新低溫等離子體對(duì)廢氣的處理3_環(huán)境科學(xué)食品科學(xué)_工程

1、低溫等離子體廢氣處理設(shè)備室低溫等離子體廢氣處理設(shè)備的放電效果圖 室內(nèi)空氣凈化設(shè)備LOGO等離子體對(duì)廢氣的處理等離子體對(duì)廢氣的處理 DBD技術(shù)技術(shù)廢氣處理方法廢氣處理方法 稀釋擴(kuò)散法稀釋擴(kuò)散法 熱力燃燒法與催化燃燒法熱力燃燒法與催化燃燒法 吸附法吸附法三相多介質(zhì)催化氧化工藝三相多介質(zhì)催化氧化工藝 低溫等離子體技術(shù)低溫等離子體技術(shù)DBD技術(shù)技術(shù)稀釋擴(kuò)散法稀釋擴(kuò)散法v脫臭原理：將有臭味地氣體通過煙囪排至脫臭原理：將有臭味地氣體通過煙囪排至大氣，或用無臭空氣稀釋，降低惡臭物質(zhì)大氣，或用無臭空氣稀釋，降低惡臭物質(zhì)濃度以減少臭味。濃度以減少臭味。v適用范圍：適用于處理中、低濃度的有組適用范圍：適用于處理中

2、、低濃度的有組織排放的惡臭氣體?？椗欧诺膼撼魵怏w。熱力燃燒法與催化燃燒法熱力燃燒法與催化燃燒法v脫臭原理：在高溫下惡臭物質(zhì)與燃料氣充脫臭原理：在高溫下惡臭物質(zhì)與燃料氣充分混和，實(shí)現(xiàn)完全燃燒。分混和，實(shí)現(xiàn)完全燃燒。v適用范圍：適用于處理高濃度、小氣量的適用范圍：適用于處理高濃度、小氣量的可燃性氣體?？扇夹詺怏w。吸附法吸附法v脫臭原理：利用吸附劑的吸附功能使惡臭脫臭原理：利用吸附劑的吸附功能使惡臭物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移至固相。物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移至固相。v適用范圍：適用于處理低濃度，高凈化要適用范圍：適用于處理低濃度，高凈化要求的惡臭氣體。求的惡臭氣體。三相多介質(zhì)催化氧化工藝三相多介質(zhì)催化氧化工藝v脫臭原理：反

3、應(yīng)塔內(nèi)裝填特制的固態(tài)復(fù)合脫臭原理：反應(yīng)塔內(nèi)裝填特制的固態(tài)復(fù)合填料，填料內(nèi)部復(fù)配多介質(zhì)催化劑。當(dāng)惡填料，填料內(nèi)部復(fù)配多介質(zhì)催化劑。當(dāng)惡臭氣體在引風(fēng)機(jī)的作用下穿過填料層，與臭氣體在引風(fēng)機(jī)的作用下穿過填料層，與通過特制噴嘴呈發(fā)散霧狀噴出的液相復(fù)配通過特制噴嘴呈發(fā)散霧狀噴出的液相復(fù)配氧化劑在固相填料表面充分接觸，并在多氧化劑在固相填料表面充分接觸，并在多介質(zhì)催化劑的催化作用下，惡臭氣體中的介質(zhì)催化劑的催化作用下，惡臭氣體中的污染因子被充分分解。污染因子被充分分解。v適用范圍：適用范圍廣，尤其適用于處理適用范圍：適用范圍廣，尤其適用于處理大氣量、中高濃度的廢氣，對(duì)疏水性污染大氣量、中高濃度的廢氣，對(duì)疏水

4、性污染物質(zhì)有很好的去除率。物質(zhì)有很好的去除率。 低溫等離子體技術(shù)低溫等離子體技術(shù)-DBD技術(shù)技術(shù)v脫臭原理：介質(zhì)阻擋放電過程中，等離子脫臭原理：介質(zhì)阻擋放電過程中，等離子體內(nèi)部產(chǎn)生富含極高化學(xué)活性的粒子，如體內(nèi)部產(chǎn)生富含極高化學(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)化為性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為CO2和和H2O等等物質(zhì)，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。物質(zhì)，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。v適用范圍：適用范圍廣，凈化效率高，尤適用范圍：適用范圍廣，凈化效率高，尤其適用于

5、其它方法難以處理的多組分惡臭其適用于其它方法難以處理的多組分惡臭氣體，如化工、醫(yī)藥等行業(yè)氣體，如化工、醫(yī)藥等行業(yè) 低溫等離子體介質(zhì)阻擋放電管低溫等離子體介質(zhì)阻擋放電管 vPLDDBD低溫等離子體惡低溫等離子體惡臭氣體處理的作用原理臭氣體處理的作用原理 (以以H2 S和和CS2為例為例) 由于收到正炫波形的交流高壓電流的驅(qū)動(dòng)由于收到正炫波形的交流高壓電流的驅(qū)動(dòng)的影響，致使介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生，這時(shí)，的影響，致使介質(zhì)阻擋放電的發(fā)生，這時(shí)，供給的電壓會(huì)不斷的增加，致使系統(tǒng)中處供給的電壓會(huì)不斷的增加，致使系統(tǒng)中處于絕緣狀態(tài)的反應(yīng)氣體逐漸至擊穿，最后于絕緣狀態(tài)的反應(yīng)氣體逐漸至擊穿，最后發(fā)生放電。發(fā)生放電。

