DDBD低溫等離子體廢氣處理技術

1、DDBD低溫等離子體廢氣處理技術技術簡介擁有自主知識產(chǎn)權的DDBD技術采用雙介質阻擋放電（DoubleDielectricBarrierDischarge，簡稱DDBD）形式產(chǎn)生等離子體，所產(chǎn)生等離子體的密度是其他技術產(chǎn)生等離子體密度的1500倍，該技術是派力迪公司與復旦大學共同研發(fā)成功的。自1994年由復旦大學開始研發(fā)，最初用于氟利昂類（Freon）、哈隆類（Halong）物質的分解處理，是國家為了研究保護地球臭氧層而設立的科研項目。后來與派力迪合作研發(fā)拓寬其應用領域，延伸至工業(yè)惡臭、異味、有毒有害氣體處理。派力迪開創(chuàng)了DDBD技術大規(guī)?；I(yè)應用的先河，該技術節(jié)能、環(huán)保，應用范圍廣，所有化

2、工生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的惡臭異味幾乎都可以處理，并對二惡英有良好的分解效果，侯立安院士評價說：“DDBD技術的發(fā)明，為化工清潔生產(chǎn)奠定基礎，是近代化學工業(yè)生產(chǎn)的一次技術革命”，該技術世界首創(chuàng)、國際領先，屬于真正的中國創(chuàng)造。DDBD等離子體工業(yè)廢氣處理技術是派力迪公司由復旦大學引進吸收，已研制出標準化廢氣治理設備，利用所產(chǎn)生的咼能電子、自由基等活性粒子激活、電離（但化工醫(yī)藥場所一般不推薦使用，存在高壓放電容易爆炸的危險、裂解工業(yè)廢氣中的各組成份，使之發(fā)生分解，氧化等一些列復雜的化學反應，再經(jīng)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(huán)境。DDBD

3、等離子體工業(yè)廢氣處理技術作為一種新的環(huán)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(yè)廢氣的處理開辟了一條新的思路。該技術的應用，具有現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)里程碑的意義。術作用原理低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質第四態(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發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應以達到降解污染物的目的。（注：低溫等

4、離子體相對于高溫等離子體而言，屬于常溫運行。）DDBD等離子體反應區(qū)富含極高的物質，如高能電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等，廢氣中的污染物質可與這些具有較高能量的物質發(fā)生反應，使污染物質在極短的時間內發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應以達到講解污染物的目的。與傳統(tǒng)的電暈放電形勢產(chǎn)生的低溫等離子技術相比較，DDBD等離子體技術放電密度是電暈放電的1500倍，這就是傳統(tǒng)低溫等離子體技術治理工業(yè)廢氣99%以失敗而告終的原因。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02+e20過程三：OH自由基的氧化H2O+eOH+HH2O+O2OHH+O2OH+O過程四：分子碎片

5、+氧氣的反應技術特點DDBD等離子體工業(yè)廢氣處理成套設備擁有獨立自主知識產(chǎn)權，歷經(jīng)18年，該技術的發(fā)明為化工清潔生產(chǎn)奠定了基礎，是近代化學工業(yè)生產(chǎn)的一次技術革命。申請二十六項國家專利，在等離子體技術的工業(yè)化應用方面走在了世界最前列，國際領先、屬于真正的中國創(chuàng)造。與目前國內常用的異味氣體治理方法相比較，DDBD等離子體工業(yè)廢氣處理技術具有以下特點：DDBD低溫等離子體技術應用于惡臭氣體治理，具有處理效果好，運行費用低廉、無二次污染、運行穩(wěn)定、操作管理簡便、即開即用等優(yōu)點。DDBD介質阻擋放電產(chǎn)生電子能量高，低溫等離子體密度大，達到常用等離子技術（電暈放電）的1500倍，幾乎可以和所有的惡臭氣體分

6、子作用； DDBD技術反應速度快，氣體通過反應區(qū)的速度達到3-15米/秒，即達到很好的處理效果，其他技術氣體通過反應區(qū)的速度0.01米/秒都很難達到DDBD的處理效果； 氣體通過部分，全部采用陶瓷、石英、不銹鋼等防腐蝕材料，電極與廢氣不直接接觸，根本上解決了低溫等離子體技術設備腐蝕問題；其他技術是氣體與電極直接接觸，電極在3個月或1年內會造成嚴重腐蝕，即使通過的氣體沒有腐蝕性，自身所產(chǎn)生的臭氧也會把電極造成腐蝕； DDBD主機為成套工業(yè)廢氣處理裝置，前面配有DDBD專用塔，能有效去除廢氣中的粉塵和水分，操作簡單； 自動化程度高，設備啟動、停止十分迅速，隨用隨開，對于部分化工生產(chǎn)的不連續(xù)性，可以

