等離子體是含有大量電子、離子、分子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等組成的物質(zhì)的第四種形態(tài)。其總正負(fù)電荷數(shù)相等宏觀上呈電中性,但具有導(dǎo)電和受電磁影響的性質(zhì),表現(xiàn)出很高的化學(xué)活性。根據(jù)體系能量狀態(tài)、溫度和離子密度,等離子體通?煞譃楦邷氐入x子體和低溫等離子體(包括熱等離子體和冷等離子體)。高溫等離子體的電離度接近,各種粒子的溫度幾乎相同,并且體系處于熱力學(xué)平衡狀態(tài),它主要應(yīng)用于受控?zé)岷朔磻?yīng)研究方面。低溫等離子體則處于熱力學(xué)非平衡狀態(tài),各種粒子溫度并不相同。
低溫等離子體可通過前沿陡、脈寬窄(納秒級(jí))的高壓脈沖放電在常溫常壓下獲得,其中的高能電子和、等活性粒子可與各種污染物如等發(fā)生作用,轉(zhuǎn)化為等無害或低害物質(zhì),從而使廢氣得到凈化。它可促使一些在通常條件下不易進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)得以進(jìn)行,甚至在極短時(shí)間內(nèi)完成,故屬低濃度治理的前沿技術(shù)。
低溫等離子體和催化協(xié)同作用處理廢氣的主要原理如下:等離子體中可源源不斷地產(chǎn)生大量極活潑的高活性物種,這在普通的熱化學(xué)反應(yīng)中不易得到,這些活性物種(特別是高能電子)含有巨大的能量,可以引發(fā)位于等離子體附近的催化劑,并可降低反應(yīng)的活化能。同時(shí),催化劑還可選擇性地促進(jìn)等離子體產(chǎn)生的副產(chǎn)物反應(yīng),得到無污染的物質(zhì)。但是目前國(guó)內(nèi)外在等離子體和催化協(xié)同作用機(jī)理方面的分析和研究比較少,在這方面的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
有學(xué)者認(rèn)為,固相催化劑的活性是由它們的化學(xué)和物相組成,晶體結(jié)構(gòu)以及活性比表面所決定。在等離子體的作用下,催化劑表面將形成超細(xì)顆粒(平均顆粒直徑為5-500nm,比表面約為100m?2/g),這將大大增加催化劑的比表面積,并且破壞催化劑的晶體結(jié)構(gòu),擁有更多的空穴,從而導(dǎo)致高的催化活性。相比普通的催化劑,等離子體作用后的催化劑有如下獨(dú)特之處:①具有高度分布的活性物種;②能耗減少;③加強(qiáng)了催化劑的活性和選擇性,延長(zhǎng)了催化劑壽命;④縮短了制備時(shí)間。另外,等離子體的作用可促進(jìn)催化劑中的組分均勻分布,降低對(duì)毒物的敏感程度。這些特性將使得等離子體―催化技術(shù)有更大的應(yīng)用前景。
低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用的可行性和條件試驗(yàn)已較充分,也有了大量理論基礎(chǔ),已為這項(xiàng)工藝簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、流程短、能耗低、易于操作和自動(dòng)化的新技術(shù)早日工業(yè)化打下了充分的基礎(chǔ)。但在低溫等離子體技術(shù)與催化協(xié)同作用方面研究較少,是一項(xiàng)全新的處理技術(shù),二者相結(jié)合,等離子體場(chǎng)產(chǎn)生高能量活性粒子,促進(jìn)催化反應(yīng),減少能耗;催化主導(dǎo)反應(yīng)方向,讓反應(yīng)具有選擇性,并能大大減少反應(yīng)副產(chǎn)物,該技術(shù)被認(rèn)為在處理、氮氧化物、機(jī)動(dòng)車尾氣方面都有著廣闊的發(fā)展前景,但實(shí)際應(yīng)用還很不成熟,必須投入足夠力量進(jìn)行更加深入的理論和實(shí)踐研究。
為實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車尾氣中NOx必須還原90%以上的目標(biāo),等離子體協(xié)同的催化體系在治理機(jī)動(dòng)車排氣方面有了很大進(jìn)展。目前,用該項(xiàng)技術(shù)的還原效率可達(dá)到65%以上,同時(shí),該項(xiàng)技術(shù)還可脫除92%~96%的顆粒物,去除甲醛40%以上。
