淺談低溫等離子體技術(shù)在空氣污染控制中應(yīng)用

丁　鐵

（昆明七零五所科技發(fā)展總公司云南昆明650000）

淺談低溫等離子體技術(shù)在空氣污染控制中應(yīng)用

丁鐵

（昆明七零五所科技發(fā)展總公司云南昆明650000）

低溫等離子化學(xué)屬于交叉學(xué)科，這門學(xué)科建立在放電化學(xué)，放電物理、高能物理和高脈沖技術(shù)之上。專業(yè)人士對(duì)等離子技術(shù)研究后，顯示良好的優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展前景。在空氣污染程度較高的今天，技術(shù)人員可以通過(guò)低溫等離子技術(shù)控制空氣污染，保持空氣質(zhì)量的潔凈度，這樣可以使人們的生活環(huán)境更加良好。筆者根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，主要探究低溫等離子體技術(shù)在空氣污染控制中的應(yīng)用，供大家參考和借鑒。

低溫等離子體技術(shù)；空氣污染控制；應(yīng)用

1　前言

低溫等離子化學(xué)學(xué)科形成于20世紀(jì)60年代，技術(shù)人員通過(guò)等離子體凈化氣態(tài)，保證氣態(tài)的潔凈程度更高。這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)踐開始于20世紀(jì)70年代，其優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展前景非常廣闊，應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，但是大部分低溫等離子化學(xué)學(xué)科還處于研究和開發(fā)階段。根據(jù)大量低溫等離子化學(xué)研究，等離子體法的特點(diǎn)是能耗低，流程短和效率高，同時(shí)也有非常廣泛的適用范圍。等離子體可以對(duì)廢氣進(jìn)行處理，同時(shí)也可以對(duì)固體廢物，廢水和放射性物質(zhì)進(jìn)行處理，應(yīng)用范圍非常廣。因此，對(duì)低溫等離子體技術(shù)在空氣污染控制中應(yīng)用的分析非常必要。

2　低溫等離子體對(duì)污染物分解的原理分析

很多離子，電子和活性基存在于低溫等離子體中，這些粒子的化學(xué)活性較高，能夠發(fā)生活化能化學(xué)反應(yīng)。有些污染物通過(guò)常規(guī)方法很難去除，可以通過(guò)低溫等離子技術(shù)轉(zhuǎn)化。低溫等離子體凈化是通過(guò)高能電子發(fā)生碰撞，對(duì)能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過(guò)離析，激發(fā)和電離等方法使氣體保持活化狀態(tài)。如果電子能量不高，有活性自由基產(chǎn)生，污染物分子經(jīng)過(guò)活化，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將污染物脫除。如果電子超過(guò)污染物分子化學(xué)鍵結(jié)合能，會(huì)斷裂分子鍵，分解污染物，可能有各種化學(xué)反應(yīng)發(fā)生于低溫等離子體中，主要由氣體溫度，電子密度和污染物氣體分子濃度決定。

3　低溫等離子技術(shù)應(yīng)用于空氣污染控制

煙氣中含有的污染物較多，包括顆粒物，NOX和SO2，在實(shí)際凈化過(guò)程中可以應(yīng)用等離子法。很多專家已經(jīng)開始研究脫氮，煙氣脫硫和除塵等一體化系統(tǒng)的可行性。1985年技術(shù)人員專門研究在脈沖放電廠中脫除NOX和SO2的方法，反應(yīng)器中的自由基發(fā)生氧化。如果氣體含有堿性物質(zhì)，發(fā)生異相反應(yīng)生成液體，并脫除這些液體。脈沖放電可以提高飛灰粒子的荷質(zhì)，對(duì)反電暈產(chǎn)生抑制，有較高的除塵效率。從理論上表明脫氮，脫硫和除塵的一體化過(guò)程，也有一體化操作裝置。

脈沖電暈放電等離子處理煙氣的實(shí)驗(yàn)，可以脫除煙氣中的二氧化硫，通過(guò)定向作用，分解為氮?dú)猓鯕夂蛦钨|(zhì)固體微粒，分解率可以達(dá)到80%以上。技術(shù)人員通過(guò)脈沖可以氧化NOX和SO2，使其形成相應(yīng)的酸。技術(shù)人員將氨添加其中，產(chǎn)生硝銨和硫銨。技術(shù)人員通過(guò)脈沖放電煙氣除塵，將二氧化硫進(jìn)行脫除。如果煙氣在反應(yīng)器中停留時(shí)間較短，水蒸氣和灰飛結(jié)合，可以對(duì)NOX和SO2進(jìn)行脫除，脫除率分別是33%和23%。根據(jù)實(shí)際煙氣條件，如果煙氣溫度不高，可以通過(guò)等離子法處理，取得的處理效果也比較好。如果存在灰飛現(xiàn)象，脈沖放電可以有效去除二氧化硫。

4　對(duì)溫室氣體和難降解物質(zhì)進(jìn)行處理

近些年，技術(shù)人員不斷拓寬等離子體法的應(yīng)用范圍，應(yīng)用研究主要集中在溫室氣體效應(yīng)的處理方面。技術(shù)人員對(duì)溫室效應(yīng)氣體控制的過(guò)程中，可以通過(guò)超高壓脈沖電暈放電，產(chǎn)生較高能量。低溫等離子氣體向二氧化碳?xì)怏w分子作用時(shí)，會(huì)斷裂二氧化碳分子化學(xué)鍵。通過(guò)定向化學(xué)反應(yīng)，對(duì)二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行分解，使其形成單質(zhì)固體微粒碳和氧氣，達(dá)到90%的分解率，通過(guò)新技術(shù)方便溫室效應(yīng)氣體的治理。

5　低溫等離子處理技術(shù)的發(fā)展前景

我國(guó)工業(yè)發(fā)展需要的煤炭量非常大，環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)是加強(qiáng)煙氣治理工作，傳統(tǒng)的脫硫方法和煙氣除塵方法的特點(diǎn)是具有復(fù)雜的工藝，不容易對(duì)產(chǎn)生的廢液進(jìn)行處理。近些年，我國(guó)發(fā)展的脫硫技術(shù)包括干法脫硫技術(shù)和半干法脫硫技術(shù)。受到傳質(zhì)條件差和操困難等因素的影響，工業(yè)化過(guò)程是比較困難的。站在燃煤煙氣的治理角度，等離子體的發(fā)展前景非常好。根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)，等離子體法具有良好的處理效果。

6　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，低溫等離子體技術(shù)屬于新興技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)具有一定的創(chuàng)新性和先進(jìn)性，可以處理傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法處理的問(wèn)題，因此被廣發(fā)應(yīng)用于空氣污染的控制中。文章首先分析低溫等離子體對(duì)污染物分解的原理，再分析低溫等離子技術(shù)應(yīng)用于空氣污染控制，再分析對(duì)溫室氣體和難降解物質(zhì)進(jìn)行處理，最后提出低溫等離子處理技術(shù)的發(fā)展前景。希望通過(guò)本文的研究對(duì)低溫等離子體技術(shù)在空氣污染控制中應(yīng)用水平的提高有所幫助。

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［4］余正賢.等離子體技術(shù)在大氣污染控制中的應(yīng)用.

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