新低温等离子体对废气的处理3详解－金锄头文库

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1、低温等离子体 对废气的处理 低温等离 子体废气 处理设备 室 n一、低温等离子体废气处理技术简介 n二、低温等离子体处理废气几个方面 n三、低温等离子体技术的优势 n四、低温等离子体的应用研究方向 低温等离子体废气处理技术简介 n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。 n低温等离子体降解污染物是利用其本 身含有的电子、离子、活性基和激发 态分子等有极高化学活性的粒子和废 气中的污染物作用。

2、，使污染物分子在 极短的时间内发生分解，并发生后续 的各种反应使常规方法难以去除 的污 染物得 以转化或分解以达到降解污染 物的目的。 n低温等离子体化学净化是利用数万度的高 能电子 与气体分子 ( 原子)发生非弹性碰撞 ，将能量转换成 基态分子 ( 原子)的内能， 发生激发、离解、电离等 一系列过程使气 体处于活化状态。电子能量较低 ( 1 0 e V)时，产生活性自由基，活化后的污染物 分子经 过等离子体定向链化学反应后被脱 除。当电子平均能 量超过污染物分子化 学键结合能时 ，分子 键断裂 ，污 染物分解。 n在低温等离子体中，可能发生各种类型的 化学反应 ，主要取决于电子的平均能量、 。

3、电子密度 、 气体温度、污染物气体分子 浓度及共存的气体成份。 n低温等离子体处理废气，常利用辉光 放电、电晕放电、沿面放电或介质阻 挡放电产生。 低温等离子体 废气处理设备 的放电效果图 n脉冲放电的形成机理：带异种电荷的 两电极之间，由于电势差的存在，发 生放电，放电之后电荷减少，电势差 降低，放电停止，如果有一个外加电 源使电势差回到放电前的状态，那么 就可以再次放电。如此循环，就形成 脉冲放电。 n电晕放电 (corona discharge)气体介质 在不均匀电场中的局部自持放电。在 曲率半径很小的尖端电极附近，由于 局部电场强度超过气体的电离场强， 使气体发生电离和激励 ，因而出现。

4、电 晕放电引。 n介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,简称DBD) 是一种灵活可靠 的低温等离子放电方式。 n介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电 空间的一种非平衡态气体放电，当两 电极间施加足够高的交流电压时，电 极间的气体会被击穿而产生放电，即 产生了介质阻挡放电。 n低温等离子体处理废气处理几个方面 n一、烟气脱硫、脱氮以及脱硫、脱氮除尘 一体化 n二、处理温室效应气体 、难降解物质和 挥发性有机化合物 n三、对工业废气的除湿及除臭 n四、室内空气的净化 n五、对汽车尾气的处理 低温等离子体烟气脱硫、脱氮以及 脱硫、脱氮除尘一体化 n反应器中产 生的O，O。

5、H等自由基 可同时把 SO2和NOx氧 化成 SO3和 NO2( 或 N2O5 ) ，当体系中有碱性 物质存 在时，发生异相反应生成液 体或 固体盐而被脱除 掉。脉冲电 晕放电不仅可使 飞灰粒子的荷质比 提高 2 3倍，同时又抑制了反电 晕 的发生。 n在实际烟气条件下的试验结果表明， 在烟气温度 较低时等离子体法处理效 果较好：在飞灰存在的情况 下，脉冲 放电对SO2的去除率有所上升，而对 NOx的 去除率变化不大；烟气中适量 水分的存在提高了 SO2 的去除率。 处理温室效应气体 、难降解物质和 挥发性有机化合物 n 一温室气体：超高压脉冲电晕放电 产生的高能量 ( 2 0 5 0 e V。

6、)低温等 离子体作用于 CO2 气体分子，使 CO2分 子化学键断裂，在定向化学 反应作用下，将 CO2气体 分解成 O2和单质固体微粒碳，其分解率达 9 0 . n二、难降解物质： 可采用脉冲电晕放电降解化学性质十 分稳 定的如C Cl4等物质 ，在反应器中 填入吸附剂，其降解率 与无吸附剂时 相比大大提高。 n三、挥发性有机化合物 nA.脉冲电晕放电处理低浓度 甲苯废气 nB.线 一板式电晕反应器处理乙醇 、丙 酮、甲醛、 二氯甲烷模拟废气。 nC.非平衡等离子体处理含有正己 烷 、 环己烷、苯和甲苯 4种典型的烃类废气 的空气 对工业废气的除湿及除臭 n市场上低温等离子体工业除湿设备既 。

