低溫等離子體處理惡臭氣體原理分析

 

電暈放電和介質(zhì)阻擋放電形式的低溫等離子體廢氣處理設(shè)備更適合處理惡臭氣體。

 

等離子體由***量的電子、離子、分子、中性原子、激發(fā)態(tài)、光子和自由基組成。它的總正負電荷相等，宏觀上保持電中性，但也表現(xiàn)出很高的化學(xué)活性。等離子體作為物質(zhì)的***四種狀態(tài)，具有導(dǎo)電和電磁影響的性質(zhì)，其物理性質(zhì)和規(guī)律不同于固體、液體和氣體。

 

根據(jù)粒子溫度，等離子體可分為熱等離子體和冷等離子體。前者是由稠密氣體在常壓或高壓下電弧放電或高頻放電產(chǎn)生，系統(tǒng)中各種粒子溫度接近相等(電子溫度≈粒子溫度≈氣體溫度)，一般在5000K以上；后者是由稀薄氣體在高壓下的輝光放電和***氣氣體的微波或電暈放電激發(fā)產(chǎn)生的。電子的溫度不等于其他離子的溫度(電子溫度≥氣體溫度)，電子的溫度一般高達數(shù)萬度，而其他粒子的溫度只有300-500k，所以整個系統(tǒng)的溫度還是不高，所以也叫低溫等離子體。

 

根據(jù)產(chǎn)生源，等離子體可分為輻射等離子體和輻射等離子體，其中輻射等離子體主要分為以下五種形式:

 

輝光放電

 

電暈放電

 

介質(zhì)阻擋放電

 

射頻放電

 

微波放電

 

等離子體產(chǎn)生化學(xué)作用有兩個條件:激發(fā)并維持等離子體放電和在等離子體中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。與高壓相比，這兩個條件在低壓下更容易實現(xiàn)。因此，為了使等離子體中的電子在沒有高溫的情況下獲得更高的能量，對放電形式提出了更高的要求。一般來說，電暈放電和介質(zhì)阻擋放電是更適合氣味污染控制的放電形式。

 

有兩種方法可以通過等離子去除惡臭

 

***種方式是在高能電子的瞬間高能作用下，打開一些有害氣體分子的化學(xué)鍵，使其直接分解成簡單的原子或無害的分子。

 

***二種方式在***量高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子、氧自由基、氫自由基(電子不成對、活性強的自由基因)的作用下，被氧化分解成無害產(chǎn)物。

 

通過等離子體去除惡臭有三個主要過程

 

1.在高能電子的作用下，產(chǎn)生強氧化自由基o、OH和HO2

 

2.有機分子被高能電子碰撞激發(fā)，即原子鍵斷裂形成小碎片群和原子；

 

3.o、OH、HO2與激發(fā)的原子、有機分子、斷裂基團等自由基反應(yīng)，有機分子***終被氧化降解為CO、CO2和H2O。

 

去除效率與電子能量和有機分子的鍵能有關(guān)。

 

在等離子體化學(xué)反應(yīng)中，電子只在反應(yīng)開始時起激發(fā)作用，放電增加了物種的活性，引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，甚至在常溫常壓下沒有催化劑很難或不可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。