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低温等离子体废气处理技术
2017/2/20 阅读次数:[1179]
作用原理
低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的 放电电压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用,使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。(注:低温等离子体相对于高温等离子体而言,属于常温运行。)
DDBD等离子体反应区富含极高的物质,如高能电子、离子、自由基和激发态分子等,废气中的污染物质可与这些具有较高能量的物质发生反应,使污染物质在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到讲解污染物的目的。与传统的电晕放电形势产生的低温等离子技术相比较,DDBD等离子体技术放电密度是电晕放电的1500倍,这 是传统低温等离子体技术治理工业废气99%以失败而告终的原因。
基本过程
过程一:高能电子的直接轰击
过程二:O原子或臭氧的氧化
O2+e→2O
过程三:OH自由基的氧化
H2O+e→OH+H
H2O+O→2OH
H+O2→OH+O
过程四:分子碎片+氧气的反应
技术特点
与目前国内常用的异味气体治理方法相比较,DDBD等离子体工业废气处理技术具有以下特点:
DDBD低温等离子体技术应用于恶臭气体治理,具有处理效果好,运行费用低廉、无二次污染、运行稳定、操作管理简便、即开即用等优点。
①DDBD介质阻挡放电产生电子能量高,低温等离子体密度大,达到常用等离子技术(电晕放电)的1500倍,几乎可以和所有的恶臭气体分子作用;
②DDBD技术反应速度快,气体通过反应区的速度达到3-15米/秒,即达到很好的处理效果,其他技术气体通过反应区的速度0.01米/秒都很难达到DDBD的处理效果;
③气体通过部分,全部采用陶瓷、石英、不锈钢等防腐蚀材料,电极与废气不直接接触,根本上解决了低温等离子体技术设备腐蚀问题;其他技术是气体与电极直接接触,电极在3个月或1年内会造成严重腐蚀,即使通过的气体没有腐蚀性,自身所产生的臭氧也会把电极造成腐蚀;
④DDBD主机为成套工业废气处理装置,前面配有DDBD专用塔,能有效去除废气中的粉尘和水分,操作简单;
⑤自动化程度高,设备启动、停止十分迅速,随用随开,对于部分化工生产的不连续性,可以在生产时开启,不生产的间隙停止运行,大量的节约能源;
⑥运行成本较低,比常用的蓄热式燃烧炉RTO节约运行费用5-8倍,每立方米气量运行费用仅为0.3~0.9分钱,部分高浓度废气可以通过空气稀释后用DDBD技术处理;
⑦应用范围广阔,基本不受气温和污染物成分的影响,对恶臭异味的臭气浓度有良好的分解作用,恶臭异味的去除率达80-98%,处理后的气体臭气浓度达到 标准;
⑧DDBD技术处理工业废气技术不是水洗技术,是通过高能量等离子体对污染物的直接击穿和直接轰击,使分子链断裂,并非污染物的转移;
⑨重要特点:以非甲烷总烃为例,用色谱法检测,非甲烷总烃去除率也许只有45%,但恶臭异味的去除率达93%。这是因为非甲烷总烃经过处理后,部分分子变成小分子,用色谱法检测时,依然表现为非甲烷总烃;恶臭异味的去除率高,表明实际已经分解了93%以上的污染物质,因为分解后的物质也有部分有异味;
⑩DDBD技术是真正的中国创造,欧美及亚洲 正在引进我国技术,解决二恶英污染问题,DDBD技术对二恶英这个 难题,已经是成熟工艺,因为二恶英类物质含有氯,多数是亲电子基团,更容易被电子轰击。
技术工艺
异味气体从气体收集系统收集后,一部分废气需要进行预处理,除水后进入等离子体反应区,在高能电子的作用下,使异味分子受激发,带电粒子或分子间的化学键被打断,同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下也会产生OH自由基、活性氧等强氧化性物质,这些强氧化性物质也会与异味分子反应,使其分解,从而促进异味消除 。净化后的气体经排气筒高空排放。
 
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