低溫等離子廢氣凈化器工作原理
等離子體被稱為物質(zhì)第4形態(tài),由電子、離子、自由基和中性粒子組成。低溫等離子體有機(jī)氣體凈化器是利用等離子體。以每秒800萬次至5000萬次的速度反復(fù)轟擊異味氣體的分子,去激活、電離、裂解廢氣中的各種成份,從而發(fā)生氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),再經(jīng)過多級凈化,將有害物轉(zhuǎn)化為潔凈的空氣釋放至大自然。
低溫等離子廢氣凈化器工作原理是采用高壓發(fā)生器形成低溫等離子體,在平均能量約5eV的大量電子作用下,使通過凈化器的苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)廢氣分子轉(zhuǎn)化成各種活性粒子,與空氣中的O2結(jié)合生成H2O、CO2等低分子無害物質(zhì),使廢氣得到凈化。
在處理過程中,當(dāng)有機(jī)氣體進(jìn)入冷離子體反應(yīng)室時(shí),氣體被均勻分配到等離子反應(yīng)室(PRC)。反應(yīng)室分成149根六邊形管子,每根管子的有一根冠狀電線,與反應(yīng)室獨(dú)立隔開。通過高壓線對反應(yīng)室導(dǎo)通可調(diào)節(jié)高壓,高壓導(dǎo)通到管子里的管狀電線上。由電線至管壁產(chǎn)生放電現(xiàn)象。
一旦放電,等離子體電子就與氣體分子相撞擊,產(chǎn)生化學(xué)性活性核素,就是通常所說的激進(jìn)和負(fù)荷載體。此外,還具有微型靜電沉淀器的功能,該裝置可以除塵。
同時(shí)注入環(huán)境或者二級氣體來優(yōu)化反應(yīng)室的濕度和溫度登記,與此同時(shí)加入離子來改善反應(yīng)室內(nèi)的反應(yīng)。這種冷離子體處理方法使有機(jī)氣體在低溫下進(jìn)行“氧化”。
低溫等離子體去除污染物的機(jī)理:
等離子體化學(xué)反應(yīng)過程中,等離子體傳遞化學(xué)能量的反應(yīng)過程中能量的傳遞大致如下:
(1) 電場+電子→高能電子
(2) 高能電子+分子(或原子)→(受激原子、受激基團(tuán)、游離基團(tuán)) 活性基團(tuán)
(3) 活性基團(tuán)+分子(原子)→生成物+熱
(4) 活性基團(tuán)+活性基團(tuán)→生成物+熱
從以上過程可以看出,電子先從電場獲得能量,通過激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到分子或原子中去,獲得能量的分子或原子被激發(fā),同時(shí)有部分分子被電離,從而成為活性基團(tuán);之后這些活性基團(tuán)與分子或原子、活性基團(tuán)與活性基團(tuán)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(qiáng)的物質(zhì)俘獲,成為負(fù)離子。這類負(fù)離子具有很好的化學(xué)活性,在化學(xué)反應(yīng)中起著重要的作用。
低溫等離子體去除污染物的原理:
低溫等離子體技術(shù)處理污染物的原理為:在外加電場的作用下,介質(zhì)放電產(chǎn)生的大量攜能電子轟擊污染物分子,使其電離、解離和激發(fā),然后便引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng),使復(fù)雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵涡》肿游镔|(zhì),或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無毒無害或低毒低害的物質(zhì),從而使污染物得以降解去除。因其電離后產(chǎn)生的電子平均能量在10ev ,適當(dāng)控制反應(yīng)條件可以實(shí)現(xiàn)一般情況下難以實(shí)現(xiàn)或速度很慢的化學(xué)反應(yīng)變得十分快速。作為環(huán)境污染處理領(lǐng)域中的一項(xiàng)具有潛在優(yōu)勢的,等離子體受到了國內(nèi)外相關(guān)學(xué)科界的高度關(guān)注。
低溫等離子體技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用:
