低溫等離子凈化器排放污染現狀及危害及技術基

 (一)、低溫等離子凈化器排放污染現狀及危害
1汽車尾氣排放污染現狀
汽車作為較主要的現代交通運輸工具，它給人們帶來方便和的同時，也帶來了無法回避的問題。城市空氣中90%以上的一碳、60%以上的碳氫化合物和30%以上的氮物來自汽車排放。隨著世界各國汽車保有量的增加，汽車已成為城市大氣質量惡化的主要污染源，其排放的CO，NOx，HC，SO2，Pb等污染物不僅危害人體健康，還是酸雨和光化學煙霧的主要成分，汽車尾氣污染已受到廣泛的注視。
隨著我國建設小康社會，經濟持續高速發展，城市規模不斷擴大，我國的汽車保有量也急劇增加，年增長率自2001年起一直保持在13%以上。截至2007年底，汽車保有量達到5700萬，超過1985年的18倍。目前，我國已取代口本成為僅次于美國的世界二大新車消費市場，同時還是僅次于口本和美國的世界第三大汽車生產國。伴隨著汽車保有量的急劇增長，我國汽車污染物排放總量也持續攀升。2003年機動車碳氫化合物(HC)、一碳(CO)和氮物(NOx)排放量已分別達到836.1萬t，3639.8萬t和549.2萬t，比1995年分別增加了2.51，2.05和3.01倍。
雖然汽車污染物排放量越來越大，但是目前我國的汽車尾氣污染物控制水平還比較低，基本上處于起步時的水平。因此，研究措施控制汽車尾氣污染物排放已經刻不容緩。
2尾氣中主要成分的危害
汽車廢氣排放主要來源于三個方面：①從排氣管排出的尾氣，主要成分是一碳，碳氫化合物(HC)和氮合物(NOx)，其它還有二硫(SOZ)、鉛化合物和炭煙等；②竄氣，即從活塞與氣缸之間的間隙漏出，再自曲軸箱經通氣管排出的燃燒氣體，其主要成分是HC；③從油箱、化油器浮子室以及油泵接頭等處蒸發出的汽油蒸汽，成分是HC。
上述成分中，CO，HC和NOx是汽油汽車尾氣排放的主要污染物。目前實施的排放法規和凈化措施都旨在降低這三種成分的含量。本文研究的低溫等離子體凈化裝置即以降低汽油汽車尾氣中CO，HC和NOx三種污染物的排放量為目標。下面分別介紹這三種主要污染物的危害。
①一碳的危害
一碳(CO)無色無臭，是一種窒息性的有毒氣體。它由汽車燃料中烴的不燃燒產生，可經呼吸道進入肺泡，被血液吸收，而它較易與血液中有輸氧能力的血紅素蛋白(Hb)結合，它與Hb的親和力是氧與Hb親和力的300倍，因而當人吸入含有CO的氣體時，人體血液中的Hb便立即同CO結合，生成CO-Hb，而不是與O：結合成O-Hb，從而降低血液的載氧能力，削弱血液對人體組織的輸氧量，導致心臟、頭腦等重要器官嚴重缺氧，引起頭暈、惡心等癥狀，嚴重時會使心血管工作困難，直至死亡。另外，CO也能促使NO向NOZ轉化，使形成光化學煙霧的趨勢加強。
②碳氫化合物的危害
碳氫化合物(HC)包括未燃和未燃燒的燃油、潤滑油及其裂解產物和部分物，如苯、醛、酮、烯、多環芳香族碳氫化物等200多種復雜成分。飽和烴的危害一般不大，甲烷氣體性，乙烯、丙烯和乙炔主要會對植物傷害。
但是，不飽和烴有很大的危害性。苯是無色類似汽油味的氣體，可引起食欲不振、體重減輕、易倦、頭暈粘膜出血等癥狀，也可引起血液變化，紅血球減少，出現貧血，還可導致白血病。而甲醛，丙烯醛對醛類氣體也會對眼、呼吸道和皮膚有強刺激作用，超過濃度，會引起頭暈、惡心、紅血球減少、貧血和中毒。低溫等離子凈化器特別是帶多環的多環芳香烴，如苯并花及硝基烯都是強致癌物。同時，烴類成分還是引起光化學煙霧的重要物質。
③氮物的危害
氮物(NOx)是NO及NOx的總稱。汽車尾氣中氮物的排放量取決于氣缸內燃燒溫度、燃燒時間和空燃比等因素。燃燒過程排放的氮物中以上可能是NOx，NO2只占其余的少量。NO無色無味，只有輕度刺激性，它與血液中血紅蛋白(Hb)的結合能力比CO還強，時還能引起神經系統的障礙，且易成劇毒的NO2。NO：褐色有毒，空氣中含量為0.1ppm時，即可嗅到它的臭味；含量在150ppm以上對人的呼吸器官就有強烈刺激作用，引起肺水腫，嚴重者可致肺疽，有生命危險。同時，NOx還是產生酸雨和引起氣候變化、產生煙霧的主要原因。NOx與HC會在強烈太陽光紫外線照射下相互作用，從而產生光化學煙霧，使毒性加劇。光化學煙霧具有的性，可使橡膠開裂，并使大氣能見度降低；對眼睛和呼吸道具有的刺激性，損害人腦，影響兒童智商，同時還損害人體的肺功能，是目前城市中肺癌發病率增加的重要原因之一。
(二)、等離子凈化器技術與光催化技術結合去除污染物的基本原理
通過浸漬的方法將催化劑P25負載于活性炭網上，形成催化劑膜。室內污染物濃度與工業排放濃度相差甚遠，活性炭網在負載催化劑的同時提高污染物的局部濃度，等離子凈化器在結合作用時，光催化與等離子體同時作用于局部濃度較高的污染物，除外在光源對催化劑起到激發外，等離子體產生過程中碰撞電離過程中產生的能級躍遷所釋放出來的光能在387.5nm以下的紫外光，因而具有激發納米顆粒產生空穴和電子的作用；在強電場作用下，電子的定向運動有利于減小電子空穴的復合；光催化對甲醛的去除具有不性，等離子體的存在，可對污染物進一步進行電離，因而可以提高污染物的去除程度；等離子體在應用過程中不可避免的會產生對人體的臭氧，活性炭網上如負載合適的催化劑可加快臭氧的，提供多的活性粒子氧原子，因而結合作用去除污染物是通過光催化與等離子體的共同作用來實現的，即在利用各自去除污染物的特性同時，彼此之間能夠克服缺陷，提高污染物處理量和去除的程度，加快光催化技術和低溫等離子體技術的產業化進程。