低温等离子体废气处理设备

 低温等离子体废气处理技术

安丘锦叶环保设备有限公司是较早研发低温 等离子体废气处理技术的企业，目前已经形成四大类等离子体废气处理产品：双介质阻挡放电等离子体设备，单介质阻挡放电等离子体设备，尖 端毛细放电等离子体设备，平行极板等离子体设备。

低温等离子体去除污染物的机理：

等离子体化学反应过程中，等离子体传递化学能量的反应过程中能量的传递大致如下

1、电场＋电子→高能电子

2、高能电子＋分子（或原子）→（受激原子、 受激基团、游离基团）活性基团

3、活性基团＋分子（原子）→ 生成物＋热

4、活性基团＋活性基团→生成物＋热

等离子体有机废气处理器工作原理 

等离子体被称为物质第 4 形态，由电子、离子、自由基和中性粒子组成。低温等离子体有机气体净化器是利用等离子体，以每秒 800 万次至 5000万次的速度反复轰击异味气体的分子，去电离、裂解废气中的各种成份，从而发生氧化等一系列复杂的化学反应，再经过多级净化，将有害物转化为洁净的空气释放至大自然。

等离子体有机废气净化器工作原理是采用高压发生器形成低温等离子体，在平均能量约 8eV 的大量电子作用下，使通过处理器的苯、甲苯、 二甲苯等有机废气分子转化成各种活性粒子，与 空气中的O2结合生成H2O、CO2等低分子无 害 物质，使废气得到净化。

在处理过程上，当有机气体进入等离子体反 应室时，气体被均匀分配到等离子反应室。反应 室分成若干模块式管子区，每根管子的中央有一 根放电极，与反应室独立隔开。通过高压线对反应室导通可调节高压，高压导通到管子里的管状 电线上。由电线至管壁产生放电现象。

一旦放电，等离子体电子就与气体分子相撞击，产生化学性活性核素，就是通常所说的激进 和负荷载体。此外，还具有微型静电沉淀器的功能，该装置可以除尘。

同时注入环境或者二级气体来优化反应室的湿度和温度登记，与此同时加入离子来改善反应室内的反应。这种冷离子体处理方法使有机气体 在低温下进行“氧化”。

低温等离子体去除污染物的原理

低温等离子体技术处理污染物的原理为：在外加电场的作用下，介质放电产生的大量携能电子 轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，然后便 引发了一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单小分子安 全物质，或使有毒有 害物质转变成无 毒无 害或低毒低害的物质，从而使污染物得以降解去除。因其电离后产生的电子平均 能量在 10ev，适当控制反应条件可以实现一般情况 下难以实现或速度很慢的化学反应变得十分快速。 作为环境污染处理领域中的一项具有极强潜在优势 的高新技术，等离子体受到了国内外相关学科界的高度关注。

低温等离子体技术在环境工程中的应用

低温等离子体技术在废气处理中的应用随着 工业经济的发展，石油、制药、油漆、印刷和涂料等行业产生的挥发性有机废气也日渐增多，这些 废气不仅会在大气中停留较长的时间，还会扩散和 漂移到较远的地方，给环境带来严重的污染；另外 工业烟气的无控制排放使全 球性的大气环境日益恶化，酸雨（主要来源于工业排放的硫氧化物和氮氧 化物）的危害引起了各国的重视。由于大气受污染而酸化，导致了生态环境的破坏，重大灾难频繁发 生，给人类造成了巨大损失。因此选择一种经济可 行性强的处理方法势在必行。

降解挥发性有机污染物（VOCs）传统的处理 方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧，对于低浓度的 VOCs很难实现，而光催化降解VOCs又存在催化 剂容易失活的问题，利用低温等离子体处理VOCs 可以不受上述条件的限制，具有潜在的优势。但由于等离子体是一门包含放电物理学、放电化学、 化学反应工程学及真空技术等基础学科之上的交 叉学科。因此目前能成熟的掌握该技术的单位非 常的少。大部分宣传采用低温等离子技术处理废 气的宣传不是真正意义上的低温等离子废气处理 技术。等离子体技术目前采用的有四类技术，介 质阻挡放电（双介质、单介质）、尖 端放电（金属、 纤维）、板式放电、微波放电，实际应用也有采 用组合模式。