國(guó)內(nèi)學(xué)者發(fā)明了一種后置式汽車尾氣凈化器,尾氣經(jīng)錐體分散后進(jìn)入電場(chǎng)的催化劑中,在低溫等離子體和催化劑的協(xié)同作用下,尾氣凈化率大大提高。該凈化器一方面可使催化劑活性增加,轉(zhuǎn)化率提高;另一方面可避免催化劑燒結(jié),從而降低汽車尾氣中有害氣體的排放。與現(xiàn)有技術(shù)相比,該凈化器具有以下優(yōu)點(diǎn):①將低溫等離子體技術(shù)與催化技術(shù)相結(jié)合,技術(shù)得到升級(jí);②適用于各種車型,不受汽車的原始排放限制,不同于現(xiàn)有的三元催化裝置;③沒有起燃溫度限制,對(duì)冷車啟動(dòng)同樣有效,且適用范圍廣;④結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)計(jì)獨(dú)特、新穎。

低溫等離子體工業(yè)廢氣處理成套設(shè)備和技術(shù)作為一種新型的氣態(tài)污染物的治理技術(shù)是一個(gè)集物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)于一體的交叉綜合性電子化學(xué)技術(shù),由于能很容易使污染物分子高效分解且處理能耗低等特點(diǎn),是目前國(guó)內(nèi)外大氣污染治理中*富有前景、*行之有效的技術(shù)方法之一,其使用和推廣前景廣闊,為工業(yè)領(lǐng)域甲醛類有機(jī)廢氣及惡臭氣體的治理開辟了一條新的思路。
掩蔽法
采用更強(qiáng)烈的芳香氣味與臭氣摻和,以掩蔽臭氣,使之能被人接收 適用于需立即、暫時(shí)地消除低濃度惡臭氣體影響地場(chǎng)合,惡臭強(qiáng)度2.5左右,無組織排放源 可盡快消除惡臭影響,靈活性大,費(fèi)用低 惡臭成分并沒有被去除,麻痹了對(duì)原有污染物的感知。
熱力燃燒法
在高溫下惡臭物質(zhì)與燃料氣充分混和,實(shí)現(xiàn)完全燃燒 適用于處理高濃度、小氣量的可燃性氣體 凈化效率高,惡臭物質(zhì)被徹底氧化分解 設(shè)備易腐蝕,消耗燃料,處理成本高,易形成二次污染,催化劑中毒。
水吸收法
利用臭氣中某些物質(zhì)易溶于水的特性,使臭氣成分直接與水接觸,從而溶解于水達(dá)到脫臭目的 水溶性、有組織排放源的惡臭氣體 工藝簡(jiǎn)單,管理方便,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低 產(chǎn)生二次污染,需對(duì)洗滌液進(jìn)行處理;凈化效率低,應(yīng)與其他技術(shù)聯(lián)合使用,對(duì)水溶性差的物質(zhì)等處理效果差。
藥液吸收法
利用臭氣中某些物質(zhì)和藥液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的特性,去除某些臭氣成分 適用于處理大氣量、高中濃度的臭氣 能夠有針對(duì)性處理某些臭氣成分,工藝較成熟 凈化效率不高,消耗吸收劑,易形成而二次污染。
吸附法
利用吸附劑的吸附功能使惡臭物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移至固相 適用于處理低濃度,高凈化要求的惡臭氣體 凈化效率很高,可以處理多組分惡臭氣體 吸附劑費(fèi)用昂貴,再生較困難,要求待處理的惡臭氣體有較低的溫度和含塵量
生物濾池
惡臭氣體經(jīng)過除塵增濕或降溫等預(yù)處理工藝后,從濾床底部由下向上穿過由濾料組成的濾床,惡臭氣體由氣相轉(zhuǎn)移至水-微生物混和相,通過固著于濾料上的微生物代謝作用而被分解掉 目前研究*多,工藝*成熟,在實(shí)際中也*常用的生物脫臭方法,又可細(xì)分為土壤脫臭法、堆肥脫臭法、泥炭脫臭法等。 凈化效率高,處理費(fèi)用低 占地面積大,易堵塞,填料需定期更換,脫臭過程很難控制,受溫度和濕度的影響大,生物菌培訓(xùn)需要較長(zhǎng)時(shí)間,遭到破壞后恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。
生物滴濾池
