什么是工業(yè)廢氣低溫等離子凈化器催化廢氣達(dá)標(biāo)排放環(huán)評(píng)
首信環(huán)保 周雅楠
物理、化學(xué)反應(yīng)，使復(fù)雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單小分子安全物質(zhì)，或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無(wú)毒無(wú)害或低毒低害的物質(zhì)，從而使污染物得以降解去除。因其電離后產(chǎn)生的電子平均能量在10ev ，適當(dāng)控制反應(yīng)條件可以實(shí)現(xiàn)一般情況下難以實(shí)現(xiàn)或速度很慢的化學(xué)反應(yīng)變得十分快速。作為環(huán)境污染處理領(lǐng)域中的一項(xiàng)具有*潛在優(yōu)勢(shì)的*，等離子體受到了國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)科界的高度關(guān)注。 低溫等離子體技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用： 低溫等離子體技術(shù)在廢氣處理中的應(yīng)用隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油、制藥、油漆、印刷和涂料等行業(yè)產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)廢氣也日漸增多，這些廢氣不僅會(huì)在大氣中停留較長(zhǎng)的時(shí)間，還會(huì)擴(kuò)散和漂移到較遠(yuǎn)的地方，給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染，這些廢氣吸入人體，直接對(duì)人體的健康產(chǎn)生*的危害；另外工業(yè)煙氣的無(wú)控制排放使性的大氣環(huán)境日益惡化，酸雨(主要來(lái)源于工業(yè)排放的硫氧化物和氮氧化物) 的危害引起了各國(guó)的重視。由于大氣受污染而酸化，導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境的破壞，重大災(zāi)難頻繁發(fā)生，給人類造成了巨大損失。因此選擇一種經(jīng)濟(jì)、可行性強(qiáng)的處理方法勢(shì)在必行。 降解揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)傳統(tǒng)的處理方法如吸收、吸附、冷凝和燃燒等對(duì)于低濃度的VOCs很難實(shí)現(xiàn)，而光催化降解VOCs又存在催化劑容易失活的問題，利用低溫等離子體處理VOCs可以不受上述條件的限制，具有潛在的優(yōu)勢(shì)。但由于等離子體是一門包含放電物理學(xué)、放電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)及真空技術(shù)等基礎(chǔ)學(xué)科之上的交叉學(xué)科。因此, 目前能成熟的掌握該技術(shù)的單位非常的少。大部分宣傳采用低溫等離子技術(shù)處理廢氣的宣傳都不是真正意義上的低溫等離子廢氣處理技術(shù)。
與目前國(guó)內(nèi)常用的異味氣體治理方法相比較，等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)具有以下特點(diǎn)：
低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用于惡臭氣體治理，具有處理效果好，運(yùn)行費(fèi)用低廉、無(wú)二次污染、運(yùn)行穩(wěn)定、操作管理簡(jiǎn)便、即開即用等優(yōu)點(diǎn)。
低溫等離子產(chǎn)品應(yīng)用于涉及油田，污水處理廠，垃圾處理場(chǎng)，煉油廠，橡膠廠，化工廠，制藥廠等產(chǎn)生的多種高濃度有機(jī)廢氣。
低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用于惡臭氣體治理，具有處理效果好，成本雖然偏高，但運(yùn)行費(fèi)用極低，無(wú)二次污染，運(yùn)行穩(wěn)定，操作管理簡(jiǎn)便，即開即用等，瞬間就可以處理廢氣，效率高的同時(shí)，低溫等離子技術(shù)對(duì)環(huán)境的安全系數(shù)要求很高。
冰升溫至0℃會(huì)變成水，如繼續(xù)使溫度升至100℃，那么水就會(huì)沸騰成為水蒸氣。隨著溫度的上升，物質(zhì)的存在狀態(tài)一般會(huì)呈現(xiàn)出固態(tài)→液態(tài)→氣態(tài)三種物態(tài)的轉(zhuǎn)化過程，我們把這三種基本形態(tài)稱為物質(zhì)的三態(tài)。那么對(duì)于氣態(tài)物質(zhì)，溫度升至幾千度時(shí)，將會(huì)有什么新變化呢? 由于物質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，相互間的碰撞就會(huì)使氣體分子產(chǎn)生電離，這樣物質(zhì)就變成由自由運(yùn)動(dòng)并相互作用的正離子和電子組成的混合物（蠟燭的火焰就處于這種狀態(tài)）。我們把物質(zhì)的這種存在狀態(tài)稱為物質(zhì)的第四態(tài)，即等離子體(plasma)。因?yàn)殡婋x過程中正離子和電子總是成對(duì)出現(xiàn)，所以等離子體中正離子和電子的總數(shù)大致相等，總體來(lái)看為準(zhǔn)電中性。反過來(lái)，我們可以把等離子體定義為：正離子和電子的密度大致相等的電離氣體。 從剛才提到的微弱的蠟燭火焰，我們可以看到等離子體的存在，而夜空中的滿天星斗又都是高溫的*電離等離子體。據(jù)印度天體物理學(xué)家沙哈(M2Saha，1893-1956)的計(jì)算，宇宙中的99.9%的物質(zhì)處于等離子體狀態(tài)。而我們居住的地球倒是例外的溫度較低的星球。此外，對(duì)于自然界中的等離子體，我們還可以列舉太陽(yáng)、電離層、極光、雷電等。在人工生成等離子體的方法中，氣體放電法比加熱的辦法更加簡(jiǎn)便高效，諸如熒光燈、霓虹燈、電弧焊、電暈放電等等。在自 然和人工生成的各種主要類型的等離子體的密度和溫度的數(shù)值，其密度為106（單 位：個(gè)／m3）的稀薄星際等離子體到密度為1025的電弧放電等離子體，跨越近20個(gè)數(shù)量級(jí)。其溫度分布范圍則從100K的低溫到超高溫核聚變等離子體的108-109K（1-10億度）。 溫度軸的單位eV(electron volt)是等離子體領(lǐng)域中常用的溫度單位，1eV=11600K。 通常，等離子體中存在電子、正離子和中性粒子(包括不帶電荷的粒子如原子或分子以及原子團(tuán))等三種粒子。設(shè)它們的密度分別為ne,ni,nn，由于準(zhǔn)電中性，所以電離前氣體分子密度為ne≈nn。于是，我們定義電離度β=ne/(ne+nn)，以此來(lái)衡量等離子體的電離程度。日冕、核聚變中的高溫等離子體的電離度都是*，像這樣β=1的等離子體稱為*電離等離子體。電離度大于1%(β≥10-2)的稱為強(qiáng)電離等離子體，像火焰中的等離子體大部分是中性粒子(β<10-3 )，稱之為弱電離等離子體。 若放電是在接近于大氣壓的高氣壓條件下進(jìn)行，那么電子、離子、中性粒子會(huì)通過激烈碰撞而充分交換動(dòng)能，從而使等離子體達(dá)到熱平衡狀態(tài)。若電子、離子、中性粒子的溫度分別為了Te，Ti，Tn，我們把這三種粒子的溫度近似相等(Te≈Ti≈Tn)的熱平衡等離子體稱為熱等離子體
