低溫等離子技術(shù)及在凈化voc中的應(yīng)用

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1、低溫等離子技術(shù)及在凈化VOC中的應(yīng)用摘要：低溫等離子體技術(shù)是一種處理VOCs的高新技術(shù)，以其能耗低、效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，很受人們重視。本文主要介紹了有機(jī)廢氣的來(lái)源與危害，低溫等離子體的產(chǎn)生、處理機(jī)理及該技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題和研究方向。關(guān)鍵詞：VOCs低溫等離子體機(jī)理Abstract:ThecoldplasmatechnologyisanewtechnologyforprocessingVOCs,withtheadvantageoflowenergyconsumption,highefficiency,

2、simpleequipment,reliableoperationandsoon,isverypopularwithpeople.Thispapermainlyintroducesthesourcesanddamageoforganicwastegas,Thecoldplasma’sproduction,processingmechanism,applicationsituation,existingproblemsandresearchdirections.Keywords:VOCscoldplasmamechanis

3、m引言：隨著社會(huì)的發(fā)展，人類生活水平的提高，人類活動(dòng)所造成的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。人類每年所排放的VOC的量也逐年增多，嚴(yán)重影響人們健康，VOC的污染控制已刻不容緩。低溫等離子體技術(shù)作為一種處理VOCs的高新技術(shù)，以其能耗低、效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用前景，受到人們廣泛的研究。一、VOC的來(lái)源、危害及治理方法VOCs是揮發(fā)性有機(jī)化合物的簡(jiǎn)稱，不同的地方對(duì)VOCs的定義各不相同。在我國(guó)VOCs通常是指在常溫下飽和蒸汽壓約大于70Pa，常壓下沸點(diǎn)小于260℃的有機(jī)化合物。VOCs來(lái)源主要分為兩類:第一類是自

4、然源,VOCs的排放來(lái)自植被的次生代謝反應(yīng)，為不可控排放源；第二類是人為源，主要有石油生產(chǎn)、運(yùn)輸過(guò)程中的揮發(fā)；石油化工及制藥等行業(yè)排放的廢氣,油漆、涂料生產(chǎn)和建材、制革等工藝中揮發(fā)的有機(jī)溶劑，汽車等燃油交通工具排放的尾氣以及家庭排放的油煙等。近年來(lái)、人為源的貢獻(xiàn)率比例逐年上升、一個(gè)工業(yè)化國(guó)家每年排入大氣中的VOC數(shù)量達(dá)數(shù)百萬(wàn)噸之多，。VOCs的危害主要有以下幾方面：（1）大多數(shù)VOCs有異味且有毒,其中許多VOCS能使人體發(fā)生病變,甚至致癌部分已被列為致癌物。（2）在光線的照射下,許多VOCs很容易與一些氧化劑發(fā)生光化學(xué)

5、反應(yīng),生成光化學(xué)煙霧,危害人體健康,影響農(nóng)作物生長(zhǎng);（3）某些鹵代烴可能會(huì)導(dǎo)致臭氧層的破壞；（4）很多VOCs屬于易燃、易爆類化合物,給企業(yè)生產(chǎn)造成較大安全隱患。目前、VOC的處理方法主要有兩類:一類是回收法?；厥辗ㄊ峭ㄟ^(guò)物理方法,在一定溫度、壓力下,用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來(lái)分離VOCs,主要包括活性碳吸附、變壓吸附、冷凝法和生物膜法等;另一類是消除法（也稱破壞法）。消除法是通過(guò)化學(xué)或生物反應(yīng),用光、熱、催化劑和微生物等將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳,主要包括熱氧化、催化燃燒、生物氧化、電暈法、等離子體分解法、光

6、分解法等。二、等離子體概述2.1等離子體的基本概念等離子體是不同于固、液、氣等狀態(tài)的物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)，由于其中正電荷和負(fù)電荷的總數(shù)基本相等，因而，其整體表現(xiàn)為電中性，故稱為等離子體。它具有以下特性：（1）從微觀角度來(lái)看，帶電粒子雖有正負(fù)帶電粒子之分，但在宏觀尺度內(nèi)呈電中性；（2）帶電粒子之間不存在凈庫(kù)侖力；（3）它是一種優(yōu)良導(dǎo)電流體，利用這一特征已經(jīng)實(shí)現(xiàn)磁流體發(fā)電；（4）帶電粒子之間無(wú)凈磁力；（5）電離氣體具有一定的熱效應(yīng)。等離子體的分類方法有很多，根據(jù)其離子的溫度不同可分為平衡等離子體（也稱高溫等離子體）和非平衡等

7、離子體（也稱低溫等離子體）。在平衡等離子體中,電子與其它粒子的溫度相等,一般在5000K以上。在非平衡等離子體中,電子溫度一般要高達(dá)數(shù)萬(wàn)度,而其它粒子的溫度只有300～500K。根據(jù)產(chǎn)生源的不同,等離子體又可分為輻射等離子體和放電等離子體。2.2、低溫等離子體的產(chǎn)生方法低溫等離子體主要是由氣體放電產(chǎn)生的。所謂氣體放電是指,通過(guò)某種機(jī)制使一個(gè)或幾個(gè)電子從氣體原子或分子中電離出來(lái),形成的氣體媒質(zhì)稱為電離氣體,如果電離氣體由外電場(chǎng)產(chǎn)生并形成傳導(dǎo)電流,這種現(xiàn)象稱為氣體放電。氣體放電方式可分為以下幾種：（1）輝光放電(Glowdi

8、scharge)直流輝光放電是在10^-2～102Torr(1Torr=1.33×102Pa)的低氣壓下，在兩個(gè)導(dǎo)電電極（陰極和陽(yáng)極）之間加上102～103V的直流電壓。放電腔體重的游離電子（宇宙射線產(chǎn)生的）在電場(chǎng)的作用下，被加速而獲得能量，從而與中性氣體碰撞電離形成等離子體。（2）電暈放電(Coronadischa