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廢氣處理

低溫等離子體技術(shù)
在工業(yè)廢氣處理中的應用和處理設備

    異味廢氣常用處理方法介紹 蘇曼公司低溫等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)說(shuō)明

        隨著(zhù)全球經(jīng)濟的發(fā)展,環(huán)境污染問(wèn)題日益突出,各種類(lèi)型的環(huán)境污染層出不窮,嚴重危及了人類(lèi)的健康與生存。為了人類(lèi)自身的安危,治理環(huán)境問(wèn)題迫在眉睫。近年,全球涌現出許多治理環(huán)境問(wèn)題的高新技術(shù),如超聲波、光催化氧化、低溫等離子體、反滲透等,其中低溫等離子體作為一種高效、低能耗、處理量大、操作簡(jiǎn)單的環(huán)保新技術(shù)來(lái)處理有毒及難降解物質(zhì),是近來(lái)研究的熱點(diǎn)。
        低溫等離子體技術(shù)應用范圍廣,氣體的流速和濃度對于氣態(tài)污染物治理技術(shù)應用來(lái)說(shuō)是兩個(gè)非常重要的因素。生物過(guò)濾和燃燒技術(shù)能應用于較高濃度范圍,但卻受氣體的流速所限;電子束照射技術(shù)僅有一非常窄的氣體流速范圍。而低溫等離子體技術(shù)對氣體的流速和濃度都有一個(gè)很寬的應用范圍,其應用廣泛不言而喻。等離子體技術(shù)工藝簡(jiǎn)單,吸附法要考慮吸附劑的定期更換,脫附時(shí)還有可能造成二次污染;燃燒法需要很高的操作溫度;聯(lián)合催化法中,催化劑存在選擇性,某些條件(如溫度過(guò)高)會(huì )造成催化劑失活,光催化法只能利用紫外光等;生物法要嚴格控制pH值、溫度和濕度等條件,以適合微生物的生長(cháng)。而低溫等離子體技術(shù)則較好的克服了以上技術(shù)的不足,反應條件為常溫常壓,反應器結構簡(jiǎn)單,并可同時(shí)消除混合污染物(有些情況還具有協(xié)同作用),不會(huì )產(chǎn)生二次污染等。就經(jīng)濟可行性來(lái)說(shuō),低溫等離子體反應裝置本身系統構成就單一緊湊,在運行費用方面,微觀(guān)來(lái)講,因放電過(guò)程只提高電子溫度而離子溫度基本保持不變,這樣反應體系就得以保持低溫,所以不僅能量利用率高,而且使設備維護費用也很低。
        低溫等離子體技術(shù)在氣態(tài)污染物治理方面優(yōu)勢顯著(zhù)。其基本原理是在電場(chǎng)的加速作用下,產(chǎn)生高能電子,當電子平均能量超過(guò)目標治理物分子化學(xué)鍵能時(shí),分子鍵斷裂,達到消除氣態(tài)污染物的目的。1980年代,日本東京大學(xué)S.Masuda教授提出的高壓脈沖電暈放電法是常溫常壓下得到低溫等離子體的最簡(jiǎn)單、最有效的方法。它已成為目前的研究前沿,也正越來(lái)越多的用于氣態(tài)污染物的治理。 
    
低溫等離子體去除污染物的機理:
    等離子體化學(xué)反應過(guò)程中,等離子體傳遞化學(xué)能量的反應過(guò)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、游離基團) 活性基團
    (3) 活性基團+分子(原子)→生成物+熱
    (4) 活性基團+活性基團→生成物+熱
        從以上過(guò)程可以看出,電子首先從電場(chǎng)獲得能量,通過(guò)激發(fā)或電離將能量轉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;之后這些活性基團與分子或原子、活性基團與活性基團之間相互碰撞后生成穩定產(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的物質(zhì)俘獲,成為負離子。這類(lèi)負離子具有很好的化學(xué)活性,在化學(xué)反應中起著(zhù)重要的作用。
    
