等離子有機(jī)廢氣凈化器工作原理
等離子體被稱為物質(zhì)第4形態(tài)，由電子、離子、自由基和中性粒子組成。低溫等離子體有機(jī)氣體凈化器是利用等離子體。以每秒800萬(wàn)次至5000萬(wàn)次的速度反復(fù)轟擊異味氣體的分子，去激活、電離、裂解廢氣中的各種成份，從而發(fā)生氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)多級(jí)凈化，將有害物轉(zhuǎn)化為潔凈的空氣釋放至大自然。
等離子有機(jī)廢氣凈化器工作原理是采用高壓發(fā)生器形成低溫等離子體，在平均能量約5eV的大量電子作用下，使通過(guò)凈化器的苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)廢氣分子轉(zhuǎn)化成各種活性粒子，與空氣中的O2結(jié)合生成H2O、CO2等低分子無(wú)害物質(zhì)，使廢氣得到凈化。
在處理過(guò)程中，當(dāng)有機(jī)氣體進(jìn)入冷離子體反應(yīng)室時(shí)，氣體被均勻分配到等離子反應(yīng)室（PRC）。反應(yīng)室分成模塊式管子區(qū)，每根管子的*有一根放電極，與反應(yīng)室獨(dú)立隔開(kāi)。通過(guò)高壓線對(duì)反應(yīng)室導(dǎo)通可調(diào)節(jié)高壓，高壓導(dǎo)通到管子里的管狀電線上。由電線至管壁產(chǎn)生放電現(xiàn)象。
一旦放電，等離子體電子就與氣體分子相撞擊，產(chǎn)生化學(xué)性活性核素，就是通常所說(shuō)的激進(jìn)和負(fù)荷載體。此外，還具有微型靜電沉淀器的功能，該裝置可以除塵。
同時(shí)注入環(huán)境或者二級(jí)氣體來(lái)優(yōu)化反應(yīng)室的濕度和溫度登記，與此同時(shí)加入離子來(lái)改善反應(yīng)室內(nèi)的反應(yīng)。這種冷離子體處理方法使有機(jī)氣體在低溫下進(jìn)行“氧化”
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
過(guò)程一：高能電子直接轟擊
過(guò)程二：產(chǎn)生氧原子、臭氧、羥基自由基及小分子碎片
O2 + 2e → 2O·
O2 + O· → O3 + e
H2O + 2e → H· + HO·
H2O + O·+ e → 2HO·
H· + O2 → HO· + O
C(a+b)H(m+n)O(x+y) + 2 e → CaHmOx ·+ CbHnOy·
過(guò)程三：分子碎片氧化
CaHmOx + HO·→ CO2 + H2O
CaHmOx + O·→ CO2 + H2O
CaHmOx + O2→ CO2 + H2O
CaHmOx + O3→ CO2 + H2O
經(jīng)過(guò)低溫等離子凈化后，廢氣尚含有部分小分子的物質(zhì)及臭氧，采用水洗工藝可以對(duì)污染物進(jìn)行進(jìn)一步處理，同時(shí)減少?gòu)U氣中臭氧含量。相關(guān)反應(yīng)機(jī)理如下：
H2O + e → H· + HO· + e
H· + O3 → O2 + HO·
HO· + O3 → HO2· + O2
HO2· + O3 → HO· + O2
因此在此過(guò)程中，部分小分子有機(jī)物可進(jìn)一步被羥基自由基氧化而予以去除。
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*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***，直接對(duì)***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(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)。
