技術(shù)簡介
低溫等離子廢氣處理技術(shù),采用雙介質(zhì)阻擋放電形式產(chǎn)生等離子體,所產(chǎn)生等離子體的密度是其他技術(shù)產(chǎn)生等離子體密度的1500倍,最初用于氟利昂類、哈隆類物質(zhì)的分解處理,后延伸至工業(yè)惡臭、異味、有毒有害氣體處理。該技術(shù)節(jié)能、環(huán)保,應(yīng)用范圍廣,所有化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的惡臭異味幾乎都可以處理,并對二惡英有良好的分解效果。
等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)已研制出標(biāo)準(zhǔn)化廢氣治理設(shè)備,利用所產(chǎn)生的高能電子、自由基等活性粒子激活、電離、裂解工業(yè)廢氣中的各組成份,使之發(fā)生分解,氧化等一些列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),再經(jīng)過多級凈化,從而消除各種污染源排放的異味、臭味污染物,使有毒有害氣體達(dá)到低毒化、無毒化,保護(hù)人類生存環(huán)境。由于其對污染物分子的高效分解且處理能耗低等特點,為工業(yè)廢氣的處理開辟了一條新的思路。
作用原理
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,氣體被擊穿,產(chǎn)生包括電子、各種離子、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。(注:低溫等離子體相對于高溫等離子體而言,屬于常溫運(yùn)行。)
等離子體反應(yīng)區(qū)富含極高的物質(zhì),如高能電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等,廢氣中的污染物質(zhì)可與這些具有較高能量的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),使污染物質(zhì)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(dá)到講解污染物的目的。與傳統(tǒng)的電暈放電形勢產(chǎn)生的低溫等離子技術(shù)相比較,等離子體技術(shù)放電密度是電暈放電的1500倍,這就是傳統(tǒng)低溫等離子體技術(shù)治理工業(yè)廢氣99%以失敗而告終的原因。
技術(shù)特點
與目前國內(nèi)常用的異味氣體治理方法相比較,等離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)具有以下特點:
低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用于惡臭氣體治理,具有處理效果好,運(yùn)行費(fèi)用低廉、無二次污染、運(yùn)行穩(wěn)定、操作管理簡便、即開即用等優(yōu)點。
①介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生電子能量高,低溫等離子體密度大,達(dá)到常用等離子技術(shù)(電暈放電)的1500倍,幾乎可以和所有的惡臭氣體分子作用;
②技術(shù)反應(yīng)速度快,氣體通過反應(yīng)區(qū)的速度達(dá)到3-15米/秒,即達(dá)到很好的處理效果,其他技術(shù)氣體通過反應(yīng)區(qū)的速度0.01米/秒都很難達(dá)到的處理效果;
③氣體通過部分,全部采用陶瓷、石英、不銹鋼等防腐蝕材料,電極與廢氣不直接接觸,根本上解決了低溫等離子體技術(shù)設(shè)備腐蝕問題;其他技術(shù)是氣體與電極直接接觸,電極在3個月或1年內(nèi)會造成嚴(yán)重腐蝕,即使通過的氣體沒有腐蝕性,自身所產(chǎn)生的臭氧也會把電極造成腐蝕;
④主機(jī)為成套工業(yè)廢氣處理裝置,前面配有專用塔,能有效去除廢氣中的粉塵和水分,操作簡單;
⑤自動化程度高,設(shè)備啟動、停止十分迅速,隨用隨開,對于部分化工生產(chǎn)的不連續(xù)性,可以在生產(chǎn)時開啟,不生產(chǎn)的間隙停止運(yùn)行,大量的節(jié)約能源;
⑥運(yùn)行成本較低,比常用的蓄熱式燃燒爐RTO節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用5-8倍,每立方米氣量運(yùn)行費(fèi)用僅為0.3~0.9分錢,部分高濃度廢氣可以通過空氣稀釋后用技術(shù)處理;
⑦應(yīng)用范圍廣闊,基本不受氣溫和污染物成分的影響,對惡臭異味的臭氣濃度有良好的分解作用,惡臭異味的去除率達(dá)80-98%,處理后的氣體臭氣濃度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn);
⑧技術(shù)處理工業(yè)廢氣技術(shù)不是水洗技術(shù),是通過高能量等離子體對污染物的直接擊穿和直接轟擊,使分子鏈斷裂,并非污染物的轉(zhuǎn)移;
⑨重要特點:以非甲烷總烴為例,用色譜法檢測,非甲烷總烴去除率也許只有45%,但惡臭異味的去除率達(dá)93%。這是因為非甲烷總烴經(jīng)過處理后,部分分子變成小分子,用色譜法檢測時,依然表現(xiàn)為非甲烷總烴;惡臭異味的去除率高,表明實際已經(jīng)分解了93%以上的污染物質(zhì),因為分解后的物質(zhì)也有部分有異味;
⑩解決了二惡英這個世界難題,二惡英類物質(zhì)含有氯,多數(shù)是親電子基團(tuán),更容易被電子轟擊。
工藝示意圖
異味氣體從氣體收集系統(tǒng)收集后,一部分廢氣需要進(jìn)行預(yù)處理,除水后進(jìn)入等離子體反應(yīng)區(qū),在高能電子的作用下,使異味分子受激發(fā),帶電粒子或分子間的化學(xué)鍵被打斷,同時空氣中的水和氧氣在高能電子轟擊下也會產(chǎn)生OH自由基、活性氧等強(qiáng)氧化性物質(zhì),這些強(qiáng)氧化性物質(zhì)也會與異味分子反應(yīng),使其分解,從而促進(jìn)異味消除 。凈化后的氣體經(jīng)排氣筒高空排放。
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