低溫等離子處理器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極燈作為低溫等離子體的激發(fā)體,在無極管區(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)是理想的一種能。在實(shí)踐應(yīng)用中,科題在于低氣壓究竟帕?管內(nèi)充什么樣的氣體有經(jīng)濟(jì)價(jià)值?這沒有理論模型可言,只有通過實(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)雜的過程,整個(gè)過程在不到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),生成無害無味的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)過程中,等離子體傳遞化學(xué)能量的反應(yīng)過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? 從以上過程可以看出,電子首先從電場(chǎng)獲得能量,通過激發(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)楹唵涡》肿影踩镔|(zhì),或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無毒無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),等離子體受到了國內(nèi)外相關(guān)學(xué)科界的高度關(guān)注。
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