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等离子废气净化器

发布日期:2012-07-25浏览次数:788

 


 
等离子废气净化器
技术简介
  DBD等离子体工业废气处理技术采用双介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,简称DBD)技术产生低温等离子体,利用所产生的高能电子、自由基等活性粒子激活、电离、裂解工业废气中的各组成份,使之发生分解,氧化等一些列复杂的化学反应,再经过多级净化,从而消除各种污染源排放的异味、臭味污染物,使有毒有害气体达到低毒化、无毒化,保护人类生存环境。
  DBD离子体工业废气处理技术作为一种新的环境污染治理技术,由于其对污染物分子的高效分解且处理能耗低等特点,为工业废气的处理开辟了一条新的思路。该技术的应用,具有现代化工业生产里程碑的意义,领先于世界先进水平,属于真正的中国创造。
技术作用原理
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。一般气体放电,将会产生等离子,而这种放电现像就是通过某种机制使一个或者多个电子从气体原理或分子中分离出来,形成气体媒质,这种媒质就称为电离气体,如果外电场产生了电离气体,传导电流就形成了,这种现象就被称为气体放电。而这种技术,就是工业废气处理最新的一种原理。
一般在常压下进行气体污染物的管理,而能在常压下产生的等离子体只有电晕放电和介质阴挡放电两种形式。跟据气体系能量状态,温度和离子密度,等离子体通常可分为高温等离子体和低温等离子体(包括热等离子体和冷等离子体),其中低温等离子体的电离度接近1,各种粒子的温度几呼相同,并且体系处于热力学平衡状态,它主要应用在受控热核反应方面的研究。而这种技术,就是工业废气处理最新的一种原理。也就是说等离子废气处理就是处于电离状态下的气体,等离子体由大量的电子、离子、中性原子、激发态原子、光子和自由基等组成。一般气体放电产生等离子体属于低温等离子体。另外也可以对低浓度、高流速、大风量的含挥发性有机污染物和含硫类污染物进行处理。常压下,气体放电产生的高度非平衡等离子体中电子温度(数万摄氏度)远高于气体温度(100摄氏度),在非平衡等离子体中可能发生各种类型的化学反应,主要决定于电子的均匀能量、电子密度、气体温度、有害气体分子浓度和共存的其它气体成份。但电子和正离子的电荷数必需相等,整体表现出电中性,这就是等离子的含义,等离子具有导电和受电磁影响的性质,在很多方面与固体、液体和气体不同,因此又有人把它称为物质的第四状态。在等离子废气处理设备处于热力学非平衡状态,各种粒子的状态并不相同,其中电子的温度(T)小于离子的温度,电子的温度达到 104K以上,离子的温度可低到300-500K。而这种技术,就是工业废气处理最新的一种原理。在这一过程中高能电子起决定性作用,离子的热运动作用。 
    
DBD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,DBD等离子体技术放电量是电晕放电的50倍,放电密度是电晕放电的130倍。所以,传统低温等离子体技术只能用于室内空气异味治理,与其他低温等离子体技术相比较,DBD等离子体技术是用于工业化工艺废气治理的技术。
图为DBD等离子体双介质阻挡放电示意图
图为DBD等离子体放电管
等离子体去除污染物的基本过程
·                     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:分子碎片与OH自由基和O(活性氧)生成无机物H2OCO2
 
技术特点
    DBD等离子体工业废气处理成套设备拥有独立自主知识产权,历经15年,并申请十余项发明专利,在工业化应用方面,处于世界先进水平,属于真正的中国制造。
    与目前国内常用的异味气体治理方法相比较,DBD等离子体工业废气处理技术具有以下特点:
·                     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。
·                     节能:无机械设备,空气阻力小,耗电量约为0.003kw/m3废气。
·                      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+50的环境温度仍可正常运转。
·                      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。
·                     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。
·                     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。
低温等离子体技术工艺路线示意图 
气体从气体收集系统收集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。

图为废气处理工艺路线示意图
气体处理实验室及DBD等离子体中试车
     公司与恶臭控制工程重点实验室建立长期有效的合作机制,并建有功能齐全的气体实验室。可以对常见的2000多种恶臭污染物进行定性定量检测,而其我公司还备有专业中试车,可以对企业产生的有毒有害气体进行现场工程化实验,并可以对实验结果进行现场测试。
低温等离子体技术适用场合及应用对象
    DBD等离子体技术产生的高能电子能量高,自由基密度大,因此绝大部分有毒有害物质均能被分解,且处理对象广泛,对《恶臭污染控制标准》中规定的八大恶臭物质硫化氢、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,并对以下物质进行有效分解净化:
实用范围
      DBD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。等离子废弃净化器
 


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