低溫等離子體是繼固態、液態、氣態之后的物質的第四態,當外加電壓達到氣體的放電電壓時,氣體被擊穿,產生包括電子、各種離子、原子和自由基在內的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高,但重粒子溫度很低,整個體系呈現低溫狀態,所以稱為低溫等離子體。基于介質阻擋放電產生的低溫等離子體技術,我們稱之為介質阻擋放電技術(DBD)或者雙質阻擋放電技術(DDBD),該技術可以產生大面積、高密度的低溫等離子體。因為絕緣介質的阻擋效應,該技術不會產生火花放電,安全性能高。低溫等離子體內部產生富含*化學活性的粒子,如高能電子、離子、自由基和激發態分子等。廢氣中的污染物質與這些具有較高能量的活性基團發生反應,最終轉化為二氧化碳(CO2)和水(H2O)等物質,從而達到凈化廢氣的目的。
雙介質低溫等離子體技術,是一個集物理學、化學、生物學和環境科學于一體的交叉綜合性電子化學技術,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,是目前國內外大氣污染治理中最富有前景、最行之有效的技術方法之一,其使用和推廣前景廣闊,為工業領域VOC類有機廢氣及惡臭氣體的治理開辟了一條新的思路。
適用廢氣種類
介質阻擋放電產生的低溫等離子體內,高能電子能量高,活性粒子密度高,能夠分解絕大部分惡臭異味分子和各種VOC分子,包括:
含氮化合物:甲胺、二甲胺、DMF等。
含硫化合物: H2S、CS2、二甲二硫、硫醇、硫醚等。
苯系物:苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。
VOCs類廢氣: 烴、芳烴、脂、酯、醇、醛、酮、醚等。
《國家惡臭污染控制標準》中規定的八大惡臭物質硫化氫、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
雙介質低溫等離子體技術處理廢氣的原理說明
在外加電場的作用下,介質阻擋放電產生的大量高能電子(e)轟擊污染物分子,使其電離和激發,然后與其他活性粒子如氧原子(O)、羥基自由基(OH)結合,引發了一系列復雜的物理、化學反應,使復雜大分子污染物轉變為簡單小分子安全物質,或使有毒有害物質轉變成無毒無害或低毒低害的物質,從而使污染物得以降解去除。
等離子體技術分解和氧化有機廢氣分子的過程十分迅速,一般是在微妙到毫秒的范圍內,最終產物主要是CO2和H2O
以去除惡臭氣體硫化氫(H2S)為例:
途徑一:高能電子(e)直接轟擊并分解H2S分子,然后和活性很高的氧原子結合(O),最終生成H2O和SO2:
H2S +e → H + HS + e → 2H+S
2H+S+3O→H2O + SO2
途徑二:H2S分子被氧原子(O)直接氧化,而最終生成H2O和SO2:
H2S + 3O → H2O + SO2
途徑三:H2S分子被羥基自由基(OH)直接氧化,而最終生成H2O和SO2:
HS + OH →(HO·H2S)→ H2O + SO2
產品特點
我公司開發的模塊化雙介質低溫等離子體產品,采用雙介質阻擋放電技術,具有“高效、安全、不打火”的特點:
基于介質阻擋放電技術和高壓脈沖電源技術,可以實現大面積的均勻放電,是真正的低溫等離子體技術
放電產生的電子能量強,平均可達5eV,低溫等離子體密度高達2*1020/m3
高壓電源和放電模塊均為模塊化設計,方便客戶進行整套設備的結構設計、冗余設計和后期擴容
放電模塊為平板式結構設計,風阻小,易于清洗和維護
放電電極均內置在石英玻璃管內,不與廢氣接觸,避免了電極腐蝕問題,壽命長。
高壓絕緣膠灌封處理,防潮、防水、防爬電。所有絕緣材料均為阻燃材料,安全等級高。
高壓電源含有多重保護功能,并集成數據顯示、監測、遠程控制功能,支持PLC遠程控制和功率調節。
產品優勢
與其他的廢氣處理工藝(活性炭吸附、液體吸收、燃燒法及生物法等)相比較,采用我公司的雙介質低溫等離子體技術的廢氣處理工藝,具有如下優勢:
1、高去除率:本設備能高效去除揮發性有機物、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物,以及各種惡臭異味,除臭效率可達90%以上。
2、適應性強:既可以處理單一成分的廢氣,可以適應多種復雜成分的廢氣處理。對酸、堿氣體、高濕環境等具有良好的適應能力。
3、低耗節能:運行費用低廉,約為0.6Wh-1Wh/m3,即處理1千立方米的能耗不到1度電。工藝簡潔,隨用隨開,操作簡單方便。
4、設備組合性強:模塊化設計,設備重量輕,體積小,可按場地要求立放、臥放,可根據廢氣濃度、流量、成份進行串、并組合設計。
5、維護方便、壽命長:放電模塊為平板式結構設計,風阻小,易于清洗和維護,遇故障自動停機報警,只需作定期檢查。
典型應用行業
該技術可用于橡膠行業、制藥行業、注塑、飼料和肥料加工廠、畜牧產品農場、化纖廠、皮革廠、制漿廠、污水泵站、各類污水處理廠、涂料、食品填加劑廠、皮革加工、感光材料、汽車制造以及公廁、糞便轉運站等諸多行業存在的有機廢氣、異味、惡臭等污染問題。