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低溫等離子設備(低溫等離子設備原理)

時間:2021-04-14 10:09:12 來源:互聯網

  低溫等離子體是物質繼固體、液體、氣體之后的第四種狀態。當施加的電壓達到氣體的放電電壓時,氣體被分解,產生包括電子、各種離子、原子和自由基的混合物。雖然放電過程中電子溫度很高,但是重粒子的溫度很低,整個系統處于低溫狀態,所以稱之為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用高能電子、自由基等這些活性粒子在極短的時間內分解污染物,然后進行各種后續反應,達到降解污染物的目的。
 
  在外加電場的作用下,介質放電產生的大量載能電子轟擊污染物分子,使其電離、解離、激發,進而引發一系列復雜的物理化學反應,使復雜的大分子污染物變成簡單的小分子安全物質,或使有毒有害物質變成無毒或低毒低害物質,從而降解去除污染物。
 
  因為電離后產生的電子的平均能量為10ev,所以通過適當控制反應條件,通常難以實現或緩慢的化學反應可以非??焖俚貙崿F。等離子體作為一種在環境污染治理領域具有強大潛在優勢的高新技術,已經引起了國內外相關學科的極大關注。
 
  低溫等離子體是物質繼固體、液體、氣體之后的第四種狀態。當施加的電壓達到氣體的點火電壓時,氣體分子被分解,產生包括電子、各種離子、原子和自由基的混合物。
 
  雖然電子溫度很高,但是重粒子的溫度很低,整個系統處于低溫狀態,所以被稱為低溫等離子體和非平衡等離子體。如果電子的溫度和重粒子的溫度差不多,那就是高溫等離子體或者平衡等離子體。
 
  低溫等離子體主要由氣體放電產生。氣體放電是指氣體原子或分子通過某種機制電離出一個或幾個電子,從而形成電離氣體。然后由外部電場產生電離氣體,形成傳導電流(即氣體放電現象),從而獲得等離子體。放電方式包括輝光放電、電暈放電、介質阻擋放電、射頻放電和微波放電。
 
  由于低溫等離子體中存在電子、粒子、活性基團等多種高活性粒子,其化學活性非常高,能與多種難降解污染物發生反應,使處理后的污染物發生轉化或分解。低溫等離子體的凈化機制是數萬個高能電子與氣體原子或分子發生非彈性碰撞,使氣體通過激發、離解、電離等一系列過程被激活。
 
  低溫等離子體處理廢氣時,等離子體中會發生各種化學反應,主要取決于電子平均能量、電子密度、氣體溫度、污染氣體分子濃度和共存氣體組分。一般來說,當電子能量小于< 10eV時,會產生活性自由基,經等離子體定向鏈式化學反應后,被等離子體活化的污染物分子被去除;當電子的平均能量大于污染物分子的化學鍵能時,污染物就會因化學鍵斷裂而分解。
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