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南通低温等离子体废气处理装置

产品时间:2020-10-17

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简要描述:

南通低温等离子体废气处理装置
低温等离子废气处理设备技术特点和产生方式 
   
  低温等离子体技术应用于恶臭气体治理,具有处理效果好(几乎可以处理目前常见的各种恶臭气体)、运行费用低廉(每立方米气量运行费用仅为 ~2分钱)、无二次污染、运行稳定操作管理简便即开即用等优点。 
  该技术可广泛应用于石油化工、制药、食品、污水处理厂、涂料、皮革加工、感光材料。

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南通低温等离子体废气处理装置

一、低温等离子光触媒催化在VOC废气处理

低温等离子体技术处理污染物的原理为在外加电场的作用下,介质放电产生的大量高能电子轰击污染物分子,使其电离、解离和激发;然后引发一系列复杂的物理、化学反应,使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质,或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害物质,从而使污染物得以降解去除。低温等离子体技术对大气量、低浓度的污染气体有较高的处理效率,是性价比非常高的有效处理技术。

该方法具有效率高、成本低、设备适应性强、占地面积小、便于操作控制、开停方便、与喷漆工艺同步、可根据污染物源强和排放要求进行升级等优点。作为环境污染处理领域中的一项具有极强潜在优势的高新技术,等离子体受到了国内外相关学科界的高度关注。

单一等离子体处理有机废气效率较高且副产物较少,不会造成二次污染,但其较高的能耗和较低的能量效率是目前需要攻克的难题,等离子复合光催化可以弥补其缺点。等离子体催化剂选用TiO2,其为宽禁带(Eg=3.2eV)半导体化合物,只有波长较短的太阳光才能被吸收,激发其活性,所以设计反应装置的时候需要添加紫外光源。

二、低温等离子光触媒催化在VOC技术分析

1、吸附技术

吸附技术是利用有较大比表面积的固体吸附剂将废气中的VOC捕获,从而使有害成分从气体中分离出来,当吸附达到饱和后采用水蒸气或热风等作为脱附剂,将吸附剂表面的VOC 脱附并加以回收。

2、冷凝技术

冷凝技术是利用气态污染物具有不同的饱和蒸气压,通过降低温度或加大压力,使 VOC 冷凝成液滴 而从气体中分离出来,借助不同的冷凝温度实现污染 物的逐步分离。

3、膜分离技术

膜分离技术利用不同气体分子通过高分子膜的 溶解扩散速度不同,在一定压力下实现分离目的。膜两侧气体的分压差是膜分离的驱动力,可通过压缩进 气或在膜渗透侧用真空泵来实现,因此,膜分离过程 常常与冷凝或压缩过程集成。

4、燃烧治理技术和催化燃烧技术

直接燃烧技术根据热量的回收方式,可分为直接焚烧法和蓄热焚烧法。直接焚烧法即将有机废气加热到一定温度下( 800℃左右),使其完全氧化分解,生成 CO2和 H2O 等。蓄热焚烧法即将燃烧尾气中的热量蓄积,用于加热待处理废气,节能 效果明显,此方法的去除效率可达99% 以上,但燃 烧不完全时容易产生氮氧化物,造成二次污染,该法适用于汽车、家电等烤漆行业高温和高浓度的有机废气治理。

催化燃烧技术通过在燃烧系统中添加催化剂,使可燃性的VOC在催化剂表面发生非均相氧化反应,于300~500 ℃左右将VOC 催化氧化分解为 CO2 和 H2O 等。催化燃烧较热力焚烧温度低,可以显著降低设备运行费用,但当废气中含有能够引起催化剂中毒的硫、卤素有机化合物时,不宜采用催化燃烧法

5、光触媒催化降解技术

纳米TiO2光触媒催化降解具有纳米半导体粒子的量子尺寸效应使其导带和价带能级变为三能级,能隙变宽,导带变负,而价带宽变得更正,即在光触媒催化作用下具有很强的氧化还原能力,从而提高了其光触媒催化活性。