6、DBD技術(shù)作用原理技術(shù)作用原理v 低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之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、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。各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子放電過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、自由基等活性染物是利用這些高能電子、

7、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分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)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的各種反應(yīng)以達(dá)到降解污染物的目的。vDBDDBD等離子體反應(yīng)區(qū)富含極高的物質(zhì)，等離子體反應(yīng)區(qū)富含極高的物質(zhì)，如高能電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子如高能電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等，廢氣中的污染物質(zhì)可與這些具有較高等，廢氣中的污染物質(zhì)可與這些具有較高能量的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使污染物質(zhì)在極短能量的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使污染物質(zhì)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)到講解污染

8、物的目的。與傳統(tǒng)的電應(yīng)以達(dá)到講解污染物的目的。與傳統(tǒng)的電暈放電形勢(shì)產(chǎn)生的低溫等離子技術(shù)相比較，暈放電形勢(shì)產(chǎn)生的低溫等離子技術(shù)相比較，DBDDBD等離子體技術(shù)放電量是電暈放電的等離子體技術(shù)放電量是電暈放電的5050倍，倍，放電密度是電暈放電的放電密度是電暈放電的130130倍。所以倍。所以, ,傳統(tǒng)傳統(tǒng)低溫等離子體技術(shù)只能用于室內(nèi)空氣異味低溫等離子體技術(shù)只能用于室內(nèi)空氣異味治理治理, ,與其他低溫等離子體技術(shù)相比較，與其他低溫等離子體技術(shù)相比較，DBDDBD等離子體技術(shù)是唯一用于工業(yè)化工藝廢等離子體技術(shù)是唯一用于工業(yè)化工藝廢氣治理的技術(shù)。氣治理的技術(shù)。 等離子體去除污染物的基本過程等離子體去除污

9、染物的基本過程v過程一：高能電子的直接轟擊過程一：高能電子的直接轟擊 v過程二：過程二：O原子或臭氧的氧化原子或臭氧的氧化 O2 +e2Ov過程三：過程三：OH自由基的氧化自由基的氧化 H2O+eOH+H H2O+O2OH H+O2 OH+Ov過程四：分子碎片過程四：分子碎片+氧氣的反應(yīng)氧氣的反應(yīng) 技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)v DBD等離子體工業(yè)廢氣處理成套設(shè)備擁有獨(dú)立自等離子體工業(yè)廢氣處理成套設(shè)備擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，歷經(jīng)主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，歷經(jīng)15年，并申請(qǐng)十余項(xiàng)國(guó)家發(fā)明年，并申請(qǐng)十余項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，在工業(yè)化應(yīng)用方面，處于世界先進(jìn)水平，專利，在工業(yè)化應(yīng)用方面，處于世界先進(jìn)水平，屬于真正的中國(guó)制造。屬于真正的

10、中國(guó)制造。v 與目前國(guó)內(nèi)常用的異味氣體治理方法相比較，與目前國(guó)內(nèi)常用的異味氣體治理方法相比較，DBD等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)具有以下特點(diǎn)：等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)具有以下特點(diǎn)：v技術(shù)高端，工藝簡(jiǎn)潔：開機(jī)后，即自行運(yùn)轉(zhuǎn)，受技術(shù)高端，工藝簡(jiǎn)潔：開機(jī)后，即自行運(yùn)轉(zhuǎn)，受工況限制非常少，無需專人操作。工況限制非常少，無需專人操作。 v節(jié)能：節(jié)能： 無機(jī)械設(shè)備，空氣阻力小，耗電量約為無機(jī)械設(shè)備，空氣阻力小，耗電量約為0.003kw/m3廢氣廢氣。 v 適應(yīng)工況范圍寬：適應(yīng)工況范圍寬： 設(shè)備啟動(dòng)、停設(shè)備啟動(dòng)、停 止十分迅速，止十分迅速，隨用隨開，不受氣溫的影響。在隨用隨開，不受氣溫的影響。在250以下和在以

11、下和在霧態(tài)工況環(huán)境中均可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在霧態(tài)工況環(huán)境中均可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在-50至至 +50的環(huán)境溫度仍可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。的環(huán)境溫度仍可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 v 設(shè)備使用壽命長(zhǎng)：本設(shè)備由不銹鋼材，銅材、鉬設(shè)備使用壽命長(zhǎng)：本設(shè)備由不銹鋼材，銅材、鉬材、環(huán)氧材、環(huán)氧 樹脂等材料組成，抗氧化，采用防腐蝕樹脂等材料組成，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(shè)材料，電極與廢氣不直接接觸，根本上解決了設(shè)備腐蝕問題。備腐蝕問題。 v結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：只需用電，操作極為簡(jiǎn)單，無需派專結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：只需用電，操作極為簡(jiǎn)單，無需派專職人員看守，基本不占用人工費(fèi)。無機(jī)械職人員看守，基本不占用人工費(fèi)。無機(jī)械 設(shè)備，設(shè)備，故障率低，

