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工业废气处理

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工业有机废气的低温等离子体的治理设备
等离子体就是处于电离状态的气体,其英文名称是plasma,它是由美国科学 muir,于1927年在研究低气压下汞蒸气中放电现象时命名的。等离子体由大量的子、中性原子、激发态原子、光子和自由基等组成,但电子和正离子的电荷数必须体表现出电中性,这就是“等离子体”的含义。等离子体具有导电和受电磁影响的许多方面与固体、液体和气体不同,因此又有人把它称为物质的第四种状态。根据状态、温度和离子密度,等离子体通常可以分为高温等离子体和低温等离子体(包子体和冷等离子体)。其中高温等离子体的电离度接近1,各种粒子温度几乎相同系处于热力学平衡状态,它主要应用在受控热核反应研究方面。而低温等离子体则学非平衡状态,各种粒子温度并不相同。其中电子温度( Te)≥离子温度(Ti),可达104K以上,而其离子和中性粒子的温度却可低到300~500K。一般气体放电子体属于低温等离子体。
截至2013年,对低温等离子体的作用机理研究认为是粒子非弹性碰撞的结果。低温等离富含电子、离子、自由基和激发态分子,其中高能电子与气体分子(原子)发生撞,将能量转换成基态分子(原子)的内能,发生激发、离解和电离等一系列过秸处于活化状态。一方面打开了气体分子键,生成一些单分子和固体微粒;另一力生.OH、H2O2.等自由基和氧化性极强的O3,在这一过程中高能电子起决定性作用,离子的热运动只有副作用。常压下,气体放电产生的高度非平衡等离子体中电子温层氏度)远高于气体温度(室温100℃左右)。在非平衡等离子体中可能发生各种类型的化学反应,主要决定于电子的平均能量、电子密度、气体温度、有害气体分子浓度和≥气体成分。这为一些需要很大活化能的反应如大气中难降解污染物的去除提供了另外也可以对低浓度、高流速、大风量的含挥发性有机污染物和含硫类污染物等进行处理。
常见的产生等离子体的方法是气体放电,所谓气体放电是指通过某种机制使一电子从气体原子或分子中电离出来,形成的气体媒质称为电离气体,如果电离气由外电场产生并形成传导电流,这种现象称为气体放电。根据放电产生的机理、气体的压j源性质以及电极的几何形状、气体放电等离子体主要分为以下几种形式:①辉光放电;③介质阻挡放电;④射频放电;⑤微波放电。无论哪一种形式产生的等离子体,都需要高压放电。容易打火产生危险。由于对诸如气态污染物的治理,一般要求在常压下进行。
5、光催化和生物净化设备
光催化是常温深度反应技术。光催化氧化可在室温下将水、空气和土壤中有机污染物完全氧化成无毒无害的产物,而传统的高温焚烧技术则需要在极高的温度下才可将污染物摧毁,即使用常规的催化、氧化方法亦需要几百度的高温。
从理论上讲,只要半导体吸收的光能不小于其带隙能,就足以激发产生电子和空穴,该半导体就有可能用作光催化剂。常见的单一化合物光催化剂多为金属氧化物或硫化物,如 Ti0。、Zn0、ZnS、CdS及PbS等。这些催化剂各自对特定反应有突出优点,具体研究中可根据需要选用,如CdS半导体带隙能较小,跟太阳光谱中的近紫外光段有较好的匹配性能,可以很好地利用自然光能,但它容易发生光腐蚀,使用寿命有限。相对而言,Ti02的综合性能较好,是最广泛使用和研究的单一化合物光催化剂。

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