工業(yè)有機(jī)廢氣的低溫等離子體的治理設(shè)備

等離子體就是處于電離狀態(tài)的氣體，其英文名稱是plasma，它是由美國科學(xué) muir，于1927年在研究低氣壓下汞蒸氣中放電現(xiàn)象時(shí)命名的。等離子體由大量的子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等組成，但電子和正離子的電荷數(shù)必須體表現(xiàn)出電中性，這就是“等離子體”的含義。等離子體具有導(dǎo)電和受電磁影響的許多方面與固體、液體和氣體不同，因此又有人把它稱為物質(zhì)的第四種狀態(tài)。根據(jù)狀態(tài)、溫度和離子密度，等離子體通?？梢苑譃楦邷氐入x子體和低溫等離子體（包子體和冷等離子體）。其中高溫等離子體的電離度接近1，各種粒子溫度幾乎相同系處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)，它主要應(yīng)用在受控?zé)岷朔磻?yīng)研究方面。而低溫等離子體則學(xué)非平衡狀態(tài)，各種粒子溫度并不相同。其中電子溫度( Te)≥離子溫度(Ti)，可達(dá)104K以上，而其離子和中性粒子的溫度卻可低到300～500K。一般氣體放電子體屬于低溫等離子體。

截至2013年，對低溫等離子體的作用機(jī)理研究認(rèn)為是粒子非彈性碰撞的結(jié)果。低溫等離富含電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子，其中高能電子與氣體分子（原子）發(fā)生撞，將能量轉(zhuǎn)換成基態(tài)分子（原子）的內(nèi)能，發(fā)生激發(fā)、離解和電離等一系列過秸處于活化狀態(tài)。一方面打開了氣體分子鍵，生成一些單分子和固體微粒；另一力生．OH、H2O2．等自由基和氧化性極強(qiáng)的O3，在這一過程中高能電子起決定性作用，離子的熱運(yùn)動(dòng)只有副作用。常壓下，氣體放電產(chǎn)生的高度非平衡等離子體中電子溫層氏度）遠(yuǎn)高于氣體溫度（室溫100℃左右）。在非平衡等離子體中可能發(fā)生各種類型的化學(xué)反應(yīng)，主要決定于電子的平均能量、電子密度、氣體溫度、有害氣體分子濃度和≥氣體成分。這為一些需要很大活化能的反應(yīng)如大氣中難降解污染物的去除提供了另外也可以對低濃度、高流速、大風(fēng)量的含揮發(fā)性有機(jī)污染物和含硫類污染物等進(jìn)行處理。

常見的產(chǎn)生等離子體的方法是氣體放電，所謂氣體放電是指通過某種機(jī)制使一電子從氣體原子或分子中電離出來，形成的氣體媒質(zhì)稱為電離氣體，如果電離氣由外電場產(chǎn)生并形成傳導(dǎo)電流，這種現(xiàn)象稱為氣體放電。根據(jù)放電產(chǎn)生的機(jī)理、氣體的壓j源性質(zhì)以及電極的幾何形狀、氣體放電等離子體主要分為以下幾種形式：①輝光放電；③介質(zhì)阻擋放電；④射頻放電；⑤微波放電。無論哪一種形式產(chǎn)生的等離子體，都需要高壓放電。容易打火產(chǎn)生危險(xiǎn)。由于對諸如氣態(tài)污染物的治理，一般要求在常壓下進(jìn)行。

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)，氣體分子被擊穿，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。

低溫等離子體空氣凈化設(shè)備能夠顯著治理的污染有：VOC、惡臭氣體、異味氣體、油煙、粉塵，也可用于消毒殺菌。低溫等離子體技術(shù)是一種全新的凈化過程，不需要任何添加劑、不產(chǎn)生廢水、廢渣，不會(huì)導(dǎo)致二次污染。

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