12、維修容易。故障率低，維修容易。 v應(yīng)用范圍廣：介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體應(yīng)用范圍廣：介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體中，電子能中，電子能 量高，幾乎可以將所有的異味氣體分量高，幾乎可以將所有的異味氣體分子降解。子降解。 DBD等離子體處理大氣廢氣裝置等離子體處理大氣廢氣裝置 如圖所示的是如圖所示的是DBD等離子體處理模擬廢氣同時(shí)脫等離子體處理模擬廢氣同時(shí)脫硫脫硝所采用的實(shí)驗(yàn)裝置。裝置的內(nèi)電極與電源硫脫硝所采用的實(shí)驗(yàn)裝置。裝置的內(nèi)電極與電源的高壓輸出端相連，因?yàn)榻饘巽~具有很好的導(dǎo)電的高壓輸出端相連，因?yàn)榻饘巽~具有很好的導(dǎo)電性能，所以我們采用銅棒作為裝置的內(nèi)電極。其性能，所以我們采用銅棒作為裝置

13、的內(nèi)電極。其位置在內(nèi)徑為位置在內(nèi)徑為16毫米的石英管中心，實(shí)驗(yàn)時(shí)為了毫米的石英管中心，實(shí)驗(yàn)時(shí)為了固定內(nèi)電極的位置，就在其周圍放置了聚四氟和固定內(nèi)電極的位置，就在其周圍放置了聚四氟和陶瓷軸套以起固定作用。之所以把銅棒放在適應(yīng)陶瓷軸套以起固定作用。之所以把銅棒放在適應(yīng)放電管的中心，是為了使管內(nèi)放電所產(chǎn)生的等離放電管的中心，是為了使管內(nèi)放電所產(chǎn)生的等離子體更加均勻分布以及防止介質(zhì)層被擊穿，從而子體更加均勻分布以及防止介質(zhì)層被擊穿，從而延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)裝置的使用壽命，節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本。與電延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)裝置的使用壽命，節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本。與電源低壓輸出端相連的是裝置外電極，它采用的是源低壓輸出端相連的是裝置外電極，它采用的是

14、0.2mol/L的氯化鉀溶液。的氯化鉀溶液。 （實(shí)驗(yàn)裝置圖）（實(shí)驗(yàn)裝置圖）一氧化氮本身的濃度與其脫出率之間一氧化氮本身的濃度與其脫出率之間的有一定關(guān)系的有一定關(guān)系 實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論在一定條件下（電源放電功率在一定條件下（電源放電功率44w44w，氧氣濃度，氧氣濃度6ppm6ppm），低濃度一氧化氮幾乎可達(dá)到百分），低濃度一氧化氮幾乎可達(dá)到百分之百。當(dāng)一氧化氮濃度增大時(shí)，脫除率逐之百。當(dāng)一氧化氮濃度增大時(shí)，脫除率逐漸降低，是因?yàn)樵谘b置電源放電功率一定漸降低，是因?yàn)樵谘b置電源放電功率一定條件下，放電產(chǎn)生的活性粒子有限，而一條件下，放電產(chǎn)生的活性粒子有限，而一氧化氮的脫除機(jī)理主要是靠放電產(chǎn)生的活氧化

15、氮的脫除機(jī)理主要是靠放電產(chǎn)生的活性離子與之反應(yīng)而被去除，現(xiàn)在活性粒子性離子與之反應(yīng)而被去除，現(xiàn)在活性粒子有限，所以脫除的廢氣也有限。有限，所以脫除的廢氣也有限。放電功率也是一個(gè)重要的影響因素，不同的放電功率也是一個(gè)重要的影響因素，不同的放電功率對(duì)應(yīng)所要求的電源是不同的，即放電功率對(duì)應(yīng)所要求的電源是不同的，即成本也不一樣。成本也不一樣?？偨Y(jié)：總結(jié)：1 1 大氣壓大氣壓DBDDBD等離子體在廢氣處理方面等離子體在廢氣處理方面的應(yīng)用價(jià)值很高，將可以為我國(guó)的大氣環(huán)的應(yīng)用價(jià)值很高，將可以為我國(guó)的大氣環(huán)境污染整治工作做出突出貢獻(xiàn)。境污染整治工作做出突出貢獻(xiàn)。2 2 在實(shí)驗(yàn)過程中，在實(shí)驗(yàn)過程中，NONO的脫除過程主要是與其的脫除過程主要是與其活性氮原子反應(yīng)生成氮?dú)夂脱鯕?，剩余小活性氮原子反?yīng)生成氮?dú)夂脱鯕?，剩余小部分生成二氧化氮。部分生成二氧化氮? 3 一氧化氮的降解處理過程中存在一個(gè)臨界一氧化氮的降解處理過程中存在一個(gè)臨界放電功率值，當(dāng)放電功率低于臨界功率時(shí)，放電功率值，當(dāng)放電功率低于臨界功率時(shí)，一氧