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工業(yè)有機廢氣的低溫等離子體的治理設備

等離子體就是處于電離狀態(tài)的氣體，其英文名稱是plasma，它是由美國科學 muir，于1927年在研究低氣壓下汞蒸氣中放電現(xiàn)象時命名的。等離子體由大量的子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等組成，但電子和正離子的電荷數(shù)必須體表現(xiàn)出電中性，這就是“等離子體”的含義。等離子體具有導電和受電磁影響的許多方面與固體、液體和氣體不同，因此又有人把它稱為物質的第四種狀態(tài)。根據(jù)狀態(tài)、溫度和離子密度，等離子體通常可以分為高溫等離子體和低溫等離子體（包子體和冷等離子體）。其中高溫等離子體的電離度接近1，各種粒子溫度幾乎相同系處于熱力學平衡狀態(tài)，它主要應用在受控熱核反應研究方面。而低溫等離子體則學非平衡狀態(tài)，各種粒子溫度并不相同。其中電子溫度( Te)≥離子溫度(Ti)，可達104K以上，而其離子和中性粒子的溫度卻可低到300～500K。一般氣體放電子體屬于低溫等離子體。

截至2013年，對低溫等離子體的作用機理研究認為是粒子非彈性碰撞的結果。低溫等離富含電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子，其中高能電子與氣體分子（原子）發(fā)生撞，將能量轉換成基態(tài)分子（原子）的內能，發(fā)生激發(fā)、離解和電離等一系列過秸處于活化狀態(tài)。一方面打開了氣體分子鍵，生成一些單分子和固體微粒；另一力生．OH、H2O2．等自由基和氧化性極強的O3，在這一過程中高能電子起決定性作用，離子的熱運動只有副作用。常壓下，氣體放電產生的高度非平衡等離子體中電子溫層氏度）遠高于氣體溫度（室溫100℃左右）。在非平衡等離子體中可能發(fā)生各種類型的化學反應，主要決定于電子的平均能量、電子密度、氣體溫度、有害氣體分子濃度和≥氣體成分。這為一些需要很大活化能的反應如大氣中難降解污染物的去除提供了另外也可以對低濃度、高流速、大風量的含揮發(fā)性有機污染物和含硫類污染物等進行處理。

常見的產生等離子體的方法是氣體放電，所謂氣體放電是指通過某種機制使一電子從氣體原子或分子中電離出來，形成的氣體媒質稱為電離氣體，如果電離氣由外電場產生并形成傳導電流，這種現(xiàn)象稱為氣體放電。根據(jù)放電產生的機理、氣體的壓j源性質以及電極的幾何形狀、氣體放電等離子體主要分為以下幾種形式：①輝光放電；③介質阻擋放電；④射頻放電；⑤微波放電。無論哪一種形式產生的等離子體，都需要高壓放電。容易打火產生危險。由于對諸如氣態(tài)污染物的治理，一般要求在常壓下進行。

低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質第四態(tài)，當外加電壓達到氣體的著火電壓時，氣體分子被擊穿，產生包括電子、各種離子、原子和自由基在內的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，所以稱為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時間內發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應以達到降解污染物的目的。

低溫等離子體空氣凈化設備能夠顯著治理的污染有：VOC、惡臭氣體、異味氣體、油煙、粉塵，也可用于消毒殺菌。低溫等離子體技術是一種全新的凈化過程，不需要任何添加劑、不產生廢水、廢渣，不會導致二次污染。

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