波长较短的紫外线其光子能选用波长185nm)。

呈游离状态的污染物离子极易与O3产生氧化反应,生成简单、低害或无害的物质,如 CO2、H2O 等,以达到废气净化处理的目的。用紫外光解方式获得的臭氧,因获得复合离子光子的能量后,能极为迅速地分解,分解后产生氧化性更强的自由基O、OH和H2O。

自由基 O、OH 和 H2O 与恶臭气体发生一系列协同、连锁反应,恶臭气体终被氧化降解为低分子物质、CO2 和 H2O,而达到终的除臭目的。研究过程中,进一步发现当恶臭气体的相对分子质量越大时,紫外光解氧化效果就越明显。在特种能量等级的紫外线作用下,大多数化学物质都能得到高效分解。

6生物降解技术

生物降解技术即将含VOC的废气经传质过程,进入微生物悬液或生物膜中,在好氧条件下利用高效降解菌种将废气中的 VOC降解为 CO2 和 H2O 等。生物法净化VOC 废气的关键在于微生物的驯化及高效降解菌的培养。

目前研究出的生物菌种对有机物的消化具有很强的专一性,只能处理包括醇类、醛类、酮类、酯类、单环芳烃以及氨和硫化氢等单组分且易生物降解的有机化合物,其对单一 VOC 去除能力的大小顺序为:醇、醛、酮等含氧烃类 > BTEX 等单环芳香烃 >卤代烃,对单组分单环芳烃去除能力的大小顺序为:甲苯 > 苯 > 乙苯或二甲苯 > 氯苯或二氯苯。在处理混合组分的 VOC 时,由于各组分间存在的竞争和抑制作用会出现降解歧视现象,因此,生物法治理有机废气的普适性较差。

7、低温等离子体净化技术

低温等离子体高能态的粒子构成低温等离子体高能态的粒子构成。低温等离子体降解VOCs原理在外电场的作用下,介质放电产生的大量携能电子轰击 VOC 分子,使其电离解离和激发、引发系列复杂的物理化学反应,使复杂的大相对分子质量的有机废气降解为简单的小相对分子质量物质,或是有毒有害物质转化为无毒无害或低害的物质,从而使VOC降解去除。携能电子的平均能量约10eV,适当控制反应条件可实现一般难以实现或速度很快的化学反应。

三、光触媒催化VOC处理方法的优劣

低温等离子体光催化协同技术具有其他净化技术不可比拟的优点,低温等离子体法处理 VOC 的技术与传统方法相比具有很多优点:一是,可在常温常压下操作;二是,有机化合物终的产物为 CO2,CO,H2O。若有机物是氯代物,则产物中还应加上氯化物,而无中间产物降低了,有机物的毒性,同时避免了其他方法中的后期处理问题;三是,运行费用低;四是;VOC的去除率高,对 VOC的适应性运行管理比较方便。

针对工业上气量大,浓度低,且污染物大都无回收价值的制造行业有机废气 VOC,需要有一种更有效、彻底、操作更简便的处理方法,大限度地减少运行条件的限制,低温等离子体法的出现正是为了顺应这种要求,并越来越受到国内外的重视。随着研究的不断深入,低温等离子体光催化法必将向着规模化方向发展。

南通低温等离子体废气处理装置

现在国内根据低温等离子体工业废气处理技术研发出相应的标准化废气治理设备,归于根本是利用一些化学反应的化学键拆分,得到无害的气体分子,从而达到环保排放烟气的标准要求。具体是利用所产生的高能电子、自由基等活性粒子激活、电离、裂解工业废气中的各组成份,使之发生分解,氧化等一些列复杂的化学反应,再经过多级净化,从而消除各种污染源排放的异味、臭味污染物,使有毒有害气体达到低毒化、无毒化,保护人类生存环境。

低温等离子体技术应用范围广,气体的流速和浓度对于气态污染物治理技术应用来说是两个非常重要的因素。生物过滤和燃烧技术能应用于较高浓度范围,但却受气体的流速所限。而低温等离子体技术对气体的流速和浓度都有一个很宽的应用范围,低温等离子设备其应用广泛不言而喻。等离子体技术工艺简单。吸附法要考虑吸附剂的定期更换,脱附时还有可能造成二次污染;燃烧法需要很高的操作温度;生物法要严格控制pH值、温度和湿度等条件,以适合微生物的生长。而低温等离子体技术则较好的克服了以上技术的不足,反应条件为常温常压,反应器结构简单,低温等离子设备并可同时消除混合污染物(有些情况还具有协同作用),不会产生二次污染等。就经济可行性来说,低温等离子体反应装置本身系统构成就单一紧凑,在运行费用方面,微观来讲,因放电过程只提高电子温度而离子温度基本保持不变,这样反应体系就得以保持低温,低温等离子设备所以不仅能量利用率高,而且使设备维护费用也很低。

