等离子光氧一体机废气处理技术与研究现状
一、等离子光氧一体机废气处理技术
低温等离子净化器废气处理技术,采用双介质阻挡放电形式产生等离子体,所产生等离子体的密度是其他技术产生等离子体密度的1500倍,初用于氟利昂类、哈隆类物质的处理,后延伸至工业恶臭、异味、气体处理。该技术节能、环保,应用范围广,所有化工生产环节产生的恶臭异味几乎都可以处理,并对二恶英有良好的效果。
等离子体工业废气处理技术已研制出标准化废气治理设备,利用所产生的电子、自由基等活性粒子、电离、裂解工业废气中的各组成份,使之发生,等一些列复杂的化学反应,再经过多级净化,从而各种污染源排放的异味、臭味污染物,使气体达到低毒化、化,保护人类生存环境。由于其对污染物分子的且处理能耗低等特点,为工业废气的处理开辟了一条新的思路。
二、等离子净化设备去除污染物研究现状
等离子净化设备技术是20世纪60年代兴起的一门交叉科学,它是涉及物理学、化学、生物学和环境科学的一项全新技术。等离子体被称为物质的第四态,有电子、离子、自由基和中性粒子组成,是导电性流体,总体上保持电中性。低温等离子体技术在提高VOCs净化效率上具有很大的优点,在低温等离子体去除污染物研究方面主要集中在以下几个方面:
(1)产生等离子体的放电方式研究:等离子体的产生方式主要有表面放电、介质阻挡放电、直流电晕放电、脉冲电晕放电等方法,实验结果表明无论是哪种产生方式,低温等离子体对污染物去除都发挥着作用,但是每种等离子体的产生方法都有着各自的优缺点,有必要进行放电方式的选择,在后文将详述;
(2)低温等离子体与催化剂结合作用的研究:这种催化剂通常为电介质材料BaTi03、吸附材料(A1203或沸石BaTi03)、或具有光催化的材料Ti02等:通过反应器内填充催化剂BaTi03,在外加交流电作用下较化填充料,从而在填充催化剂附近形成强电场,产生局部放电,其结果表明,催化剂BaTi03存在时,甲醛的去除率提高了近20%,苯的去除率提高10%左右,去除率提高了30%但实验过程中,没有探讨二次污染物臭氧生成情况;在催化剂为BaTi03和A1203的研究方面:在单独使用催化剂BaTi03时能量利用效率低,因A1203有很好的吸附性,将BaTi03和多孔A120:的混合作为填充料进行了实验研究,通过实验结果对比发现二者的混合作用提高了二碳的选择性(表示反应的完全度),同时降低了氮物的生成量,但是与此同时,在等离子体产生的同时会有大量臭氧的产生,BaTi03对臭氧并没有的去除效果,二次污染仍然存在,而研究者并没对臭氧的处理提出去除方法;在催化剂为Ti02或Mn02的研究方面:
通过将二钦及二锰作为催化剂对污染物进行去除实验,以能量密度0.36kJ/L为例,苯去除率在36%左右,伴有大量臭氧的生成,在有催化剂二锰存在时,苯的去除率达55%左右,臭氧的生成量几乎接近于零,在采用二钦时,苯的去除效果也增加了一倍左右,虽然臭氧的量得到限制,但实验系统中实验段为直径为10.6mm的管结构,对于较大结构的反应器未作研究,因而不利于实际中反应器的放大。另外,在等离子体结合催化剂的过程中一些研究者提出了一些有意义的建议,关于臭氧的去除问题,但并没有提出合理的措施加快臭氧;利用等离子产生过程产生紫外光的作用,来激发T12产生空穴与电子去除有机物,验证了低温等离子产生过程中可发出低于激发纳米T12波长的紫外光,起到光源的作用,对于低温等离子体技术与光催化技术的结合有着重要的知道意义。
(3)低温等离子体的反应器结构研究:不同的电较结构对于等离子体产生情况是不同的,产生低温等离子体的电较结构目前主要包括线一管、针一板、线一板、板一板等类别;
线一管电较结构反应器:大部分的实验结构为线一管式填充反应器(如前面催化剂的讨论),线一管式两级间距固定,等离子体从中心到外壁的传播导致反应器内形成不均匀的等离子区域,这种线一管反应器结构存在反应器放大难的问题,因而对于实际工业过程中去除大量的污染气体此种结构就受到很大的限制。
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