低溫等離子體催化治理工業廢氣技術
工(gong)業(ye)的(de)(de)高速發展,生活活動的(de)(de)不斷(duan)增(zeng)加,使(shi)得大氣污(wu)(wu)染狀況(kuang)持續惡化(hua)(hua)成(cheng)為目前全(quan)球十(shi)大環境問題之一。以往的(de)(de)機械過濾、液體吸附(fu)(fu)、固體吸附(fu)(fu)、靜電吸附(fu)(fu)、催(cui)化(hua)(hua)轉化(hua)(hua)、生物(wu)吸附(fu)(fu)等技(ji)術(shu)(shu)對大氣污(wu)(wu)染的(de)(de)治理(li)(li)起著重要的(de)(de)作用(yong)。但隨著污(wu)(wu)染物(wu)成(cheng)分的(de)(de)復(fu)雜化(hua)(hua)、濃(nong)度增(zeng)大,這些技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)效率(lv)低(di)(di)、二次(ci)(ci)污(wu)(wu)染、腐蝕設備、工(gong)藝復(fu)雜、投(tou)資大、運(yun)行費用(yong)高等缺點逐漸顯露出來。而低(di)(di)溫等離子體催(cui)化(hua)(hua)協(xie)同技(ji)術(shu)(shu)作為國際環境科(ke)技(ji)領(ling)域(yu)內的(de)(de)尖端(duan)技(ji)術(shu)(shu),在降解處理(li)(li)有(you)毒有(you)害廢氣方面(mian)顯示(shi)了(le)其(qi)能耗低(di)(di)、投(tou)資少、運(yun)行費用(yong)低(di)(di)、處理(li)(li)效率(lv)高、無二次(ci)(ci)污(wu)(wu)染的(de)(de)顯著優點。
低溫等離子體催化技術的作用機理
應(ying)用低(di)溫等離(li)子(zi)(zi)體(ti)技(ji)術(shu)處理大(da)氣(qi)污(wu)染(ran)是(shi)目前世界公認的(de)(de)治(zhi)理廢氣(qi)的(de)(de)有(you)(you)效(xiao)方(fang)法。其(qi)(qi)原理為:在外加電場的(de)(de)作用下,介質放(fang)電產生的(de)(de)等離(li)子(zi)(zi)體(ti)中(zhong)大(da)量的(de)(de)活性電子(zi)(zi)、離(li)子(zi)(zi)等轟擊污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)分(fen)子(zi)(zi),使其(qi)(qi)電離(li)、解離(li)和(he)(he)激發,在內(nei)置催化(hua)劑的(de)(de)協(xie)同作用下,引(yin)發了(le)一系(xi)列復雜的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)理、化(hua)學反應(ying),打開污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)分(fen)子(zi)(zi)之間的(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)鍵,使復雜大(da)分(fen)子(zi)(zi)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)轉變(bian)為簡(jian)單小分(fen)子(zi)(zi)安全物(wu)(wu)(wu)質(如二氧化(hua)碳和(he)(he)水),或使有(you)(you)毒有(you)(you)害(hai)物(wu)(wu)(wu)質轉變(bian)為無(wu)毒無(wu)害(hai)或低(di)毒低(di)害(hai)物(wu)(wu)(wu)質,并能(neng)有(you)(you)效(xiao)地(di)清除(chu)病(bing)毒和(he)(he)細菌,從(cong)而(er)使污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)得以降(jiang)解去除(chu)。
低溫等離子體催化技術的技術特點
用該項技術處理大氣污染具有(you)以下優點:
能耗低。可在室溫下(xia)與催化劑(ji)反應,無需加(jia)熱,極大地節約了能源(yuan),從而使成本大為降低;
無(wu)需(xu)外加原料,運行費用低;
不產生副(fu)產物。催(cui)化(hua)劑可選擇性(xing)地降解等離(li)子體反(fan)應中所(suo)產生的副(fu)產物;能實現無害(hai)資(zi)源化(hua)處(chu)理,無二次(ci)污染;
設備(bei)使用便利,運行(xing)可靠。集散控制,維護簡便;
尤其適于處(chu)理有氣味及大風量的氣體。
低溫等離子體催化技術在大氣污染治理中的應用
1 總懸浮顆粒、飄塵的凈化:
