等離子凈化器又稱低溫等離子廢氣凈化器,在電催化總的設(shè)計概念下,分三個即獨立又混成的激發(fā)系統(tǒng):微波激發(fā)區(qū)、等離子激發(fā)區(qū)、極板激發(fā)區(qū)。每個激發(fā)區(qū)有它特定的功能,但在原理上有它相似的地方。
1:微波激發(fā)區(qū)
本工藝有3至9個微波激發(fā)單位,根據(jù)被處理風(fēng)量的不同數(shù)量不同,微波由于它的頻率相對比較高,在納秒的時間內(nèi)作用于被處理空間(區(qū)域),由于微波的功率相對較小,因此在激發(fā)能力上也就是說電子的獲能躍遷能力上有限,本設(shè)計只是把微波作為初頻激發(fā)源,在處理過程中作為一種預(yù)激發(fā)能。由于微波的預(yù)激功能,的提高等離子體區(qū),極板區(qū)的激發(fā)能力和處理效果,由于微波技術(shù)的運用,本工藝在同類設(shè)備的比較中顯得設(shè)備精煉而效果。
2:低溫等離子體激發(fā)
本工藝有40支至240支充有氣體的無極管組成的低溫等離子體激發(fā)區(qū),低溫等離子體區(qū)是工藝的技術(shù),從大量的試驗分析,常壓低溫等離子體要在工業(yè)中應(yīng)用存在的困難仍舊很大,本工藝借助低氣壓的無極燈作為低溫等離子體的激發(fā)體,較大限度地在無極管區(qū)實現(xiàn)低溫等離子體區(qū),由于低溫等離子體在能量躍遷過程中具有的能量平衡性,在粒子撞擊中失能極少,所以低溫等離子體作為原子激發(fā)是理想的一種能。在實踐應(yīng)用中,較大的科題在于低氣壓究竟是多少帕?管內(nèi)充什么樣的氣體有經(jīng)濟價值?這沒有理論模型可言,只有通過實踐、實驗、分析。
3:極板區(qū)
根據(jù)被處體的流量,極板間的電壓分12KV、16KV至42KV,極板間加以足夠高的電壓,在引風(fēng)的作用下,極區(qū)由于負壓的作用,按照法拉第暗區(qū)理論、光致電離理論、自由離理論,在常壓或接近常壓的條件下有相當概率的粒子可能實現(xiàn)低溫等離子體。
根據(jù)三類的功能區(qū),集中的目的是實現(xiàn)低溫等離子體,由于理論和實際使用條件上的區(qū)別,單一的方法獲得低溫等離子體,從功率上,外部條件上都存在差距。
電催化氧化工藝集低溫等離子體、微波放電、極板放電與一體,在實際使用中實現(xiàn)廢氣的處理是極為復(fù)雜的過程,整個過程在不到1秒的時間內(nèi)完成。從理論到模型都能探究到相關(guān)的機理,通過三種方式的集中放電,廢氣分子從低能的E,在千分之一秒的時間內(nèi)躍遷到足以使其電離的Em級,廢氣分子鍵充分斷裂,在雪崩式的撞擊中斷裂后的粒子由于質(zhì)量小,被進一步躍遷,與反應(yīng)堆內(nèi)的氧離子氫氧根離子發(fā)生反應(yīng),生成無味的CO2、H2O以及其它高價化合物。同時由于反應(yīng)堆內(nèi)臭氧以及紫外線的作用,去除不同范疇的廢氣化合物,實地較為廣譜的去除空間。
等離子凈化器優(yōu)點:占地面積??;反應(yīng),等離子廢氣凈化器處理效果好,等離子廢氣凈化器可將惡臭物質(zhì)分解;啟動、停止,即開即用,不受氣溫影響,操作簡單;反應(yīng)過程中只需用電,不用投加其他輔助藥劑和填料。
等離子凈化器處理技術(shù)是一個集物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和環(huán)境于一體的交叉綜合性技術(shù),該技術(shù)顯著特點是對污染物兼具物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng),且有能耗低、、無二次污染等明顯優(yōu)點。其凈化作用機理包含兩個方面:
一是在產(chǎn)生等離子體的過程中,高頻放電所產(chǎn)生的瞬間足夠打開一些氣體分子的化學(xué)能,使之分解為單質(zhì)原子或分子;
二是等離子體中包含大量的電子、正負離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強氧化性的自由基,這些活性粒子和部分臭氣分子碰撞結(jié)合,在電場作用下,使臭氣分子處于激發(fā)態(tài)。當臭氣分子獲得的能量大于其分子鍵能的結(jié)合能時,臭氣分子的化學(xué)鍵斷裂,直接分解成單質(zhì)原子或由單一原子構(gòu)成得氣體分子。與氣體分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),終生成產(chǎn)物。
低溫等離子體中能量的傳遞大致為:電子從電場中能量,通過碰撞將能量轉(zhuǎn)化為分子的內(nèi)能和動能,獲得能量的分子被激發(fā),與此同時,部分分子被電離,這些活化了的粒子相互碰撞從而引起一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)。因等離子體內(nèi)富含的大量活性粒子如離子、電子、激發(fā)態(tài)的原子和分子及自由基等,從而為等離子體技術(shù)通過化學(xué)反應(yīng)處理異味物質(zhì)提供了條件。它是基于放電物理、放電化學(xué)、反應(yīng)工程學(xué)的學(xué)科之上的交叉學(xué)科。近幾十年來,有關(guān)等離子體技術(shù)的研究非?;钴S,為合成新物質(zhì)、新材料及環(huán)境污染治理等提供了一種、新方法和新工藝。低溫等離子體降解污染物是利用這些電子、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間內(nèi)發(fā)生分解,并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達到降解污染物的目的。
等離子凈化器技術(shù)注意事項:
1、惡臭物質(zhì)能否被裂解,取決于其化學(xué)鍵鍵能是否比所提供的UV光子的能量要低。
2、裂解反應(yīng)的時間極短(<0.01s),氧化反應(yīng)(見反應(yīng)④)的時間需2-3s。
3、提供的UV光子總功率不夠或者含氧量不足,會因為裂解或氧化不而生成一些中間副產(chǎn)物,從而影響凈化效率。對于高濃度大分子的惡臭物質(zhì)體現(xiàn)得較為明顯。
4、UV光解凈化的長期穩(wěn)定、,需要反應(yīng)溫度<70℃,粉塵量<100mg/m3,相對濕度<99%。
5、條件滿足的情況下,UV光解凈化的凈化。