等离子废气异味净化技术简介

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。

介质阻挡放电是一种获得高气压下低温等离子体的放电方法，这种放电产生于两个电极之间。介质阻挡放电可以在0.1～10⁵Pa的气压下进行，具有辉光放电的大空间均匀放电和电晕放电的高气压运行的特点。整个放电是由许多在空间和时间上随机分布的微放电构成，这些微放电的持续时间很短，一般在10ns量级。介质层对此类放电有两个主要作用：一是限制微放电中带电粒子的运动，使微放电成为一个个短促的脉冲；二是让微放电均匀稳定地分布在整个面状电极之间，防止火花放电。介质阻挡放电由于电极不直接与放电气体发生接触，从而避免了电极的腐蚀问题（SO₂腐蚀性强）。

等离子体分解空气污染物可通过两种途径完成：（1）在产生等离子体的过程中产生的瞬间高能量，打开某些有害分子的化学键，使其分解成单质原子或无害分子。（2）等离子体中包含了大量的高能电子、离子、激发态粒子和具有强氧化活性的自由基，这些活性粒子的平均能量高于气体分子的键能，它们和有害气体分子发生频繁的碰撞，打开气体分子的化学键，同时产生的大量·OH、HO₂·、O·等自由基和氧化性极强的O₃跟有害气体分子发生化学反应生成无害产物，从而达到净化废气的目的。低温等离子体化学反应过程大致如下：

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净化技术应用来说是两个非常重要的因素。下图所示为气体流速和浓度与不同治理技术之间的关系。

气态污染物净化技术的应用范围

由上图可以看出，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；电子束照射技术仅有一段非常窄的流速范围。而低温等离子技术对气体的流速和浓度都有一个很宽的应用范围，其应用广泛不言而喻。

低温等离子技术工艺简单，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；联合催化法中，催化剂存在选择性，某些条件(如温度过高)会造成催化剂失活，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较好地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，并可同时降解混合气态污染物，不会产生二次污染。

在投资费用方面，低温等离子体反应装置本身系统构成单一紧凑，还可通过现有的静电除尘装置改进实现。在运行费用方面，微观上讲，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常温，所以不仅能量利用率高，而且使设备维护费用降低。

与目前国内常用的异味气体治理方法相比较本装置具有如下优点：
■技术高端，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。
■节能：无机械设备，空气阻力小，耗电量约为0.08kw/m3废气。
■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。在-50℃至+50℃的环境温度仍可正常运转。
■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。
■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。无机械设备，故障率低，维修容易。
■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。
低温等离子体技术工艺路线示意图：

植物油生产产生的废气异味气体从气体收集系统收集后首先进入预处理器中进行除油，然后再进入等离子体反应器单元，在该区域由于高能电子的作用，使异昧分子受激发，带电粒子或分子间的化学键被打断，产生自由基等活性粒子。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。