低溫等離子凈化器技術去除污染物的基本原理跟

 【一】、低溫等離子凈化器技術去除污染物的基本原理
低溫等離子凈化器在外加電場的作用下，氣體放電產生大量等離子體，氣體中產生的大量自由電子在電場力的作用下獲得能量，其中物形成的鍵能大部分都在這些活性粒子能量范圍內。
物的鍵能以及無機污染物的鍵能在低溫等離子活性粒子的能量范圍內，因而使等離子體在理論上對于污染物的去除成為可能。
等離子體對污染氣體處理包括多個方面：(a)其中包含大量的電子和正負離子，在高壓電場梯度作用下，先與空氣中的顆粒污染物發生非彈性碰撞，從而附載在其上面，使之成為荷電離子，然后在電場作用下沉積，這是其中的一個物理過程，即靜電除塵過程；(b)非平衡態等離子電子、離子等與污染物分子發生彈性碰撞，這些活性離子的平均動能高于污染物分子的健能，污染物分子在這些電子轟擊下，電離和解離，使復雜大分子污染物轉變為簡單小分子物質，或使物質轉變為或低毒低害物質，從而使污染物得以去除；(c)另外，與一些氣體碰撞過程中使其激發，激發態的分子較不穩定，很快回到基態而輻射出光子，具有足夠量的光子照射到電暈較上可能導致光電離而產生光電子，繼續維持放電的進行，產生多的粒子；(d)對電子親和力強的一些分子，例如O2和H2O，一部分通過碰撞激發大量OH，HO2，O等自由基，這些自由基具有強性，可將污染物去除，另一部分可形成負離子，提高空氣品質。
【二】、等離子凈化器的凈化工作
等離子凈化器常被視為繼固態、液態、氣態之后的第四態物質，是外加電壓作用于氣體達到其著火電壓時，氣體分子被擊穿后產生的包括電子以及各種離子、原子和自由基在內的混合體。低溫等離子體有別于受控于熱核聚變產生的高溫等離子體，高溫等離子體的能量要達到10000eV以上，而在工業和研究中用的低溫等離子體能量通常在幾至幾十eV之間。低溫等離子體中存在電子、離子、自由基和激發態分子等有化學活性的粒子，利用這些活性粒子，低溫等離子體與氣體分子(或原子)發生非彈性碰撞，將能量轉換成基態分子(或原子)的內能，發生激發、離解、電離等一系列過程，使氣體處于活化狀態，活化后的氣體分子經過等離子體定向鏈化學反應后被去除。低溫等離子體技術具有工藝簡單、處理效果好及二次污染少等優點，因此被廣泛用于氣體凈化和污染處理中。
研究表明，用低溫等離子體技術處理苯系物，采用線一管式介質阻擋電暈反應器去除苯和，當電場強度為10kV/cm時，去除率達到96.8%，苯去除率達到92.6%。發現在反應條件下低等溫等離子體發生器對二氯乙烯、三氯乙烯和四氯乙烯具有明顯的去除效果。
對含有量乙烯和庚烷的空氣進行處理，脫除率均能達到以上。用介質阻擋放電反應器對去除甲醛進行了研究，結果表明在操作電壓為19kV、甲醛質量濃度為134mg/m3時，短時間甲醛的去除率可高達；對揮發性物凈化效果的檢測多采用動態在線方式，即載有濃度揮發性物的載氣以流速經過低溫等離子體發生裝置，再利用其通過和出口的濃度差，來計算等離子體對其的凈化效率。這種操作方式雖然便捷，但很難準確描述低溫等離子體對空間內處于相對靜態的揮發性物的凈化行為；同時絕大部分研究的對象仍為單一組分的揮發性氣體，而實際情況(如工作場所空氣)通常為多種揮發性物共存，由于各組分間或協同或競爭的作用，很難用單一揮發性物凈化規律的疊加來描述低溫等離子體對多組分體系的凈化行為，而研究多種揮發性物共同存在的體系具有實際意義。
因此本研究擬從低溫等離子體技術實際應用的角度出發，以密閉空間內的、丙酮、乙酸乙酯、四氯化碳為研究對象，考察低溫等離子體對其中各組分的凈化能力，建立相應的凈化動力學曲線并進行擬合，同時對低溫等離子體凈化密閉空間內多種揮發性物的規律進行初探，以期為利用低溫等離子體技術凈化工作場所空氣中揮發性物提供依據。