低溫等離子體去除污染物的原理:
       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)了一系列復雜的物理、化學(xué)反應,使復雜大分子污染物轉變?yōu)楹?jiǎn)單小分子安全物質(zhì),或使有毒有害物質(zhì)轉變成無(wú)毒無(wú)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 ,適當控制反應條件可以實(shí)現一般情況下難以實(shí)現或速度很慢的化學(xué)反應變得十分快速。作為環(huán)境污染處理領(lǐng)域中的一項具有極強潛在優(yōu)勢的高新技術(shù),等離子體受到了國內外相關(guān)學(xué)科界的高度關(guān)注。 
    
低溫等離子體技術(shù)在環(huán)境工程中的應用:
       低溫等離子體技術(shù)在廢氣處理中的應用隨著(zhù)工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,石油、制藥、油漆、印刷和涂料等行業(yè)產(chǎn)生的揮發(fā)性有機廢氣也日漸增多,這些廢氣不僅會(huì )在大氣中停留較長(cháng)的時(shí)間,還會(huì )擴散和漂移到較遠的地方,給環(huán)境帶來(lái)嚴重的污染,這些廢氣吸入人體,直接對人體的健康產(chǎn)生極大的危害;另外工業(yè)煙氣的無(wú)控制排放使全球性的大氣環(huán)境日益惡化,酸雨(主要來(lái)源于工業(yè)排放的硫氧化物和氮氧化物) 的危害引起了各國的重視。由于大氣受污染而酸化,導致了生態(tài)環(huán)境的破壞,重大災難頻繁發(fā)生,給人類(lèi)造成了巨大損失。因此選擇一種經(jīng)濟、可行性強的處理方法勢在必行。
        降解揮發(fā)性有機污染物(VOCs)傳統的處理方法如吸收、吸附、冷凝和燃燒等,對于低濃度的VOCs很難實(shí)現,而光催化降解VOCs又存在催化劑容易失活的問(wèn)題,利用低溫等離子體處理VOCs可以不受上述條件的限制,具有潛在的優(yōu)勢。但由于等離子體是一門(mén)包含放電物理學(xué)、放電化學(xué)、化學(xué)反應工程學(xué)及真空技術(shù)等基礎學(xué)科之上的交叉學(xué)科。因此, 目前能成熟的掌握該技術(shù)的單位非常的少。大部分宣傳采用低溫等離子技術(shù)處理廢氣的宣傳都不是真正意義上的低溫等離子廢氣處理技術(shù)。
    
是否是低溫等離子體處理技術(shù)的簡(jiǎn)單判斷方法: 
       現在,各傳媒上宣傳低溫等離子廢氣處理的產(chǎn)品和技術(shù)很多,可這些產(chǎn)品的宣傳大部分都是在炒低溫等離子體概念。如何判斷是否是真正意義上的低溫等離子體技術(shù)?可以用下面兩個(gè)簡(jiǎn)單的規則來(lái)判斷,即使你不懂低溫等離子體技術(shù)也能判斷出是真是假。
        (1) 在廢氣處理的通道上必須充滿(mǎn)了低溫等離子體。這條規則判斷很簡(jiǎn)單,只要用眼睛觀(guān)察一下處理通道是否充滿(mǎn)紫藍色的放電就可以直觀(guān)的了解是否是低溫等離子體了(需要注意的是不要將各種顏色的燈光當作低溫體放電)。如果在廢氣處理的通道上只零星的分布若干的放電點(diǎn)或線(xiàn),則處理的效果是非常有限的,因為,大部分的(VOCs)氣體沒(méi)有進(jìn)過(guò)低溫等離子體處理區域。
        (2) 低溫等離子體處理系統必須要有一定的放電處理功率。通常需要在2~5瓦時(shí)/米3。即1000米3/時(shí)的風(fēng)量需要處理的電功率為2KW~5KW。如果號稱(chēng)1000米3/時(shí)的風(fēng)量只需要幾十或幾百瓦的電功率,則最多也就是靜電(除塵)處理或局部處理而已。要想分解VOCs沒(méi)有一定的能量從理論上也是不可能的。
   