低溫(wen)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)體(ti)技(ji)(ji)術作(zuo)為一種高效、新型的(de)(de)(de)除塵(chen)(chen)技(ji)(ji)術,實現了(le)除塵(chen)(chen)、脫(tuo)硫(liu)、脫(tuo)硝一體(ti)化(hua)。其除塵(chen)(chen)原理是:通過(guo)電暈放電產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)低溫(wen)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)體(ti),其中的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)和離子(zi)(zi)在梯(ti)度場(chang)的(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)和廢(fei)氣中的(de)(de)(de)顆粒(li)物(wu)相互(hu)碰撞并(bing)附著在這些粒(li)子(zi)(zi)上,使之成為荷電粒(li)子(zi)(zi),在電場(chang)力作(zuo)用下(xia)向收塵(chen)(chen)極(又稱集塵(chen)(chen)極)運動并(bing)在收塵(chen)(chen)極上沉積,從而(er)達到除塵(chen)(chen)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。
2 脫硫、脫硝技術:
在工業(ye)廢氣(qi)中,對(dui)環境影響最(zui)為嚴(yan)重的(de)污染物(wu)(wu)是硫(liu)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)和(he)氮氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)。該技術利用(yong)高壓(ya)脈沖電源產生(sheng)的(de)高能電子,激活燃(ran)煤煙氣(qi)中的(de)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)硫(liu)和(he)氮氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu),同(tong)時加入氨(NH3)作為反應劑,生(sheng)成硫(liu)酸銨((NH4)2SO4)和(he)硝酸銨(NH4N03)肥料與(yu)(yu)傳統的(de)化(hua)學(xue)方法相(xiang)比,該技術具有成本(ben)較低(di)、無二(er)次污染,可同(tong)時脫(tuo)硫(liu)、脫(tuo)硝,形(xing)成的(de)副產品(pin)--化(hua)肥可回收利用(yong)等優點,并且可以與(yu)(yu)除塵器(qi)>靜(jing)電除塵器(qi)等結合,有較好的(de)應用(yong)前景。
3 NH3 、 H2S 和 CS2 的凈化:
通常(chang)能夠產生 NH3 、 H2S 和(he)(he) CS2 的(de)污染源有(you)垃圾場、家畜圈、牧場、糞肥處理(li)廠和(he)(he)水處理(li)廠等。處理(li)器內的(de)介質阻(zu)擋(dang)放電管(guan)在常(chang)壓下能產生低溫等離(li)子(zi)體,有(you)效(xiao)地去除(chu) H2S 和(he)(he) CS2 。另外,等離(li)子(zi)體技術還可以與其它氣體技術一同(tong)使用,以便達(da)到更好的(de)處理(li)效(xiao)果。
4 碳氧化物的轉化:
大(da)氣中(zhong)的(de)碳(tan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(CO2,CO)主要來(lai)源(yuan)于(yu)含碳(tan)燃料(liao)、卷煙的(de)燃燒(shao),其次來(lai)源(yuan)于(yu)煉(lian)焦、煉(lian)鋼、煉(lian)鐵等工業(ye)生產過程。一氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)對(dui)人體(ti)有強烈的(de)毒害(hai)作用,二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)雖然對(dui)人體(ti)沒有毒害(hai),但過度地排放二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)將(jiang)導致溫室效應。目前國內外對(dui)碳(tan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)的(de)處理基(ji)本上沒有行之有效的(de)方法,只是從污(wu)染(ran)源(yuan)的(de)角度來(lai)考(kao)慮,控制減少碳(tan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)的(de)排放。低溫等離(li)子體(ti)中(zhong)的(de) O 對(dui)CO具有清(qing)除作用,將(jiang)CO氧(yang)(yang)化(hua)(hua)為CO2 ,再將(jiang)CO2 轉化(hua)(hua)為C、O2 、醇(chun)、烴、醚、醛(quan)、碳(tan)酸(suan)二甲酯、甲酸(suan)及(ji)其衍生物(wu)等。
5 揮發性有機物(VOCs)的處理:
