低溫等離子體中的化學(xué)反應(yīng)主要是通過氣體放電產(chǎn)生的快電子激發(fā)來完成的。這些快電子與氣體分子碰撞,使氣體分子激發(fā)到更高的能級。被激發(fā)到高能級的分子,由于其內(nèi)能的增加,既可發(fā)生鍵的斷裂也可以與其它物種發(fā)生化學(xué)反應(yīng);而由于碰撞失去部分能量的電子在電場的作用下仍可得到補(bǔ)償。典型的反應(yīng)類型如下:
| 電子/分子反應(yīng) | ||
激發(fā) | e + A2→ A2+ + 2e | ||
離解 | e + A2→ 2A + e | ||
附著 | e + A2→ A2 | - | |
離解附著 | e + A2→ A- + A | ||
電離 | e + A2→ A2+ + 2e | ||
復(fù)合 | e + A2 | -→ A2 | |
離脫 | e + A2-→ A2 + 2e | ||
| 分子/原子反應(yīng) | ||
潘寧離解 | M* + A2→ 2A + M | ||
潘寧電離 | M* + A2→ A2+ + M + e | ||
電荷轉(zhuǎn)移 | A+ + B → B+ + A | ||
離子復(fù)合 | A+ + B-→ AB | ||
中性復(fù)合 | A + B + M → AB + M | ||
| 分解反應(yīng) | ||
電子的 | e + AB → A + B + e | ||
原子的 | A* + B2→ AB + B | ||
| 合成反應(yīng) | ||
電子的 | e + A → A* + e | ||
| A* + B → AB | ||
原子的 | A + B → AB | ||
可以看出,低溫非平衡態(tài)等離子體是使分子活化的有效方法,它能使幾乎所有的分子激發(fā)、電離和自由基化,產(chǎn)生大量的活性基團(tuán),如O、OH、O2,O3和高能量的自由電子。這些活性物種使得在通常條件下難以實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)可以很容易地在等離子體系統(tǒng)中完成。尤其對空氣中污染物的脫除,可以在很短的時(shí)間內(nèi)使其分解甚至*分解。研究表明,等離子體分解空氣污染物可通過兩種途徑完成:
(1)在產(chǎn)生等離子體的過程中產(chǎn)生的瞬間高能量,打開某些有害分子的化學(xué)鍵,使其分解成單質(zhì)原子或無害分子。
(2)等離子體中包含了大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子(其能量范圍如表 1)和具有強(qiáng)氧化活性的自由基,這些活性粒子的平均能量高于氣體分子的鍵能,它們和有害氣體分子發(fā)生頻繁的碰撞,打開氣體分子的化學(xué)鍵,同時(shí)產(chǎn)生的大量?OH、HO2、O等自由基和氧化性*的 O3 跟有害氣體分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成無害產(chǎn)物。
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),去處粉塵且通過化學(xué)反應(yīng)后的氣體達(dá)到廢氣一級凈化處理,具體包括填料、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*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)過等離子活性氧凈化裝置,在高壓等離子電場的作用下,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)主要用來控制系統(tǒng)開機(jī)、停運(yùn),并對系統(tǒng)運(yùn)行效果進(jìn)行檢測,反饋系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和技術(shù)參數(shù),從而使設(shè)備處于良好運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)無人值守。