低温等离子体技术在气态污染物治理方面优势显著。其基本原理是在电场的加速作用下,产生高能电子,当电子平均能量超过目标治理物分子化学键能时,分子键断裂,达到消除气态污染物的目的。

喷漆废气中的三苯浓度一般低于300mg/m3低浓度、大风量的有机废气治理,采用催化燃烧法(适用于浓度大于500mg/m3)处理不合适,所以只能用低温等离子废气处理设备来处理这种类型的工业废气。(适应于家具厂、鞋厂、五金厂、电子厂、工艺品厂、印染厂、塑料制品厂等等)同样,等离子技术处理涂装系统废气,油墨废气,高压静电式的印刷印染废气都有独到的优势。

低温等离子废气处理工艺概述
低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的放电电压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用,使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。
DBD等离子体反应区富含极高的物质,如高能电子、离子、自由基和激发态分子等,废气中的污染物质可与这些具有较高能量的物质发生反应,使污染物质在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到讲解污染物的目的。与传统的电晕放电形势产生的低温等离子技术相比较,DBD等离子体技术放电量是电晕放电的50倍,放电密度是电晕放电的130倍。所以,传统低温等离子体技术只能用于室内空气异味治理,与其他低温等离子体技术相比较,DBD等离子体技术是工业化工艺废气治理的技术。
等离子体去除污染物的基本过程
过程一:高能电子的直接轰击
过程二:O原子或臭氧的氧化
O2+e→2O
过程三:OH自由基的氧化
H2O+e→OH+H
H2O+O→2OH
H+O2→OH+O
过程四:分子碎片+氧气的反应

低温等离子净化器工艺原理:
异味气体从气体收集系统收集后进入等离子体反应区,在高能电子的作用下,使异味分子受激发,带电粒子或分子间的化学键被打断,同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下也会产生OH自由基、活性氧等强氧化性物质,这些强氧化性物质也会与异味分子反应,使其分解,从而促进异味消除。净化后的气体经排气筒高空排放。
低温等离子技术特点
1、技,工艺简洁:开机后,即自行运转,受工况限制非常少,无需专人操作,除臭率达99%。
2、节能:无机械设备,空气阻力小,耗电量约为0.003kw/m3废气。
3、适应工况范围宽:设备启动、停止十分迅速,随用随开,不受气温的影响。在250℃以下和在雾态工况环境中均可正常运转。-50℃至+50℃的环境温度仍可正常运转。
4、设备使用寿命长:本设备由不锈钢材,铜材、钼材、环氧树脂等材料组成,抗氧化,采用防腐蚀材料,电极与废气不直接接触,根本上解决了设备腐蚀问题。
5、结构简单:只需用电,操作极为简单,无需派专职人员看守,基本不占用人工费。
6、无机械设备:故障率低,维修容易。
7、应用范围广:介质阻挡放电产生的低温等离子体中,电子能量高,几乎可以将所有的异味气体分子降解。
低温等离子体净化器适用行业
制药、印染、制造、化工、化纤等行业在运作过程中会产生大量挥发性有机污染物(VOCs)传统的处理方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧法等,对于低浓度的VOCs很难实现,而光催化降解VOCs又存在催化剂容易失活的问题,利用低温等离子体处理VOCs可以不受上述条件的限制,具有潜在的优势。
低温等离子废气处理设备已经还广泛的应用于环境保护、包装、纺织、塑料制品、汽车制造、电子设备制造、家电制造、计算机制造、手机制造、生物材料、卫生材料、医疗器皿、杀菌消毒、环保设备、石油天然气管道、供暖管道、化工子、半导体、航空航天等行业中。

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