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光氧等離子凈化一體機,等離子體中的離子、電子、激發(fā)太原子、分子及自由基都是極活潑的反應性物種,使通常條件下難以進行或速度很慢的反應變得快速,它們再進一步與污染物分子、離子反應,從而使污染物得到降解,尤其有利于難降解污染物的處理。
另外 ,由于活性離子和自由基氣體放電時一些高能激發(fā)粒子向下躍遷能產(chǎn)生紫外光線,當光子或電子的能量大于半導體禁帶寬度時,就會激發(fā)半導體內(nèi)的電子,使電子從價帶躍遷至導帶,形成具有很強活性的電子空穴對,并進一步誘導一系列氧化還原反應的進行。 光生
空穴具有很強的獲得電子能力,可與催化劑表面吸附的O2和H2O發(fā)生反應生成羥基自由基,從而進一步氧化污染物。由于等離子體放電光催化過程有大量高能電子沖擊、活性粒子、紫外線輻射等綜合因素的協(xié)同作用,因而可以更快速有效地分解空氣中有害物質(zhì)和滅菌除臭。
近年來興起的半導體光催化技術由于其能耗低,氧化性能強,已有大量研究。但該技術仍存在一些缺陷,如:反應受紫外光源限制;能量產(chǎn)率低;較難處理高濃度、大風量的氣體等。對于這些問題的解決,研究者通過各種技術手段對光催化劑進行改性,進而提高光催化性能[2]。另一方面通過和各種外加場(超聲波、電化學、等離子體等)進行耦合聯(lián)用形成新型的高效光催化反應技術,取得了顯著效果。尤其是低溫等離子體在環(huán)境污染物處理方面的應用研究引起了人們的極大關注,被認為是環(huán)境污染物處理領域中有廣適性、有發(fā)展前途的高新技術之一。目前,低溫等離子體技術已經(jīng)成功應用于煙氣脫硫、脫氮、溫室氣體處理和VOCs的降解[6]。而低溫等離子體和光催化的結(jié)合不但解決了光催化技術的一些難點,并且還使低溫等離子體技術得到了優(yōu)化。其操作條件更加溫和,能耗進一步降低,過程中的副產(chǎn)物也得到了抑制。本文作者將介紹這一新技術處理污染物的基本原理,并從去除VOCs、NOx以及殺菌等方面介紹國內(nèi)外對該技術的研究進展。
與目前國內(nèi)常用的異味氣體治理方法(活性炭吸附、液體吸收、燃燒法及生物法等)相比較,低溫等離子體工業(yè)廢氣處理成套設備和技術具有如下特點:
1、高科技創(chuàng)新產(chǎn)品:“低溫等離子體”技術是電子、化學、催化等綜合作用下的電化學過程,是一全新的技術創(chuàng)新領域。是依靠等離子體在瞬間產(chǎn)生的強大電場能量電離、 裂解有害氣體的化學鍵能,從而破壞廢氣分子結(jié)構(gòu),達到凈化目的。
2、高效廢氣凈化:本設備能高效去除揮發(fā)性有機物(VOC)、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物,以及各種惡臭味,除臭效率可達98%以上,對于長期彌漫、積累的惡臭、異味,24小時內(nèi)即可祛除,并且具有強力殺滅空氣中細菌、病毒等各種微生物能力,而且具有明顯的防霉作用。
3、無需添加任何物質(zhì):低溫等離子體廢氣處理是一種干法凈化過程,是一種全新的凈化過程,運行過程無需添加任何添加劑,不產(chǎn)生廢水、廢渣,不會導致二次污染。
4、適應性強:持久的凈化功能,無須專人看管。可適應高濃度、大氣量、不同氣態(tài)物質(zhì)的凈化處理,可在高溫250℃,低溫-50℃的環(huán)境內(nèi)凈化區(qū)均可運轉(zhuǎn),特別是在潮濕,甚至空氣5、濕度飽和的環(huán)境下仍可正常運行,每天24小時連續(xù)工作,長期運行穩(wěn)定可靠。
6、低耗節(jié)能:運行費用低廉、省電是“低溫等離子體”專利核心技術之一,處理1000M3/h臭氣,耗電量僅0.25度。本設備無任何機械動作,自動化程度高,工藝簡潔,隨用隨開操作簡單方便.無需專人管理和日常維護,遇故障自動停機報警,只需作定期檢查。
7、設備組合性強:“低溫等離子體”設備重量輕,體積小,可按場地要求立放、臥放,可根據(jù)廢氣濃度、流量、成份進行串、并組合設計達到完全的廢氣凈化。
8、設備使用壽命長:本設備由不銹鋼材,銅材、鉬材、環(huán)氧樹脂等材料組成,抗氧化性強,對酸、堿氣體、潮濕環(huán)境等具有良好的防腐性能。使用壽命長達15年以上。
9、安全:“低溫等離子體”設備內(nèi)使用電壓在36伏以下,安全可靠。