等離子原理說明

1、低溫等離子體技術(shù)簡介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)，當外加電壓達到氣體的 放電電壓時，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。 放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個體系呈現(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間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種 反應(yīng)以達到降解污染物的目的。低溫等離子體的產(chǎn)生途徑很多，低溫等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)采用的放電形式 為雙介質(zhì)阻擋放電（Dielectric Barrier Discharge，簡稱DBD），該技術(shù)性能先進

2、，運行 穩(wěn)定，獲得廣泛客戶的認可。裝置示意圖如圖3-1所示。高壓電極II介質(zhì)交流高電壓發(fā)生器放電間隙11接地電極圖3-1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)生于兩個電極之間。介質(zhì)阻擋放電可以在 0.110 105Pa的氣壓下進行，具有輝光放電的大 空間均勻放電和電暈放電的高氣壓運行的特點。整個放電是由許多在空間和時間上隨機分布的微放電構(gòu)成，這些微放電的持續(xù)時間很短，一般在10ns量級。介質(zhì)層對此類放電有兩個主要作用：一是限制微放電中帶電粒子的運動，使微放電成為一個個短 促的脈沖；二是讓微放電均勻穩(wěn)定地分布在整個面狀電極之間，防止火花放電。介質(zhì) 阻擋

3、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題。介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)具有以下優(yōu)點： 介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體中，電子能量高，幾乎可以和所有的惡臭氣 體分子作用。 反應(yīng)快，不受氣速限制 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)備腐蝕問題 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 設(shè)備啟動、停止十分迅速，隨用隨開，不受氣溫的影響。 氣阻小，工藝成熟。低溫等離子體凈化工業(yè)廢氣的工作原理:等離子體中能量的傳遞大致如下:電子電場加速憔範電子與氣悻少干進行電子井子的動能電子分子猗肉能反應(yīng)生成物十反應(yīng)熱圖3-2等離子體中能量傳遞圖介質(zhì)阻擋放電過程中，

4、電子從電場中獲得能量，通過碰撞將能量轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能或動能，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，同時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，這些活性基團相互碰撞后便引發(fā)了一系列復雜的物理、化學反應(yīng)。從等離子體 的活性基團組成可以看出，等離子體內(nèi)部富含極高化學活性的粒子，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發(fā)生反 應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為CO2和H20等物質(zhì)，從而達到凈化廢氣的目的。等離子體化學反應(yīng)過程大致如下:(1).電場+電子咼能電子受激原子(2).高能電子+污染物受激基團游離基團(活性基團)

5、(3).活性基團+氧氣生成物 +熱(4).活性基團 +活性基團 生成物 +熱從以上反應(yīng)過程可以看出，電子先從電場獲得能量，通過激發(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)，同時有部分分子被電離，從 而成為活性基團。然后這些活性基團與氧氣、活性基團與活性基團之間相互碰撞后生 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的物質(zhì)俘獲，成為負離子。 這類負離子具有很好的化學活性，在化學反應(yīng)中起著重要的作用。低溫等離子體技術(shù)特點低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用于惡臭氣體治理，具有處理效果好(幾乎可以處理目前常 見的各種惡臭氣體)、運行費用低廉(每立方米氣量運行費用僅為 0.12分錢)、無 次污染、運行穩(wěn)定操作管理簡便即開即用等優(yōu)