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等離子廢氣凈化器

發布日期:2012-07-25瀏覽次數:624

 


 
等離子廢氣凈化器
技術簡介
  DBD等離子體工業廢氣處理技術采用雙介質阻擋放電(Dielectric Barrier Discharge,簡稱DBD)技術產生低溫等離子體,利用所產生的高能電子、自由基等活性粒子激活、電離、裂解工業廢氣中的各組成份,使之發生分解,氧化等一些列復雜的化學反應,再經過多級凈化,從而消除各種污染源排放的異味、臭味污染物,使有毒有害氣體達到低毒化、無毒化,保護人類生存環境。
  DBD離子體工業廢氣處理技術作為一種新的環境污染治理技術,由于其對污染物分子的高效分解且處理能耗低等特點,為工業廢氣的處理開辟了一條新的思路。該技術的應用,具有現代化工業生產里程碑的意義,領先于世界先進水平,屬于真正的中國創造。
技術作用原理
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。一般氣體放電,將會產生等離子,而這種放電現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,這種媒質就稱為電離氣體,如果外電場產生了電離氣體,傳導電流就形成了,這種現象就被稱為氣體放電。而這種技術,就是工業廢氣處理最新的一種原理。
一般在常壓下進行氣體污染物的管理,而能在常壓下產生的等離子體只有電暈放電和介質陰擋放電兩種形式。跟據氣體系能量狀態,溫度和離子密度,等離子體通??煞譃楦邷氐入x子體和低溫等離子體(包括熱等離子體和冷等離子體),其中低溫等離子體的電離度接近1,各種粒子的溫度幾呼相同,并且體系處于熱力學平衡狀態,它主要應用在受控熱核反應方面的研究。而這種技術,就是工業廢氣處理最新的一種原理。也就是說等離子廢氣處理就是處于電離狀態下的氣體,等離子體由大量的電子、離子、中性原子、激發態原子、光子和自由基等組成。一般氣體放電產生等離子體屬于低溫等離子體。另外也可以對低濃度、高流速、大風量的含揮發性有機污染物和含硫類污染物進行處理。常壓下,氣體放電產生的高度非平衡等離子體中電子溫度(數萬攝氏度)遠高于氣體溫度(100攝氏度),在非平衡等離子體中可能發生各種類型的化學反應,主要決定于電子的均勻能量、電子密度、氣體溫度、有害氣體分子濃度和共存的其它氣體成份。但電子和正離子的電荷數必需相等,整體表現出電中性,這就是等離子的含義,等離子具有導電和受電磁影響的性質,在很多方面與固體、液體和氣體不同,因此又有人把它稱為物質的第四狀態。在等離子廢氣處理設備處于熱力學非平衡狀態,各種粒子的狀態并不相同,其中電子的溫度(T)小于離子的溫度,電子的溫度達到 104K以上,離子的溫度可低到300-500K。而這種技術,就是工業廢氣處理最新的一種原理。在這一過程中高能電子起決定性作用,離子的熱運動作用。 
    
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等離子體技術是用于工業化工藝廢氣治理的技術。
圖為DBD等離子體雙介質阻擋放電示意圖
圖為DBD等離子體放電管
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:分子碎片與OH自由基和O(活性氧)生成無機物H2OCO2
 
技術特點
    DBD等離子體工業廢氣處理成套設備擁有獨立自主知識產權,歷經15年,并申請十余項發明專利,在工業化應用方面,處于世界先進水平,屬于真正的中國制造。
    與目前國內常用的異味氣體治理方法相比較,DBD等離子體工業廢氣處理技術具有以下特點:
·                     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。
·                     節能:無機械設備,空氣阻力小,耗電量約為0.003kw/m3廢氣。
·                      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。在-50+50的環境溫度仍可正常運轉。
·                      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。
·                     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。無機械設備,故障率低,維修容易。
·                     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。
低溫等離子體技術工藝路線示意圖 
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。

圖為廢氣處理工藝路線示意圖
氣體處理實驗室及DBD等離子體中試車
     公司與惡臭控制工程重點實驗室建立長期有效的合作機制,并建有功能齊全的氣體實驗室??梢詫ΤR姷?/span>2000多種惡臭污染物進行定性定量檢測,而其我公司還備有專業中試車,可以對企業產生的有毒有害氣體進行現場工程化實驗,并可以對實驗結果進行現場測試。
低溫等離子體技術適用場合及應用對象
    DBD等離子體技術產生的高能電子能量高,自由基密度大,因此絕大部分有毒有害物質均能被分解,且處理對象廣泛,對《惡臭污染控制標準》中規定的八大惡臭物質硫化氫、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,并對以下物質進行有效分解凈化:
實用范圍
      DBD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。該技術能夠應用于污水處理廠、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、牲畜飼養場、魚類加工廠、飼料加工廠等諸多能夠產生惡臭異味的場所。等離子廢棄凈化器。
 


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