7、能够去除水雾，又能够氧化水雾中的 致味物质挥发性有机物质的 分子，具 有高效快捷和工艺 简单等优点，兼备 除湿除味。 n等离子体反应器单元内部反应， 在该区域由于 高能电子的作用，使异昧分子受激发，带电粒子 或分子间的化学键被打断，产生自由基等活 性 粒子，这些活性粒子和O2反应达到消除异味目的 。同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下也会 产生OH 自由基、活性氧等强氧化性物质，这些 强氧化性物质也会与异味分子反应，使其分解， 从而促进异味消除 。 n低温等离子体技术处理对象广泛 ，对 国家恶臭污染控制标准中规定的 八大恶臭物质硫化氢、氨、三甲胺、 甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯 、二甲二硫。

8、均能有效去除，并对以下 物质进行有效分解净化 。 低温等离子体技术可处理的污染物质 n应用范围 发酵浓液烘干过程产生的超饱和恶臭 湿气 有机肥料加工过程中产生的超饱和恶 臭湿气； 中药熬制加工过程中产生的超饱和恶 臭湿气； 日化产品制粉过程中产生的超饱和湿 气； 酸洗过程中产生的含酸雾的湿气； 高浓度废水浓缩过程中产生的超饱和 湿气 室内空气的净化 n净化对象：来自人为活动的香烟烟雾 和在空调环境中滋生繁殖的致病微生 物、来自 燃料燃烧无机污染物和来自 建筑装饰材料的有机污染物。它们以 气态和气溶胶态长期悬浮在 空气中。 n当污染 粒子随气流进入 净化空间后， 因电场作 用立刻荷电，荷电 后的。

9、 粒子在电场作用下向集尘 极迁移并被集尘极吸收。 室内空气净化设备 对汽车尾气的处理 机内净化 汽车尾气净化的方法 机外净化 n机内净化：主要是使空气在送入内燃机燃 烧室之前等离子化，通过等离子体发生器 将空气等离子化使得空气中含有富足的原 子氧和臭氧及其它激发态的氧，从而大大 提高燃料的燃烧速率；同时等离子化的空 气中含有的氧粒子参与反应的能力比中性 的氧气分子更强，可以使HC(碳氢化合物） 、CO得到充分氧化而大大减少有害物气体 的生成。 n机外净化: 沿面放电 主要方式 介质阻挡放电 直接氧化还原法 主要方法 辅助催化还原法 n直接氧化还原法的原理基本上与等离 子体技术在机内净化中的原理。

10、相同 n辅助催化还原法是一种将低温等离子 体技术与三效催化技术结合使用的一 种方法，是低温等离子体辅助HC的选 择性催化还原系统降低NOx排放。 低温等离子体处理废气的优势 n采用新技术、新设备，运行稳定、 费用低、管理方便、维护容易 。 n妥善解决项目建设及运行过程中产 生的污染物，避免二次污染 。 n新型、高效、低噪设备、节能降耗 。 低温等离子体的应用研究方向 n (1)深入研究等低温离子体降解污染物 的机理及其过程中的影响因素。 n (2)提高污染物降解效率，降低能耗。 低温等离子体技术的工业化应用的关 键。 n (3)处理装置的大型化与小型化。 LOGO 等离子体对废气的处理 DBD。

11、技术 废气处理方法 稀释扩散法 热力燃烧法与催化燃烧法 吸附法 三相多介质催化氧化工艺 低温等离子体技术 DBD技术 稀释扩散法 v脱臭原理：将有臭味地气体通过烟囱排至 大气，或用无臭空气稀释，降低恶臭物质 浓度以减少臭味。 v适用范围：适用于处理中、低浓度的有组 织排放的恶臭气体。 热力燃烧法与催化燃烧法 v脱臭原理：在高温下恶臭物质与燃料气充 分混和，实现完全燃烧。 v适用范围：适用于处理高浓度、小气量的 可燃性气体。 吸附法 v脱臭原理：利用吸附剂的吸附功能使恶臭 物质由气相转移至固相。 v适用范围：适用于处理低浓度，高净化要 求的恶臭气体。 三相多介质催化氧化工艺 v脱臭原理：反应塔内。