目前(qian)實(shi)用(yong)的(de)有(you)(you)(you)機氣(qi)(qi)體(ti)(ti)污(wu)染(ran)物的(de)凈化方法(fa)(fa)(fa)有(you)(you)(you):燃燒法(fa)(fa)(fa)、吸附法(fa)(fa)(fa)、吸收(shou)法(fa)(fa)(fa)、冷凝法(fa)(fa)(fa)。以上方法(fa)(fa)(fa)存在(zai)(zai)控制難(nan)度(du)大(da)、能耗高、要求雜質少(shao)等(deng)(deng)缺點。利用(yong)等(deng)(deng)離(li)子體(ti)(ti)技術降解有(you)(you)(you)機污(wu)染(ran)物是(shi)近10多年來較為熱(re)門(men)的(de)方法(fa)(fa)(fa)。利用(yong)低溫等(deng)(deng)離(li)子體(ti)(ti)可(ke)以在(zai)(zai)常壓下(xia)去除大(da)氣(qi)(qi)中的(de)揮(hui)發性有(you)(you)(you)機物,其主(zhu)要降解產物為CO2 、H20、Cl2 、Br2 等(deng)(deng)。低溫等(deng)(deng)離(li)子體(ti)(ti)技術是(shi)處(chu)理低濃度(du)、高流(liu)速、大(da)流(liu)量的(de)揮(hui)發性有(you)(you)(you)機廢氣(qi)(qi)較為理想的(de)方法(fa)(fa)(fa)。
6 汽車尾氣的凈化:
汽車(che)(che)排(pai)(pai)(pai)出的(de)尾(wei)氣(qi)中,對環境(jing)影(ying)響最為嚴重(zhong)的(de)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)是硫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、氮(dan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、碳氫(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)和存在于(yu)總懸(xuan)浮顆粒物(wu)(wu)(wu)中的(de)鉛及其化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)。汽車(che)(che)尾(wei)氣(qi)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)(hua)概括為機內(nei)(nei)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)(hua)與機外凈(jing)化(hua)(hua)(hua)(hua)兩大類。低(di)溫等離子(zi)體技術(shu)對顆粒物(wu)(wu)(wu)、二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)硫及氮(dan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)有顯著(zhu)的(de)去除作用,已成為治(zhi)理汽車(che)(che)尾(wei)氣(qi)的(de)新(xin)穎技術(shu)。機內(nei)(nei)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)(hua)中的(de)低(di)溫等離子(zi)體技術(shu)主要是使(shi)(shi)空氣(qi)離子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua),在空氣(qi)送入(ru)內(nei)(nei)燃(ran)機燃(ran)燒室之前,使(shi)(shi)空氣(qi)電離為臭氧(yang)(yang),臭氧(yang)(yang)進(jin)入(ru)燃(ran)燒室時分解為氧(yang)(yang)負(fu)離子(zi),從而(er)提高反應速率(lv),使(shi)(shi)火焰擴展(zhan),促進(jin)燃(ran)燒,降低(di)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)的(de)排(pai)(pai)(pai)放(fang)。機外凈(jing)化(hua)(hua)(hua)(hua)中的(de)低(di)溫等離子(zi)體技術(shu)主要是使(shi)(shi)空氣(qi)活化(hua)(hua)(hua)(hua)后,再(zai)引入(ru)燃(ran)油排(pai)(pai)(pai)煙(yan)氣(qi)流中,以除塵、脫硫、脫硝(xiao)。
低溫等離子體催化技術的適用行業
適用于石油化工、化纖、醫藥(yao)、煙(yan)草(cao)、橡膠、食品、制革、噴(pen)漆彩印(yin)、印(yin)鐵、溶劑清洗、制鞋、涂膠、半導體工業、垃(la)圾場(chang)、家畜圈、牧場(chang)、糞肥處(chu)理廠(chang)和水處(chu)理廠(chang)等行業的廢氣中含有 NH 3 、 H 2 S 、 CS 2 、硫(liu)醇、硫(liu)醚、苯乙烯二甲二硫(liu)、三甲胺等有毒、惡(e)臭氣體;
涉及含碳(tan)燃料、卷煙的燃燒(shao),會向大氣中(zhong)排放碳(tan)氧化物(CO 2 ,CO)的行業(ye),如煉(lian)焦、煉(lian)鋼、煉(lian)鐵等工業(ye)生產(chan)行業(ye);
醫院、賓館、寫字樓、公共場所、居家的空氣消毒、凈(jing)化;
金屬加工、飲食業油煙凈(jing)化方面;
汽(qi)車(che)尾氣的(de)凈化方面(mian)。

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