低溫等離子凈化器

低溫等離子凈化器工藝流程

氣體收集系統(tǒng)—預(yù)處理噴淋洗滌系統(tǒng)—低溫等離子凈化系統(tǒng)—深度氣體吸附催化系統(tǒng)—排放系統(tǒng)—控制系統(tǒng)氣體收集系統(tǒng)主要是將構(gòu)筑物自由揮發(fā)的氣體收集起來(lái)并輸送到后續(xù)處理系統(tǒng)。具體包括氣罩系統(tǒng)、管道輸送系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)。

低溫等離子凈化器工作原理

廢氣處理中洗滌系統(tǒng)用來(lái)和廢氣在洗滌塔內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理化學(xué)反應(yīng)，去處粉塵且通過(guò)化學(xué)反應(yīng)后的氣體達(dá)到廢氣一級(jí)凈化處理，具體包括專用填料、噴淋裝置、脫水層、風(fēng)機(jī)、加藥系統(tǒng)等。
低溫等離子凈化器內(nèi)部裝有獨(dú)特的碰吸單元，截留去除廢氣中的顆粒物質(zhì)，廢氣收集系統(tǒng)收集的多元素氣體經(jīng)過(guò)等離子活性氧凈化裝置，在高壓等離子電場(chǎng)的作用下，電離初始態(tài)氧將其中的廢氣離子進(jìn)行電離荷電凈化，帶電的微小離子(塵埃粒子)被吸附單元所收集并流入和沉積到氣體處理裝置的儲(chǔ)塵箱內(nèi)，氣體內(nèi)的有害氣體被電場(chǎng)內(nèi)所產(chǎn)生的臭氧所殺菌，并去除了異味，有害氣體被除掉,達(dá)到廢氣處理的目的。
吸附催化凈化處理裝置是一種干式廢氣處理設(shè)備。由箱體和裝填在箱體內(nèi)的吸附單元組成，吸附單元根據(jù)廢氣處理要求添加催化劑達(dá)到進(jìn)一步去處異味氣體的目的�？刂葡到y(tǒng)主要用來(lái)控制系統(tǒng)開(kāi)機(jī)、停運(yùn)，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效果進(jìn)行檢測(cè)，反饋系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和技術(shù)參數(shù)，從而使設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

本工藝在電催化總的設(shè)計(jì)概念下，分三個(gè)即獨(dú)立又混成的激發(fā)系統(tǒng)：微波激發(fā)區(qū)、等離子激發(fā)區(qū)、極板激發(fā)去。每個(gè)激發(fā)區(qū)有它特定的功能，但在原理上有它相似的地方。

1：微波激發(fā)區(qū)

本工藝有3至9個(gè)微波激發(fā)單位，根據(jù)被處理風(fēng)量的不同數(shù)量不同，微波由于它的頻率相對(duì)比較高，在納秒的時(shí)間內(nèi)有效作用于被處理空間（區(qū)域），由于微波的功率相對(duì)較小，因此在激發(fā)能力上也就是說(shuō)電子的獲能躍遷能力上有限，本設(shè)計(jì)只是把微波作為初頻激發(fā)源，在處理過(guò)程中作為一種預(yù)激發(fā)能。由于微波的預(yù)激功能，極大的提高等離子體區(qū)，極板區(qū)的激發(fā)能力和處理效果，由于微波技術(shù)的運(yùn)用，本工藝在同類設(shè)備的比較中顯得設(shè)備精煉而效果優(yōu)越。

2：低溫等離子體激發(fā)

本工藝有40支至240支充有特殊氣體的無(wú)極管組成的低溫等離子體激發(fā)區(qū)，低溫等離子體區(qū)是工藝的核心技術(shù)，國(guó)外諸多科研機(jī)構(gòu)室稱在常壓下實(shí)現(xiàn)低溫等離子體。從大量的試驗(yàn)分析，常壓低溫等離子體要在工業(yè)中應(yīng)用存在的困難仍舊很大，本工藝借助低氣壓的無(wú)極燈作為低溫等離子體的激發(fā)體，最大限度地在無(wú)極管區(qū)實(shí)現(xiàn)低溫等離子體區(qū)，由于低溫等離子體在能量躍遷過(guò)程中具有極強(qiáng)的能量平衡性，在粒子撞擊中失能極少，所以低溫等離子體作為原子激發(fā)是最理想的一種能。在實(shí)踐應(yīng)用中，最大的科題在于低氣壓究竟是多少帕？管內(nèi)充什么樣的氣體最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值？這沒(méi)有理論模型可言，只有通過(guò)實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)、分析。

3:極板區(qū)

