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着火电压时,气体分了被击穿,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。
1、低温等离子体处理恶臭气体的作用原理(以H2S和CS2为例)
活性粒子的化学反应:
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
···
其总的反应为:
CS2 + 3O2 → CO2 + CO + 2SO2
2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2
2、低温等离子体技术的特点
与目前国内常用的异味气体治理方法相比较本装置具有如下优点:
(1) 技术高端,工艺简洁:开机后,即自行运转,受工况限制非常少,无需专人操作。
(2)节能:无机械设备,空气阻力小,耗电量约为0.003kw/m3废气。
(3)适应工况范围宽:设备启动、停止十分迅速,随用随开,不受气温的影响。在250℃以下和在雾态工况环境中均可正常运转。在-50℃至+50℃的环境温度仍可正常运转。
(4) 设备使用寿命长:本设备由不锈钢材,铜材、钼材、环氧树脂等材料组成,抗氧化,采用防腐蚀材料,电极与废气不直接接触,根本上解决了设备腐蚀问题。
(5)结构简单:只需用电,操作极为简单,无需派专职人员看守,基本不占用人工费。无机械设备,故障率低,维修容易。
(6) 应用范围广:介质阻挡放电产生的低温等离子体中,电子能量高,几乎可以将所有的异味气体分子降解。
3、低温等离子体技术工艺流程:
异味气体从气体收集系统收集后首先进入除水器中进行水气分离,然后再排入等离子体反应器单元,在该区域由于高能电子的作用,使异昧分子受激发,带电粒子或分子间的化学键被打断,产生自由基等活性粒子,这些活性粒子和O2反应达到消除异味目的。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。
4、低温等离子体技术的应用范围
低温等离子体降解污染物是利用高能电子、自由基等活性粒子与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。该技术能够应用于污水处理厂、石油化工、制药、污水处理、涂料、皮革加工、感光材料、汽车制造、食品加工厂、印染厂、垃圾处理厂、公厕、屠宰场、牲畜饲养场、鱼类加工厂、饲料加工厂等诸多能够产生恶臭异味的场所。
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