（文章源于：等離子體科學(xué)）

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          低溫等離子體廢氣處理技術(shù)

來(lái)源：百度百科等 

　　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(guò)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。

　　介質(zhì)阻擋放電示意圖

　　介質(zhì)阻擋放電是一種獲得高氣壓下低溫等離 子體的放電方法，這種放電產(chǎn)生于兩個(gè)電極之間。介質(zhì)阻擋放電可以在0.1～10?105Pa的氣壓下進(jìn)行，具有輝光放電的大空間均勻放電和電暈放電的高氣壓運(yùn)行的特點(diǎn)。整個(gè)放電是由許多在空間和時(shí)間上隨機(jī)分布的微放電構(gòu)成，這些微放電的持續(xù)時(shí)間很短，一般在10ns量級(jí)。介質(zhì)層對(duì)此類放電有兩個(gè)主要作用：一 是限制微放電中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，使微放電成為一個(gè)個(gè)短促的脈沖;二是讓微放電均勻穩(wěn)定地分布在整個(gè)面狀電極之間，防止火花放電。介質(zhì)阻擋放電由于電極不直接與放電氣體發(fā)生接觸，從而避免了電極的腐 蝕問(wèn)題(SO2腐蝕性強(qiáng))。

　　低溫等離子體能量的傳遞圖

　　介質(zhì)阻擋放電過(guò)程中，電子從電場(chǎng)中獲得能 量，通過(guò)碰撞將能量轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能或動(dòng)能，這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團(tuán)，同時(shí)空氣中的氧氣和水分在高能電子的作用下也可產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫、臭氧和羥基氧等活性基團(tuán)， 這些活性基團(tuán)相互碰撞后便引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)。從等離子體的活性基團(tuán)組成可以看出，等離子體內(nèi)部富含極高化學(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。

　　低溫等離子體化學(xué)反應(yīng)過(guò)程大致如下：

　　　從以上反應(yīng)過(guò)程可以看出，電子先從電場(chǎng)獲得能量，通過(guò)激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到污染物分子中去，那些獲得能量的污染物分子被激發(fā)，同時(shí)有部分分子被電離，從而成為活性基團(tuán)。然后這些活性基團(tuán)與氧氣、活性基團(tuán)與活性基團(tuán)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(qiáng)的物質(zhì)俘獲，成為負(fù)離子。這類負(fù)離子具有很好的化學(xué)活性，在化學(xué)反應(yīng)中起著重要的作用。

　　低溫等離子體惡臭氣體處理的作用原理(已H2S和CS2為例)

　　活性粒子的化學(xué)反應(yīng)：

　　CS2* CS2 → 2CS S2

　　CS2* O2 → CS SO2

　　CS O2 → CO SO

　　nCS → (CS)n (聚合物)

　　SO O2 → OSOO

　　SO OSOO → 2SO2

　　CO O → CO2

　　···

　　其總的反應(yīng)為：

　　CS2 3O2 → CO2 CO 2SO2

　　2H2S 3O2 → 2H2O 2SO2

　　低溫等離子體技術(shù)的特點(diǎn)

　　與目前國(guó)內(nèi)常用的異味氣體治理方法相比較本裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　■ 技術(shù)高端，工藝簡(jiǎn)潔：開(kāi)機(jī)后，即自行運(yùn)轉(zhuǎn)，受工況限制非常少，無(wú)需專人操作。

　　■ 節(jié)能： 無(wú)機(jī)械設(shè)備，空氣阻力小，耗電量約為0.003kw/m3廢氣。

　　■ 適應(yīng)工況范圍寬： 設(shè)備啟動(dòng)、停 止十分迅速，隨用隨開(kāi)，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(zhǎng)：本設(shè)備由不銹鋼材，銅材、鉬材、環(huán)氧 樹(shù)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(wèn)題。

　　■ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：只需用電，操作極為簡(jiǎn)單，無(wú)需派專職人員看守，基本不占用人工費(fèi)。無(wú)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。

　　■ 異味氣體從氣體收集系統(tǒng)收集后首先進(jìn)入除水器中進(jìn)行水氣分離，然后再排入等離子體反應(yīng)器單元，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 。凈化后的氣體經(jīng)排氣筒高空排放。

　低溫等離子體技術(shù)工藝路線示意圖

　　低溫等離子體技術(shù)的應(yīng)用范圍

　　■ 低溫等離子體降解污染物是利用高能電子、自由基等活性 粒子與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。該技術(shù)能夠應(yīng)用于污水處理廠、石油化工、制藥、污水處理、涂料、皮革加工、感光材料 、汽車制造、食品加工廠、印染廠、垃圾處理廠、公廁、屠宰場(chǎng)、牲畜飼養(yǎng)場(chǎng)、魚(yú)類加工廠、飼料加工廠等諸多能夠產(chǎn)生惡臭異味的場(chǎng)所。