低溫等離子淨化揮發性有機廢氣研究進展

作者姓名:章旭明、閆克平

摘要:

低溫等離子體 (Non-thermal Plasma) 系統被認為是複合污染物控制的有效途徑。等離子體過程中產生的離子可用於靜電收塵,產生的 •O 和 •OH 自由基則用於有機廢氣的氧化。儘管等離子治理有機廢氣技術的基本過程仍需詳解,然而這並不阻礙其商業應用。如選擇合適的催化劑,不僅可以降低目標反應物的活化能,還能夠抑制臭氧的產生,降低反應過程中的能耗。本文從電源和等離子體處理工藝研究進展出發,圍繞有機廢氣處理過程中的兩個核心問題:能效研究和副產物控制進行討論。

對於電源來說,交直流疊加和短脈衝供電方式是相對性價比最高的,可以輕易達到 90% 以上的能量傳輸效率。在高溫、高能量密度下處理低濃度有機氣體時,等離子反應中的氧化過程起主導作用,生成的產物以 CO2、水或其它低分子化合物為主;在低溫、低能量密度下處理高濃度有機氣體時,電子更傾向於直接攻擊有機分子,在此過程中產生的 HC 中間產物的活性位相互結合進行鍊式反應,生成固、液態產物(氣溶膠或高分子聚合膜)。在應用中多數情況則介於兩者之間。

等離子技術處理工業有機廢氣是非常有前景的。目前,風量在 1,000 m3/h 的室內空氣淨化處理裝置已經成功應用於商業項目,在醫院病房、醫療儲藏室、辦公樓、賓館等得到過很好的應用,該類技術產品已在世界各地推廣。對於等離子體處理工藝來說,最近提出的等離子體與傳統治理工藝(如催化、吸附和吸收)相結合的方式可明顯提高處理效率和抑制副產物,具有廣闊的應用前景,進一步的需要對其使用壽命作深入研究。

作者單位:

浙江大學化工系,杭州 310028

資助:

國家自然科學基金(20776131),博士點基金 (20070335194)

關鍵詞:

大氣污染控制,等離子技術,揮發性有機氣體,治理

中圖分類號:X511

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