12、装填特制的固态复合 填料，填料内部复配多介质催化剂。当恶 臭气体在引风机的作用下穿过填料层，与 通过特制喷嘴呈发散雾状喷出的液相复配 氧化剂在固相填料表面充分接触，并在多 介质催化剂的催化作用下，恶臭气体中的 污染因子被充分分解。 v适用范围：适用范围广，尤其适用于处理 大气量、中高浓度的废气，对疏水性污染 物质有很好的去除率。 低温等离子体技术-DBD技术 v脱臭原理：介质阻挡放电过程中，等离子 体内部产生富含极高化学活性的粒子，如 电子、离子、自由基和激发态分子等。废 气中的污染物质与这些具有较高能量的活 性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O等 物质，从而达到净化废气的目的。 v适用范。

13、围：适用范围广，净化效率高，尤 其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭 气体，如化工、医药等行业 低温等离子体介质阻挡放电管 vPLDDBD低温等离子体恶 臭气体处理的作用原理 (以H2 S和CS2为例) 由于收到正炫波形的交流高压电流的驱动 的影响，致使介质阻挡放电的发生，这时 ，供给的电压会不断的增加，致使系统中 处于绝缘状态的反应气体逐渐至击穿，最 后发生放电。 DBD技术作用原理 v 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。

14、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。 v DBD等离子体反应区富含极高的物质， 如高能电子、离子、自由基和激发态分子 等，废气中的污染物质可与这些具有较高 能量的物质发生反应，使污染物质在极短 的时间内发生分解，并发生后续的各种反 应以达到讲解污染物的目的。与传统的电 晕放电形势产生的低温等离子技术相比较 ，DBD等离子体技术放电量是电晕放电的50 倍，放电密度是电晕放电的130倍。所以, 传统低温等离子体技术只能用于室内空。

15、气 异味治理,与其他低温等离子体技术相比较 ，DBD等离子体技术是唯一用于工业化工艺 废气治理的技术。 等离子体去除污染物的基本过程 v过程一：高能电子的直接轰击 v过程二：O原子或臭氧的氧化 O2 +e2O v过程三：OH自由基的氧化 H2O+eOH+H H2O+O2OH H+O2 OH+O v过程四：分子碎片+氧气的反应 技术特点 v DBD等离子体工业废气处理成套设备拥有独立自 主知识产权，历经15年，并申请十余项国家发明 专利，在工业化应用方面，处于世界先进水平， 属于真正的中国制造。 v 与目前国内常用的异味气体治理方法相比较， DBD等离子体工业废气处理技术具有以下特点： v技术高。

16、端，工艺简洁：开机后，即自行运转，受 工况限制非常少，无需专人操作。 v节能： 无机械设备，空气阻力小，耗电量约为 0.003kw/m3废气。 v 适应工况范围宽： 设备启动、停 止十分迅速， 随用随开，不受气温的影响。在250以下和在 雾态工况环境中均可正常运转。在-50至 +50 的环境温度仍可正常运转。 v 设备使用寿命长：本设备由不锈钢材，铜材、钼 材、环氧 树脂等材料组成，抗氧化，采用防腐蚀 材料，电极与废气不直接接触，根本上解决了设 备腐蚀问题。 v结构简单：只需用电，操作极为简单，无需派专 职人员看守，基本不占用人工费。无机械 设备， 故障率低，维修容易。 v应用范围广：介质阻挡放电产生的低温等离子体 中，电子能 量高，几乎可以将所有的异味气体分 子降解。 DBD等离子体处理大气废气装置 如图所示的是DBD等离子体处理模拟废气同时脱 硫脱硝所采用的实验装置。装置的内电极与电源 的高压输出端相连，因为金属铜具有很好的导电 性能，所以我们采用铜。