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)到氣體的著火電壓時(shí),氣體分了被擊穿,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(guò)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(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。
1、低溫等離子體處理惡臭氣體的作用原理(以H2S和CS2為例)
活性粒子的化學(xué)反應(yīng):
CS2* + CS2 → 2CS + S2
CS2* + O2 → CS + SO2
CS + O2 → CO + SO
nCS → (CS)n (聚合物)
SO + O2 → OSOO
SO + OSOO → 2SO2
CO + O → CO2
···
其總的反應(yīng)為:
CS2 + 3O2 → CO2 + CO + 2SO2
2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2
2、低溫等離子體技術(shù)的特點(diǎn)
與目前國(guó)內(nèi)常用的異味氣體治理方法相比較本裝置具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1) 技術(shù)高端,工藝簡(jiǎn)潔:開(kāi)機(jī)后,即自行運(yùn)轉(zhuǎn),受工況限制非常少,無(wú)需專(zhuān)人操作。
(2)節(jié)能:無(wú)機(jī)械設(shè)備,空氣阻力小,耗電量約為0.003kw/m3廢氣。
(3)適應(yīng)工況范圍寬:設(shè)備啟動(dòng)、停止十分迅速,隨用隨開(kāi),不受氣溫的影響。在250℃以下和在霧態(tài)工況環(huán)境中均可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在-50℃至+50℃的環(huán)境溫度仍可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
(4) 設(shè)備使用壽命長(zhǎng):本設(shè)備由不銹鋼材,銅材、鉬材、環(huán)氧樹(shù)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)備腐蝕問(wèn)題。
(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單:只需用電,操作極為簡(jiǎn)單,無(wú)需派專(zhuān)職人員看守,基本不占用人工費(fèi)。無(wú)機(jī)械設(shè)備,故障率低,維修容易。
(6) 應(yīng)用范圍廣:介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體中,電子能量高,幾乎可以將所有的異味氣體分子降解。
3、低溫等離子體技術(shù)工藝流程:
異味氣體從氣體收集系統(tǒng)收集后首先進(jìn)入除水器中進(jìn)行水氣分離,然后再排入等離子體反應(yīng)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(xué)鍵被打斷,產(chǎn)生自由基等活性粒子,這些活性粒子和O2反應(yīng)達(dá)到消除異味目的。同時(shí)空氣中的水和氧氣在高能電子轟擊下也會(huì)產(chǎn)生OH自由基、活性氧等強(qiáng)氧化性物質(zhì),這些強(qiáng)氧化性物質(zhì)也會(huì)與異味分子反應(yīng),使其分解,從而促進(jìn)異味消除。凈化后的氣體經(jīng)排氣筒高空排放。
4、低溫等離子體技術(shù)的應(yīng)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(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。該技術(shù)能夠應(yīng)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(chē)制造、食品加工廠、印染廠、垃圾處理廠、公廁、屠宰場(chǎng)、牲畜飼養(yǎng)場(chǎng)、魚(yú)類(lèi)加工廠、飼料加工廠等諸多能夠產(chǎn)生惡臭異味的場(chǎng)所。
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