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低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的放電電壓時(shí)，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種高能離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體
低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的放電電壓時(shí)，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種高能離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個(gè)體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，所以稱為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到降解污染物的目的。
裝置示意圖如圖1所示。
介質(zhì)阻擋放電是一種獲得高氣壓下低溫等離子體的放電方法，這種放電產(chǎn)生于兩個(gè)電極之間。介質(zhì)阻擋放電可以在0.1～10′105Pa的氣壓下進(jìn)行，具有輝光放電的大空間均勻放電和電暈放電的高氣壓運(yùn)行的特點(diǎn)。整個(gè)放電是由許多在空間和時(shí)間上隨機(jī)分布的微放電構(gòu)成，這些微放電的持續(xù)時(shí)間很短，一般在10ns量級(jí)。介質(zhì)層對(duì)此類放電有兩個(gè)主要作用：一是限制微放電中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，使微放電成為一個(gè)個(gè)短促的脈沖；二是讓微放電均勻穩(wěn)定地分布在整個(gè)面狀電極之間，防止火花放電。介質(zhì)阻擋放電由于電極不直接與放電氣體發(fā)生接觸，從而避免了電極的腐蝕問題。
低溫等離子體凈化工業(yè)廢氣的工作原理:
等離子體中能量的傳遞大致如下：
介質(zhì)阻擋放電過程中，電子從電場(chǎng)中獲得能量，通過碰撞將能量轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能或動(dòng)能，這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團(tuán)，同時(shí)空氣中的氧氣和水分在高能電子的作用下也可產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫、臭氧和羥基氧等活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)相互碰撞后便引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)。從等離子體的活性基團(tuán)組成可以看出，等離子體內(nèi)部富含化學(xué)活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等物質(zhì)，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。
等離子體化學(xué)反應(yīng)過程大致如下：
從以上反應(yīng)過程可以看出，電子先從電場(chǎng)獲得能量，通過激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到污染物分子中去，那些獲得能量的污染物分子被激發(fā)，同時(shí)有部分分子被電離，從而成為活性基團(tuán)。然后這些活性基團(tuán)與氧氣、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。
3.2雙介質(zhì)低溫等離子體優(yōu)勢(shì)
我公司研發(fā)的等離子具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1電子能量高，平均電子能量達(dá)到10ev 以上，能夠打開苯環(huán)的C-C鍵（8.4ev），是普通電暈放電的2倍以上。
2電子密度大，電子密度是目前已知其他同類技術(shù)放電的1500倍。
3放電方式為高壓脈沖放電，電極不與廢氣接觸，不會(huì)造成腐蝕。
4反應(yīng)管使用耐腐蝕石英介質(zhì)，使用壽命長(zhǎng)。
5能耗低，10000m3/h的廢氣量能耗在0kw-12kw。
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