蘇曼公司低溫等離子體處理設備的特點(diǎn):
    1、工藝簡(jiǎn)潔:低溫等離子體設備,操作簡(jiǎn)單,方便.無(wú)需專(zhuān)人看管,遇故障自動(dòng)停機報警。
    2、節能:低溫等離子體處理煙氣能耗低,運行費用低廉,2~5瓦時(shí)/米3。
    3、適應范圍廣:在-60℃~+300℃的環(huán)境內均可正常運轉,特別是在潮濕,甚至空氣濕度飽和的環(huán)境下仍可正常運行。
    4、設備使用壽命長(cháng):本設備由不銹鋼材,石英、鉬等材料組成,抗氧化性強,在酸性氣體中耐腐蝕。
    5、組合性強:低溫等離子體處理設備可以竄并聯(lián)混合應用。
6、500~2000米3/時(shí)為一個(gè)低溫等離子體處理裝置單元,一個(gè)單元用一個(gè)脈沖電源激勵。

蘇曼公司低溫等離子體工業(yè)廢氣處理設備單元規格:
    1. 輸入電壓:AC380V(或AC220V)(±10%)
    2. 功率:2~5KW/1000米3(2~5瓦時(shí)/米3);
    3. 主機重量:10KG;變壓器重量:35Kg;低溫等離子體處理裝置重量:10Kg
    4. 主機和變壓器之間的連線(xiàn):<5m;
    5. 主機尺寸:250(W)×200(H)×360(D)mm3
    6. 變壓器尺寸:230(W)×280(D) ×290(H)mm3
    7. 低溫等離子體體積:處理通道內充滿(mǎn)低溫等離子體
    8. 工作環(huán)境:
        溫度: -10℃~+40℃
        相對濕度: 20%~93%(不結露)
    9. 大氣壓力: 86Kpa~106Kpa
    10.氣體流速:1~30米/秒
    11.處理量:20~20000米3/小時(shí)
    12.功耗:2~5瓦時(shí)/米3
    13.凈化氣體升溫:小于5°C
    14.壓損:小于300Pa
    15.效率:含硫惡臭氣體(H2S,CS2)85%,VOC(苯,甲苯,二甲苯)95%

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500~2000m3/H處理量DBD
低溫等離子體污水處理產(chǎn)生的惡臭氣體處理系統

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低溫等離子體廢氣處理反應堆放電效果圖

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1000~2000m3/H處理量
DBD低溫等離子體香氣或臭氣處理系統

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2000~4000m3/H處理量
DBD低溫等離子體工業(yè)廢氣處理系統

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3000~6000米3/小時(shí)處理量
DBD低溫等離子體工業(yè)廢氣處理系統

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100~300m3/H處理量
實(shí)驗室用DBD低溫等離子氣體處理系統

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1000~3000m3/H處理量
低溫等離子體工業(yè)廢氣處理系統

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3000~12000m3/H處理量
低溫等離子體工業(yè)廢氣處理系統

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5000~10000m3/H處理量

DBD-CORONA混合式低溫等離子體廢氣處理系統

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20000~30000米3/小時(shí)處理量低溫等離子體廢氣處理系統

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低溫等離子體廢氣處理設備脈沖電源的外形圖

低溫等離子體工業(yè)廢氣處理應用實(shí)例

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DBD放電低溫等離子體廢氣處理實(shí)例
(各種日化香精香料氣體處理)

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DBD放電低溫等離子體廢氣處理實(shí)例
(各種香精香料氣體處理)

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Corona放電低溫等離子體廢氣處理實(shí)例
(污水處理站臭氣處理)

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Corona放電低溫等離子體廢氣處理實(shí)例
(VOCs處理)