根據(jù)被處理氣體的流量，極板間的電壓分12KV、16KV至42KV，極板間加以足夠高的電壓，在引風(fēng)的作用下，極區(qū)由于負(fù)壓的作用，按照法拉第暗區(qū)理論、光致電離理論、自由離理論，在常壓或接近常壓的條件下有相當(dāng)概率的粒子可能實(shí)現(xiàn)低溫等離子體。
根據(jù)三類的功能區(qū)，集中的目的是實(shí)現(xiàn)低溫等離子體，由于理論和實(shí)際使用條件上的區(qū)別，單一的方法獲得低溫等離子體，從功率上，外部條件上都存在差距。本工藝集三種技術(shù)與一體，經(jīng)山東、江蘇、浙江三地多家醫(yī)藥、化工企業(yè)的實(shí)地測(cè)試，原廢氣的去除率非常理想，根據(jù)尼普公司的測(cè)試，高濃度廢氣去除率可達(dá)84%以上。
電催化氧化工藝集低溫等離子體、微波放電、極板放電與一體，在實(shí)際使用中實(shí)現(xiàn)廢氣的有效處理是極為復(fù)雜的過(guò)程，整個(gè)過(guò)程在不到1秒的時(shí)間內(nèi)完成。從理論到模型都能探究到相關(guān)的機(jī)理，通過(guò)三種方式的集中放電，廢氣分子從低能的E,在千分之一秒的時(shí)間內(nèi)躍遷到足以使其電離的Em級(jí)，廢氣分子鍵充分?jǐn)嗔�，在雪崩式的撞擊中斷裂后的粒子由于質(zhì)量更小，被進(jìn)一步躍遷，與反應(yīng)堆內(nèi)的氧離子氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)，生成無(wú)害無(wú)味的CO2、H2O以及其它高價(jià)化合物。同時(shí)由于反應(yīng)堆內(nèi)臭氧以及紫外線的作用，徹底去除不同范疇的廢氣化合物，實(shí)地較為廣譜的去除空間。

低溫等離子體去除污染物的機(jī)理：

等離子體化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，等離子體傳遞化學(xué)能量的反應(yīng)過(guò)程中能量的傳遞大致如下：
(1)電場(chǎng)＋電子→高能電子
(2)高能電子＋分子(或原子)→(受激原子、受激基團(tuán)、游離基團(tuán))活性基團(tuán)
(3)活性基團(tuán)＋分子(原子)→生成物+熱
(4)活性基團(tuán)＋活性基團(tuán)→生成物+熱
從以上過(guò)程可以看出，電子首先從電場(chǎng)獲得能量，通過(guò)激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到分子或原子中去，獲得能量的分子或原子被激發(fā)，同時(shí)有部分分子被電離，從而成為活性基團(tuán)；之后這些活性基團(tuán)與分子或原子、活性基團(tuán)與活性基團(tuán)之間相互碰撞后生成穩(wěn)定產(chǎn)物和熱。另外，高能電子也能被鹵素和氧氣等電子親和力較強(qiáng)的物質(zhì)俘獲，成為負(fù)離子。這類負(fù)離子具有很好的化學(xué)活性，在化學(xué)反應(yīng)中起著重要的作用。
低溫等離子體去除污染物的原理：
低溫等離子體技術(shù)處理污染物的原理為：在外加電場(chǎng)的作用下，介質(zhì)放電產(chǎn)生的大量攜能電子轟擊污染物分子，使其電離、解離和激發(fā)，然后便引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、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)具有極強(qiáng)潛在優(yōu)勢(shì)的高新技術(shù)，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)生極大的危害；另外工業(yè)煙氣的無(wú)控制排放使全球性的大氣環(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(wèn)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(mén)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)。

是否是低溫等離子體處理技術(shù)的簡(jiǎn)單判斷方法：

現(xiàn)在，各傳媒上宣傳低溫等離子廢氣凈化的產(chǎn)品和技術(shù)很多，可這些產(chǎn)品的宣傳大部分都是在炒低溫等離子體概念。如何判斷是否是真正意義上的低溫等離子體技術(shù)？可以用下面兩個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則來(lái)判斷，即使你不懂低溫等離子體技術(shù)也能判斷出是真是假。
(1)在廢氣凈化的通道上必須充滿了低溫等離子體。這條規(guī)則判斷很簡(jiǎn)單，只要用眼睛觀察一下處理通道是否充滿紫藍(lán)色的放電就可以直觀的了解是否是低溫等離子體了（需要注意的是不要將各種顏色的燈光當(dāng)作電離子體放電）。如果在廢氣處理的通道上只零星的分布若干的放電點(diǎn)或線，則處理的效果是非常有限的，因?yàn)�，大部分�?VOCs)氣體沒(méi)有進(jìn)過(guò)低溫等離子體處理區(qū)域。
(2)低溫等離子體處理系統(tǒng)必須要有一定的放電處理功率。通常需要在2～5瓦時(shí)/米3。即1000米3/時(shí)的風(fēng)量需要處理的電功率為2KW～5KW。如果號(hào)稱1000米3/時(shí)的風(fēng)量只需要幾十或幾百瓦的電功率，則最多也就是靜電(除塵)處理或局部處理而已。要想分解VOCs沒(méi)有一定的能量是不可能的。