7、在生產(chǎn)時開啟，不生產(chǎn)的間隙停止運行，大量的節(jié)約能源； 運行成本較低，比常用的蓄熱式燃燒爐RTO節(jié)約運行費用5-8倍，每立方米氣量運行費用僅為0.30.9分錢，部分高濃度廢氣可以通過空氣稀釋后用DDBD技術處理； 應用范圍廣闊，基本不受氣溫和污染物成分的影響，對惡臭異味的臭氣濃度有良好的分解作用，惡臭異味的去除率達80-98%，處理后的氣體臭氣濃度達到國家標準； DDBD技術處理工業(yè)廢氣技術不是水洗技術，是通過高能量等離子體對污染物的直接擊穿和直接轟擊，使分子鏈斷裂，并非污染物的轉移； 重要特點：以非甲烷總烴為例，用色譜法檢測，非甲烷總烴去除率也許只有45%，但惡臭異味的去除率達93%。這是因為

8、非甲烷總烴經(jīng)過處理后，部分分子變成小分子，用色譜法檢測時，依然表現(xiàn)為非甲烷總烴；惡臭異味的去除率高，表明實際已經(jīng)分解了93%以上的污染物質，因為分解后的物質也有部分有異味； DDBD技術是真正的中國創(chuàng)造，歐美及亞洲國家正在引進我國技術，解決二惡英污染問題，DDBD技術對二惡英這個世界難題，已經(jīng)是成熟工藝，因為二惡英類物質含有氯，多數(shù)是親電子基團，更容易被電子轟擊。低溫等離子體技術工藝1異味氣體從氣體收集系統(tǒng)收集后，一部分廢氣需要進行預處理，除水后進入等離子體反應區(qū)，在高能電子的作用下，使異味分子受激發(fā)，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(chǎn)生0H自由基、活性

9、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(jīng)排氣筒高空排放。低溫等離子體廢氣處理技術簡介低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質第四態(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發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應以達到降解污染物的目的。I髙壓電極|介質交流髙電壓發(fā)生器（Q放電間隙接地電極介質阻擋放電示

10、意圖介質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。介質阻擋放電可以在0.1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成，這些微放電的持續(xù)時間很短，一般在10ns量級。介質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。介質阻擋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（SO2腐蝕性強）。電子電場加速攜籠電子電子井子前動能屯子分子的內能反應生成物+反應熱低溫等離子

11、體能量的傳遞圖介質阻擋放電過程中，電子從電場中獲得能量，通過碰撞將能量轉化為污染物分子的內能或動能，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。從等離子體的活性基團組成可以看出，等離子體內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。廢氣中的污染物質與這些具有較高能量的活性基團發(fā)生反應，最終轉化為C02和H20等物質，從而達到凈化廢氣的目的。低溫等離子體化學反應過程大致如下：低溫等離子體化學反應過程解析圖從以上反應過程可以看出，電

12、子先從電場獲得能量，通過激發(fā)或電離將能量轉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，在化學反應中起著重要的作用。介I敎阻捋放唯管低溫等離子體介質阻擋放電管低溫等離子體惡臭氣體處理的作用原理（已H2S和CS2為例）介質氣瀟活性粒子的化學反應：CS2*+CS2f2CS+S2CS2*+O2fCS+SO2CS+O2fCO+SOnCSf(CS)n(聚合物)SO+02fOSOOSO+O

13、SOOf2SO2CO+OfCO2其總的反應為：CS2+3O2fCO2+CO+2SO22H2S+3O2f2H2O+2SO2低溫等離子體技術的特點與目前國內常用的異味氣體治理方法相比較本裝置具有如下優(yōu)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(jié)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°C以下和在霧態(tài)工況環(huán)境中均可正常運轉。在-50°C至+50°C的環(huán)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(huán)氧樹脂等材料組成，抗氧

