是使空氣在送入內(nèi)燃機(jī)燃燒室之前等離子化，通過等離子體發(fā)生器將空氣等離子化使得空氣中含有富足的原子氧和臭氧及其它激發(fā)態(tài)的氧，從而大大提高燃料的燃燒速率；同時(shí)等離子化的空氣中含有的氧粒子參與反應(yīng)的能力比中性的氧氣分子更強(qiáng)，可以使HC(碳?xì)浠衔铮?、CO得到充分氧化而大大減少有害物氣體的生成。第二十七頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六機(jī)外凈化:

沿面放電主要方式介質(zhì)阻擋放電直接氧化還原法主要方法輔助催化還原法

第二十八頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六直接氧化還原法的原理基本上與等離子體技術(shù)在機(jī)內(nèi)凈化中的原理相同輔助催化還原法是一種將低溫等離子體技術(shù)與三效催化技術(shù)結(jié)合使用的一種方法，是低溫等離子體輔助HC的選擇性催化還原系統(tǒng)降低NOx排放。第二十九頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體處理廢氣的優(yōu)勢(shì)采用新技術(shù)、新設(shè)備，運(yùn)行穩(wěn)定、費(fèi)用低、管理方便、維護(hù)容易。妥善解決項(xiàng)目建設(shè)及運(yùn)行過程中產(chǎn)生的污染物，避免二次污染。新型、高效、低噪設(shè)備、節(jié)能降耗。第三十頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六

低溫等離子體的應(yīng)用研究方向(1)深入研究等低溫離子體降解污染物的機(jī)理及其過程中的影響因素。

(2)提高污染物降解效率，降低能耗。低溫等離子體技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

(3)處理裝置的大型化與小型化。第三十一頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六等離子體對(duì)廢氣的處理——DBD技術(shù)第三十二頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六廢氣處理方法

稀釋擴(kuò)散法

熱力燃燒法與催化燃燒法

吸附法三相多介質(zhì)催化氧化工藝

低溫等離子體技術(shù)DBD技術(shù)第三十三頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六稀釋擴(kuò)散法脫臭原理：將有臭味地氣體通過煙囪排至大氣，或用無臭空氣稀釋，降低惡臭物質(zhì)濃度以減少臭味。適用范圍：適用于處理中、低濃度的有組織排放的惡臭氣體。第三十四頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六熱力燃燒法與催化燃燒法

脫臭原理：在高溫下惡臭物質(zhì)與燃料氣充分混和，實(shí)現(xiàn)完全燃燒。適用范圍：適用于處理高濃度、小氣量的可燃性氣體。第三十五頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六吸附法脫臭原理：利用吸附劑的吸附功能使惡臭物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移至固相。適用范圍：適用于處理低濃度，高凈化要求的惡臭氣體。第三十六頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六三相多介質(zhì)催化氧化工藝脫臭原理：反應(yīng)塔內(nèi)裝填特制的固態(tài)復(fù)合填料，填料內(nèi)部復(fù)配多介質(zhì)催化劑。當(dāng)惡臭氣體在引風(fēng)機(jī)的作用下穿過填料層，與通過特制噴嘴呈發(fā)散霧狀噴出的液相復(fù)配氧化劑在固相填料表面充分接觸，并在多介質(zhì)催化劑的催化作用下，惡臭氣體中的污染因子被充分分解。適用范圍：適用范圍廣，尤其適用于處理大氣量、中高濃度的廢氣，對(duì)疏水性污染物質(zhì)有很好的去除率。

第三十七頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體技術(shù)-DBD技術(shù)脫臭原理：介質(zhì)阻擋放電過程中，等離子體內(nèi)部產(chǎn)生富含極高化學(xué)活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等物質(zhì)，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。適用范圍：適用范圍廣，凈化效率高，尤其適用于其它方法難以處理的多組分惡臭氣體，如化工、醫(yī)藥等行業(yè)

第三十八頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六低溫等離子體介質(zhì)阻擋放電管

PLD—DBD低溫等離子體惡臭氣體處理的作用原理

(以H2S和CS2為例)第三十九頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六

由于收到正炫波形的交流高壓電流的驅(qū)動(dòng)的影響，致使介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生，這時(shí)，供給的電壓會(huì)不斷的增加，致使系統(tǒng)中處于絕緣狀態(tài)的反應(yīng)氣體逐漸至擊穿，最后發(fā)生放電。第四十頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六DBD技術(shù)作用原理

低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的放電電壓時(shí)，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個(gè)體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，所以稱為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到降解污染物的目的。第四十一頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六

DBD等離子體反應(yīng)區(qū)富含極高的物質(zhì)，如高能電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等，廢氣中的污染物質(zhì)可與這些具有較高能量的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使污染物質(zhì)在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到講解污染物的目的。與傳統(tǒng)的電暈放電形勢(shì)產(chǎn)生的低溫等離子技術(shù)相比較，DBD等離子體技術(shù)放電量是電暈放電的50倍，放電密度是電暈放電的130倍。所以,傳統(tǒng)低溫等離子體技術(shù)只能用于室內(nèi)空氣異味治理,與其他低溫等離子體技術(shù)相比較，DBD等離子體技術(shù)是唯一用于工業(yè)化工藝廢氣治理的技術(shù)。第四十二頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六■

等離子體去除污染物的基本過程過程一：高能電子的直接轟擊過程二：O原子或臭氧的氧化

O2+e→2O過程三：OH自由基的氧化

H2O+e→OH+HH2O+O→2OHH+O2→OH+O過程四：分子碎片+氧氣的反應(yīng)

第四十三頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六■

技術(shù)特點(diǎn)

DBD等離子體工業(yè)廢氣處理成套設(shè)備擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，歷經(jīng)15年，并申請(qǐng)十余項(xiàng)國家發(fā)明專利，在工業(yè)化應(yīng)用方面，處于世界先進(jìn)水平，屬于真正的中國制造。

與目前國內(nèi)常用的異味氣體治理方法相比較，DBD等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)具有以下特點(diǎn)：技術(shù)高端，工藝簡潔：開機(jī)后，即自行運(yùn)轉(zhuǎn)，受工況限制非常少，無需專人操作。節(jié)能：無機(jī)械設(shè)備，空氣阻力小，耗電量約為0.003kw/m3廢氣。第四十四頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六

適應(yīng)工況范圍寬：設(shè)備啟動(dòng)、停止十分迅速，隨用隨開，不受氣溫的影響。在250℃以下和在霧態(tài)工況環(huán)境中均可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在-50℃至+50℃的環(huán)境溫度仍可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

設(shè)備使用壽命長：本設(shè)備由不銹鋼材，銅材、鉬材、環(huán)氧樹脂等材料組成，抗氧化，采用防腐蝕材料，電極與廢氣不直接接觸，根本上解決了設(shè)備腐蝕問題。結(jié)構(gòu)簡單：只需用電，操作極為簡單，無需派專職人員看守，基本不占用人工費(fèi)。無機(jī)械設(shè)備，故障率低，維修容易。應(yīng)用范圍廣：介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體中，電子能量高，幾乎可以將所有的異味氣體分子降解。第四十五頁，共五十三頁，編輯于2023年，星期六DBD等離子體處理大氣廢氣裝置