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低溫等離子廢氣處理設備

文章出處:未知 發表時間:2018-04-10

系統綜述
低溫等離子體是繼固態、液態、氣態之后的物質第四態,當外加電壓達到氣體的 放電電壓時,氣體被擊穿,產生包括電子、各種離子、原子和自由基在內的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高,但重粒子溫度很低,整個體系呈現低溫狀態,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發生分解,并發生后續的各種反應以達到降解污染物的目的。
    DBD等離子體反應區富含極高的物質,如高能電子、離子、自由基和激發態分子等,廢氣中的污染物質可與這些具有較高能量的物質發生反應,使污染物質在極短的時間內發生分解,并發生后續的各種反應以達到講解污染物的目的。與傳統的電暈放電形勢產生的低溫等離子技術相比較,DBD等離子體技術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,傳統低溫等離子體技術只能用于室內空氣異味治理,與其他低溫等離子體技術相比較,DBD等離子體技術是唯一用于工業化工藝廢氣治理的技術。


圖1   DBD等離子體雙介質阻擋放電示意圖
 
低溫等離子技術原理:
    低溫等離子:采用電暈放電技術,在空氣濕度小于40%時,1米范圍離子濃度大于160萬,運用大流量變頻高壓電暈放電技術,利用模塊化疊加結構,極大降低設備成本,采用針尖放電技術,尤其是正離子數量大大提高,氧化能力顯著增強。在外加電場的作用下,電暈放電產生的大量攜能電子轟擊污染物分子,使其電離、解離和激發,然后便引發了一系列復雜的物理、化學反應,使復雜大分子污染物轉變為簡單小分子安全物質,或使有毒有害物質轉變成無毒無害或低毒低害的物質,從而使污染物得以降解去除。因其電離后產生的電子平均能量在10ev ,適當控制反應條件可以實現一般情況下難以實現或速度很慢的化學反應變得十分快速。作為環境污染處理領域中的一項具有極強潛在優勢的高新技術,等離子體受到了國內外相關學科界的高度關注。
 

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+H
H2O+O→2OH
H+O2→OH+O
過程四:分子碎片+氧氣的反應
低溫等離子技術特點
    1、技術高端,工藝簡潔:開機后,即自行運轉,受工況限制非常少,無需專人操作,除臭率最高可達99%。
    2、節能: 無機械設備,空氣阻力小,耗電量約為0.003kw/m3廢氣。 
    3、適應工況范圍寬: 設備啟動、停止十分迅速,隨用隨開,不受氣溫的影響。在250℃以下和在霧態工況環境中均可正常運轉。-50℃至 +50℃的環境溫度仍可正常運轉。 
    4、設備使用壽命長:本設備由不銹鋼材,銅材、鉬材、環氧 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,根本上解決了設備腐蝕問題。
    5、結構簡單: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。
    6、無機械設備:故障率低,維修容易。
    7、應用范圍廣:介質阻擋放電產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。
 
 低溫等離子性能綜述:
    一、高效除惡臭:能高效去除揮發性有機物(VOC)、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物,以及各種惡臭味,脫臭效率可達99.9%以上,脫臭效果大大超過國家頒布的惡臭污染物排放標準。
    二、無需添加任何物質:只需要設置相應的排風管道和排風動力,使惡臭氣體通過本設備進行脫臭分解凈化,無需添加任何物質參與化學反應。
    三、適應性強:可適應高濃度,大氣量,不同惡臭氣體物質的脫臭凈化處理,可每天24小時連續工作,運行穩定可靠。
    四、運行成本低:本設備無任何機械動作,無噪音,無需專人管理和日常維護,只需作定期檢查,本設備能耗低,(每處理1000立方米/小時,僅耗電約0.1度電能),設備風阻極低<30pa,可節約大量排風動力能耗。
    五、無需預處理:惡臭氣體無需進行特殊的預處理,如加溫、加濕等,設備工作環境溫度在攝氏-30o-95o之間,濕度在40%-98%之間均可正常工作。
    六、設備占地面積小,自重輕:適合于布置緊湊、場地狹小等特殊條件,設備占地面積<1平方米/處理10000m3/h風量。
    七、優質材料制造:防火、防腐蝕性能高,性能穩定,使用壽命長。



低溫等離子體技術工藝路線
異味氣體從氣體收集系統收集后進入等離子體反應區,在高能電子的作用下,使異味分子受激發,帶電粒子或分子間的化學鍵被打斷,同時空氣中的水和氧氣在高能電子轟擊下也會產生OH自由基、活性氧等強氧化性物質,這些強氧化性物質也會與異味分子反應,使其分解,從而促進異味消除 。凈化后的氣體經排氣筒高空排放。

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