14、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(chǎn)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異味氣體從氣體收集系統(tǒng)收集后首先進入除水器中進行水氣分離,然后再排入等離子體反應器單元，在該區(qū)域由于高能電子的作用，使異昧分子受激發(fā),帶電粒子或分子間的化學鍵被打斷，產(chǎn)生自由基等活性粒子，這些活性粒子和02反應達到消除異味目的。同時空氣中的水和氧氣在高能電子轟擊下也會產(chǎn)生0H自由基、活性氧等強氧化性物質，

15、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(jīng)排氣筒高空排放。牟創(chuàng)廢氣排鼻簡集氣罩嬤水罄亠|耶離子體反應兼刮引覽機低溫等離子體技術的應用范圍低溫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(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)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(yǎng)場、魚類加工廠、飼料加工廠等諸多能夠產(chǎn)生惡臭異味的場所。技術簡介DBD等離子體工業(yè)廢氣處理技術是派力迪公司由復旦大學引進吸收，已

16、研制出標準化廢氣治理設備，該設備采用雙介質阻擋放電(DielectricBarrierDischarge，簡稱DBD)技術產(chǎn)生低溫等離子體，利用所產(chǎn)生的高能電子、自由基等活性粒子激活、電離、裂解工業(yè)廢氣中的各組成份，使之發(fā)生分解，氧化等一些列復雜的化學反應，再經(jīng)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(huán)境。DBD等離子體工業(yè)廢氣處理技術作為一種新的環(huán)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(yè)廢氣的處理開辟了一條新的思路。該技術的應用，具有現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)里程碑的意義，領先于世界先進水平，屬于真正的中國創(chuàng)造。技

17、術作用原理低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質第四態(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發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應以達到降解污染物的目的。DBD等離子體反應區(qū)富含極高的物質，如高能電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等，廢氣中的污染物質可與這些具有較高能量的物質發(fā)生反應，使污染物質在極短的時間內發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應以達到講解污染

18、物的目的。與傳統(tǒng)的電暈放電形勢產(chǎn)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(tǒng)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(yè)化工藝廢氣治理的技術。P金質圖為DBD等離子體雙介質阻擋放電示意圖AJdr掙IF_IELltl8lh5j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+ef2O過程三：OH自由基的氧化H2O+eOH+HH2O+O2OHH+O2OH+O過程四：分子碎片+氧氣的反應技術特點DBD等離子體工業(yè)廢氣

19、處理成套設備擁有獨立自主知識產(chǎn)權，歷經(jīng)15年，并申請十余項國家發(fā)明專利，在工業(yè)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(yè)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(jié)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°C以下和在霧態(tài)工況環(huán)境中均可正常運轉。在-50C至+50C的環(huán)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(huán)氧樹脂等材料組成,抗氧化，采用防腐

20、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(chǎn)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異味氣體從氣體收集系統(tǒng)收集后進入等離子體反應區(qū)，在高能電子的作用下，使異味分子受激發(fā)，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(chǎn)生0H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(jīng)排氣筒高空排放。公司與國家惡臭控制工程重點實

21、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?000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(yè)中試車，可以對企業(yè)產(chǎn)生的有毒有害氣體進行現(xiàn)場工程化實驗，并可以對實驗結果進行現(xiàn)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(chǎn)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，對國家惡臭污染控制標準中規(guī)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：甲肢:乙胺丙胺異丙異:內胺iET»異胺山戊腹異戊肢+摧酚+軸-甲酚+對-甲酚+鄰-乙酚+

22、對一乙酚+2,百一二甲酚+2,5-:甲酣+43:甲酚+3.5-二甲酚+3,4:甲酚+4-4-+4-+酚喪+*+屮+W正丁醉并丁阿正戊醉F戊制十+4-+卡+卄卄+卄+卩引喙1二一二甲M嵯2甲坯砂4甲垂號陽M3-巾歸引喙2.5-二甲啊柴+寺+卡+卡+低級脂肪酸甲苯對卩雀+十+4-+卡屮酸乙隈止丁酸異ritt正戊醸2- 申裁丙戰(zhàn)3 甲基丁馥+十十+4卡+4-實用案例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(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)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(yǎng)場、魚類加工廠、飼料加工廠等諸多能夠產(chǎn)生惡臭異味的場所。該技術成功應（試）用于以下項目：中石化齊魯分公司腈綸廠異味氣體處理工程，處理風量：1000Nm3/h,流速：5m/