一：介质阻挡放电（DBD、DDBD）

将绝缘介质（石英）插入放电空间的一种气 体放电。介质可以覆盖在电极上，也可以悬挂在 放电空间里，当在放电电极间施加一定频率（几 K 赫兹）的 3—11Kv 的交流电压时，电极间的气体 就会被击穿产生碳阻挡气体放电。在大气压或高 于大气压条件下，间隙内的气体放电由许多在时 间上和空间上随机分布的微放电构成，这些微放 电的持续时间很短，一般为纳秒量级[20]。由实 验观察，微放电通常呈现一些相当均匀的圆柱型 微通道，每一个微通道就是一个强烈的流光放电 击穿过程，带电粒子的输运过程及等离子体化学 反应就发生在这些微放电通道内。因此一些研究 者将微放电作为碳等离子体的主要特牲。并通过 研究微放电的性质来研究碳等离子体的整特性。 从碳的物理过程来看，电源电压通过电介质电容 耦合到放电间隙形成电场，空间电子在这一电场 作用下获得能量，与周围气体发生非弹性碰撞， 电子从外加电场取得能量转移给气体分子，气体 被激励后，发生电子雪崩，出现了相当数量的空 间电荷。它们聚集在雪崩头部，形成本征电，再与外加电场叠加起来形成很高的局部电场，在新 形成的局部电场作用下，雪崩中的电子得到进一 步加速，使放电间隙的电子形成空间电荷的速度 比电子迁移速度更快，形成了往返两个电场波， 电场波向阴极方向返回时更强，这样一个导电通 道能非常快地通过放电间隙形成大量微细丝状的 脉冲流光微放电。它们很均匀、漫散和稳定，彼 此孤立地随机发生在不同地点，当微放电通道形 成以后，空间电荷就在通道内输送累积在电介质 表面产生反向电场而使放电熄灭，形成微放电脉 冲。在一定范围内，微放电的数量随供电电压及 频率的增加而增加。可见碳介质的分布电容对于 微放电的形成起着十分重要的镇流作用。一方面， 由于电介质的存在，有效地限制了带电粒子的运 动，防止了放电电流的无限制增长，从而避免了 在放电间隙内形成火花放电或弧光放电；另一方 面，电介质的存在可以使微放电均匀稳定地分布 在整个放电空间内。

JHHB 介质阻挡放电采用自主研发的大功率高 频高压电源技术，电源max输出 35KW，抗干扰能 力强，输出稳定，采用变频技术实现电源的功率输 出调节，准确性强，易控制。高频高压大功率电源 的突破，是介质阻挡放电的基础保障，同时也是商 品化的基础保障，在中国，还没有第二家企业做到。

二、尖 端毛细放电

尖 端放电和板式放电从物理上讲是一类基础 放电技术，是介质阻挡放电去介质的简单模式， 电压比较低，极板的间距相对长一些，从使用的 电源方式上讲已经属于静电模式，任何物质都是 由原子组合而成，而原子的基本结构为质子、中 子及电子。科学家们将质子定义为正电，中子不 带电，电子带负电。在正常状况下，一个原子的 质子数与电子数量相同，正负电平衡，所以对外 表现出不带电的现象。但是由于外界作用如磨擦 或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的 形式作用会使原子的正负电不平衡。在日常生产 中所说的磨擦实质上就是一种不断接触与分离的 过程。有些情况下不磨擦也能产生静电，如感应 静电起电，热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射 起电等。任何两个不同材质的物体接触后再分离， 即可产生静电，而产生静电的普遍方法，就是磨 擦生电。材料的绝缘性越好，越容易产生静电。 因为空气也是由原子组合而成，所以可以这么说， 在人们生活的任何时间、任何地点都有可能产生 静电。要完全消除静电几乎不可能，但可以采取 一些措施控制静电使其不产生危害。

通过磨擦引起电荷的重新分布而形成的，也 有由于电荷相互吸引引起电荷的重新分布形成， 具体说就是因为物质都由原子组成，原子中有带 负电的电子和带正电荷的原子核。一般情况下原 子核的正电荷与电子的负电荷相等，正负平衡， 所以不显电性。但是如果电子受外力而脱离轨道， 造成不平衡电子分布，比如实质上磨擦起电就是 一种造成正负电荷不平衡的过程。当两个不同的 物体相互接触并且相互磨擦时，一个物体的电子 转移到另一个物体，就因为缺少电子而带正电， 而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电， 物体带上了静电。

尖 端放电技术是在原静电油烟净化技术的 基础上，通过增加尖 端的放电数量，实现提高放 电电压，达到处理废气的目的，由于尖 端放电的 极距相对较长，而施加的电压又相对较低，因此 电场强度一般只有2000V/cm，因此实现较高的 去除效率必须采用多级处理。鉴于尖 端放电的安 全性比较高，所以目前需求量比较大。

低温等离子体应用范围

等离子有机废气净化设备广泛用于：治理油烟粉尘领域，如大型火力发电厂、卷烟厂、纺织厂、印刷厂、 造纸厂、钢铁厂、水泥厂等。治理废气、异味气体领域，如污水、垃圾处理厂、泵站、石化厂、化工厂、制药厂、 卷烟厂、香精厂、屠宰场等。空气净化方面，如医院、餐饮、宾馆、娱乐场所、车船、航空候车室等公共场所、 及办公室、家庭、轿车、实验室等。