低溫等離子體技術(shù)在廢氣處理中的應(yīng)用隨著工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，石油、制藥、油漆、印刷和涂料等行業(yè)產(chǎn)生的揮發(fā)性有機廢氣也日漸增多，這些廢氣不僅會在大氣中停留較長的時間，還會擴散和漂移到較遠的地方，給環(huán)境帶來嚴重的污染，這些廢氣吸入人體，直接對人體的健康產(chǎn)生極大的危害；另外工業(yè)煙氣的無控制排放使全球性的大氣環(huán)境日益惡化，酸雨(主要來源于工業(yè)排放的硫氧化物和氮氧化物) 的危害引起了各國的重視。由于大氣受污染而酸化，導致了生態(tài)環(huán)境的破壞，重大災(zāi)難頻繁發(fā)生，給人類造成了巨大損失。因此選擇一種經(jīng)濟、可行性強的處理方法勢在必行。

降解揮發(fā)性有機污染物(VOCs)傳統(tǒng)的處理方法如吸收、吸附、冷凝和燃燒等，對于低濃度的VOCs很難實現(xiàn)，而光催化降解VOCs又存在催化劑容易失活的問題，利用低溫等離子體處理VOCs可以不受上述條件的限制，具有潛在的優(yōu)勢。但由于等離子體是一門包含放電物理學、放電化學、化學反應(yīng)工程學及真空技術(shù)等基礎(chǔ)學科之上的交叉學科。因此, 能成熟的掌握該技術(shù)的單位非常的少。大部分宣傳采用低溫等離子技術(shù)處理廢氣的宣傳都不是真正意義上的低溫等離子廢氣處理技術(shù)。

低溫等離子體激發(fā)

本工藝有40支至240支充有特殊氣體的無極管組成的低溫等離子體激發(fā)區(qū)，低溫等離子體區(qū)是工藝的核心技術(shù)，國外諸多科研機構(gòu)室稱在常壓下實現(xiàn)低溫等離子體。從大量的試驗分析，常壓低溫等離子體要在工業(yè)中應(yīng)用存在的困難仍舊很大，本工藝借助低氣壓的無極燈作為低溫等離子體的激發(fā)體，最大限度地在無極管區(qū)實現(xiàn)低溫等離子體區(qū)，由于低溫等離子體在能量躍遷過程中具有的能量平衡性，在粒子撞擊中失能極少，所以低溫等離子體作為原子激發(fā)是的一種能。在實踐應(yīng)用中，最大的科題在于低氣壓究竟是多少帕？管內(nèi)充什么樣的氣體最有經(jīng)濟價值？這沒有理論模型可言，只有通過實踐、實驗、分析。

極板區(qū)

根據(jù)被處理氣體的流量，極板間的電壓分12KV、16KV至42KV，極板間加以足夠高的電壓，在引風的作用下，極區(qū)由于負壓的作用，按照法拉第暗區(qū)理論、光致電離理論、自由離理論，在常壓或接近常壓的條件下有相當概率的粒子可能實現(xiàn)低溫等離子體。

根據(jù)三類的功能區(qū)，集中的目的是實現(xiàn)低溫等離子體，由于理論和實際使用條件上的區(qū)別，單一的方法獲得低溫等離子體，從功率上，外部條件上都存在差距。本工藝集三種技術(shù)與一體，經(jīng)山東、江蘇、浙江三地多家醫(yī)藥、化工企業(yè)的實地測試，原廢氣的去除率非常理想，根據(jù)尼普公司的測試，高濃度廢氣去除率可達84%以上。

電催化氧化工藝集低溫等離子體、微波放電、極板放電與一體，在實際使用中實現(xiàn)廢氣的有效處理是極為復雜的過程，整個過程在不到1秒的時間內(nèi)完成。從理論到模型都能探究到相關(guān)的機理，通過三種方式的集中放電，廢氣分子從低能的E,在千分之一秒的時間內(nèi)躍遷到足以使其電離的Em級，廢氣分子鍵充分斷裂，在雪崩式的撞擊中斷裂后的粒子由于質(zhì)量更小，被進一步躍遷，與反應(yīng)堆內(nèi)的氧離子氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)，生成無害無味的CO2、H2O以及其它高價化合物。同時由于反應(yīng)堆內(nèi)臭氧以及紫外線的作用，去除不同范疇的廢氣化合物，實地較為廣譜的去除空間。

等離子體化學反應(yīng)過程中，等離子體傳遞化學能量的反應(yīng)過程中能量的傳遞大致如下：

(1) 電場+電子→高能電子

(2) 高能電子+分子(或原子)→(受激原子、受激基團、游離基團) 活性基 團

(3) 活性基團+分子(原子)→生成物+熱

(4) 活性基團+活性基團→生成物+熱

從以上過程可以看出，電子首先從電場獲得能量，通過激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到分子或原子中去，獲得能量的分子或原子被激發(fā)，同時有部分分子被電離，從而成為活性基團；之后這些活性基團與分子或原子、活性基團與活性基團之間相互碰撞后生成穩(wěn)定產(chǎn)物和熱。另外，高能電子也能被鹵素和氧氣等電子親和力較強的物質(zhì)俘獲，成為負離子。這類負離子具有很好的化學活性，在化學反應(yīng)中起著重要的作用。

低溫等離子體技術(shù)處理污染物的原理為：在外加電場的作用下，介質(zhì)放電產(chǎn)生的大量攜能電子轟擊污染物分子，使其電離、解離和激發(fā)，然后便引發(fā)了一系列復雜的物理、化學反應(yīng)，使復雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵涡》肿影踩镔|(zhì)，或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無毒無害或低毒低害的物質(zhì)，從而使污染物得以降解去除。因其電離后產(chǎn)生的電子平均能量在10ev ，適當控制反應(yīng)條件可以實現(xiàn)一般情況下難以實現(xiàn)或速度很慢的化學反應(yīng)變得十分快速。作為環(huán)境污染處理領(lǐng)域中的一項具有潛在優(yōu)勢的高新技術(shù)，等離子體受到了國內(nèi)外相關(guān)學科界的高度關(guān)注。

等離子廢氣凈化器采用了的吸附-分解-碳化 離心式抽風安裝最新工藝技術(shù)設(shè)計,采用標準模塊設(shè)計等優(yōu)點,是一種干法處理有機廢氣的凈化設(shè)備。它改變了使用活性碳材料的工藝技術(shù),無需再生處理原料,無需專人負責,不產(chǎn)生二次污染,更換及維護保養(yǎng)方便。

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)，當外加電壓達到氣體的放電電壓時，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間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達到降解污染物的目的。一般氣體放電，將會產(chǎn)生等離子，而這種放電現(xiàn)像就是通過某種機制使一個或者多個電子從氣體原理或分子中分離出來，形成氣體媒質(zhì)，這種媒質(zhì)就稱為電離氣體，如果外電場產(chǎn)生了電離氣體，傳導電流就形成了，這種現(xiàn)象就被稱為氣體放電。而這種凈化設(shè)備的技術(shù)，就是工業(yè)廢氣處理最新的一種原理。