低溫等離子體技術(shù)在廢氣處理中的應(yīng)用隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,石油、制藥、油漆、印刷和涂料等行業(yè)產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)廢氣也日漸增多,這些廢氣不僅會在大氣中停留較長的時(shí)間,還會擴(kuò)散和漂移到較遠(yuǎn)的地方,給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染,這些廢氣吸入人體,直接對人體的健康產(chǎn)生極大的危害;另外工業(yè)煙氣的無控制排放使性的大氣環(huán)境日益惡化,酸雨(主要來源于工業(yè)排放的硫氧化物和氮氧化物) 的危害引起了各國的重視。由于大氣受污染而酸化,導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境的破壞,重大災(zāi)難頻繁發(fā)生,給人類造成了巨大損失。因此選擇一種經(jīng)濟(jì)、可行性強(qiáng)的處理方法勢在必行。
降解揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)傳統(tǒng)的處理方法如吸收、吸附、冷凝和燃燒等,對于低濃度的VOCs很難實(shí)現(xiàn),而光催化降解VOCs又存在催化劑容易失活的問題,利用低溫等離子體處理VOCs可以不受上述條件的限制,具有潛在的優(yōu)勢。但由于等離子體是一門包含放電物理學(xué)、放電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)及真空技術(shù)等基礎(chǔ)學(xué)科之上的交叉學(xué)科。因此, 目前能成熟的掌握該技術(shù)的單位非常的少。大部分宣傳采用低溫等離子技術(shù)處理廢氣的宣傳都不是真正意義上的低溫等離子廢氣處理技術(shù)。
是否是低溫等離子體處理技術(shù)的簡單判斷方法:
現(xiàn)在,各傳媒上宣傳低溫等離子廢氣凈化的產(chǎn)品和技術(shù)很多,可這些產(chǎn)品的宣傳大部分都是在炒低溫等離子體概念。如何判斷是否是真正意義上的低溫等離子體技術(shù)?可以用下面兩個(gè)簡單的規(guī)則來判斷,即使你不懂低溫等離子體技術(shù)也能判斷出是真是假。
(1) 在廢氣凈化的通道上必須充滿了低溫等離子體。這條規(guī)則判斷很簡單,只要用眼睛觀察一下處理通道是否充滿紫藍(lán)色的放電就可以直觀的了解是否是低溫等離子體了(需要注意的是不要將各種顏色的燈光當(dāng)作電離子體放電)。如果在廢氣處理的通道上只零星的分布若干的放電點(diǎn)或線,則處理的效果是非常有限的,因?yàn)?,大部分?VOCs)氣體沒有進(jìn)過低溫等離子體處理區(qū)域。
(2) 低溫等離子體處理系統(tǒng)必須要有一定的放電處理功率。通常需要在2~5瓦時(shí)/米3。即1000米3/時(shí)的風(fēng)量需要處理的電功率為2KW~5KW。如果號稱1000米3/時(shí)的風(fēng)量只需要幾十或幾百瓦的電功率,則多也就是靜電(除塵)處理或局部處理而已。要想分解VOCs沒有一定的能量是不可能的。
安裝規(guī)范要求
1:輸入電源必須與凈化器所用電源相符,嚴(yán)禁輸入電源與凈化器所用電源不符,且凈化器箱體必須接地,以確保。
2:凈化器進(jìn)風(fēng)口必須安裝變徑導(dǎo)風(fēng)分流管(內(nèi)設(shè)百葉式分流片,每片間距100MM),使廢氣平均分布進(jìn)入凈化器的各處理室,提高凈化器使用率和處理效果。
3:在安裝凈化器必須留有足夠空間用來打開凈化器的門艙和電控蓋,方便維護(hù),檢修及清洗。
4:為確保,凈化器必須安裝在室外,遠(yuǎn)離人群并對凈化器的電控電源加蓋保護(hù),以防雨水及陽光損壞電控電源而導(dǎo)致發(fā)生事故;否則后果自行承擔(dān)。
5:凈化器需拆散搬運(yùn)安裝時(shí),必須由專業(yè)人員根據(jù)原有裝配規(guī)范操作組裝,嚴(yán)禁有雜物或砂塵進(jìn)入內(nèi)部處理室,并檢查內(nèi)部件是否牢固。
6:選擇凈化器安裝位置時(shí),要求與污染源保持5米以上距離,抽風(fēng)機(jī)與凈化器保持在3米以上距離較為合適,并加設(shè)減振套以防影響凈化器工作。
7:凈化器安裝在高樓天臺時(shí),建議安裝防雷設(shè)施,以保,嚴(yán)禁將凈化器安裝在高溫設(shè)施附近。