原理同生物濾池式類似,不過使用的濾料是諸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供營(yíng)養(yǎng)物的惰性材料。 只有針對(duì)某些惡臭物質(zhì)而降解的微生物附著在填料上,而不會(huì)出現(xiàn)生物濾池中混和微生物群同時(shí)消耗濾料有機(jī)質(zhì)的情況 池內(nèi)微生物數(shù)量大,能承受比生物濾池大的污染負(fù)荷,惰性濾料可以不用更換,造成壓力損失小,而且操作條件極易控制 占地面積大,需不斷投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而且操作復(fù)雜,受溫度和濕度的影響大,生物菌培訓(xùn)需要較長(zhǎng)時(shí)間,遭到破壞后恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。
洗滌式活性污泥脫臭法
將惡臭物質(zhì)和含懸浮物泥漿的混和液充分接觸,使之在吸收器中從臭氣中去除掉,洗滌液再送到反應(yīng)器中,通過懸浮生長(zhǎng)的微生物代謝活動(dòng)降解溶解的惡臭物質(zhì) 有較大的適用范圍 可以處理大氣量的臭氣,同時(shí)操作條件易于控制,占地面積小 設(shè)備費(fèi)用大,操作復(fù)雜而且需要投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
曝氣式活性污泥脫臭法
將惡臭物質(zhì)以曝氣形式分散到含活性污泥的混和液中,通過懸浮生長(zhǎng)的微生物降解惡臭物質(zhì) 適用范圍廣,目前日本已用于糞便處理場(chǎng)、污水處理廠的臭氣處理 活性污泥經(jīng)過馴化后,對(duì)不超過極限負(fù)荷量的惡臭成分,去除率可達(dá)99.5%以上。 受到曝氣強(qiáng)度的限制,該法的應(yīng)用還有一定局限。
催化氧化
反應(yīng)塔內(nèi)裝填特制的固態(tài)復(fù)合填料,填料內(nèi)部復(fù)合催化劑。當(dāng)惡臭氣體在引風(fēng)機(jī)的作用下穿過填料層,與通過特制噴嘴化劑在固相填料表面充分接觸,并在催化劑的催化作用下,惡臭氣體中的污染因子被充分分解。 適用范圍廣,尤其適用于處理大氣量、中高濃度的廢氣,對(duì)疏水性污染物質(zhì)有很好的去除率。 占地小,投資低;管理方便,即開即用;耐沖擊負(fù)荷,不易被污染物濃度及溫度變化影響。 需消耗一定量的藥劑,運(yùn)行成本高,催化劑操作不當(dāng)會(huì)中毒,存在二次污染。
光化學(xué)
利用惡臭物質(zhì)對(duì)光子的吸收而發(fā)生分解,同時(shí)反應(yīng)過程產(chǎn)生的羥基自由基、活性氧等強(qiáng)化性基團(tuán)也能參與氧化反應(yīng),從而達(dá)到降解惡臭物質(zhì)的目的。 適用于濃度較低,且能吸收光子的污染物質(zhì) 可以處理大氣量的、低濃度的臭氣,操作極為簡(jiǎn)單,占地面積小。 對(duì)不能吸收光子的污染物質(zhì)效果差,對(duì)于成分復(fù)雜的廢氣無法達(dá)到預(yù)期處理效果。
低溫等離子體技術(shù)先進(jìn)行和產(chǎn)品特點(diǎn)
等離子體內(nèi)部產(chǎn)生富含極高化學(xué)活性的粒子,如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng),*終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等物質(zhì),從而達(dá)到凈化廢氣的目的。 適用范圍廣,凈化效率高,尤其適用于其它方法難以處理的多組分惡臭氣體,如化工、醫(yī)藥等行業(yè)。 占地面積。浑娮幽芰扛,幾乎可以和所有的惡臭氣體分子作用;運(yùn)行費(fèi)用低;反應(yīng)快、停止十分迅速,隨用隨開。 一次性投資稍高。
性能參數(shù)
1.處理風(fēng)量:2000m3/h---100000m3/h 2.有機(jī)廢氣凈化效率:大于等于95%
3.設(shè)備阻力:300pa 4.電源電壓:220V .50HZ 5.設(shè)備噪音:45DP
適用范圍:
該設(shè)備適用范圍廣泛,可用于石油化工、制藥行業(yè)、飼料和肥料加工廠、畜牧產(chǎn)品農(nóng)場(chǎng)、化纖廠、皮革廠、制漿廠、污水泵站、各類污水處理廠、涂料、食品添加劑廠、皮革加工、感光材料、汽車制造以及公廁、糞便轉(zhuǎn)運(yùn)站等諸多行業(yè)存在的有機(jī)廢氣、異味、惡臭等污染問題。即可應(yīng)用于工業(yè)廢棄的治理,也可應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化等,是一項(xiàng)用途為廣泛的新型空氣環(huán)境潔凈技術(shù)和產(chǎn)品。