低溫等離子體及其在廢氣處理中的應(yīng)用探究

孟朝陽(yáng)

摘 要 隨著國(guó)家技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)的低溫等離子體技術(shù)的研究也在不斷地發(fā)展改進(jìn)，在研究當(dāng)中也發(fā)現(xiàn)了很多物理現(xiàn)象的存在，比如磁體重聯(lián)等離子體。近年來(lái)，在廢氣處理當(dāng)中低溫等離子體技術(shù)也被廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 低溫等離子體 廢氣處理 應(yīng)用探究

中圖分類(lèi)號(hào)：X73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

近些年來(lái)，我國(guó)的空氣環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染，所以在處理空氣當(dāng)中的污染物時(shí)所采用的就是等離子體技術(shù)。采用等離子體技術(shù)能夠最大程度的分解空氣當(dāng)中的污染物，并且采用此方法最大的好處就是耗能低且非常方便，副作用產(chǎn)物少。因此，這項(xiàng)技術(shù)也成為了現(xiàn)在技術(shù)員工更加關(guān)注的一門(mén)技術(shù)應(yīng)用。

2低溫等離子體的相關(guān)介紹

2.1低溫等離子體的產(chǎn)生由來(lái)

日常生活當(dāng)中比較常見(jiàn)的等離子體是電子，離子和自由基電子所構(gòu)成的，從宏觀角度上來(lái)說(shuō)，等離子體具有電中性和高導(dǎo)電性。構(gòu)成等離子體的都是具有活潑性的物質(zhì)，這種物質(zhì)的存在可以使等離子體在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)速率加大，使難以進(jìn)行或者速度慢的反應(yīng)速度提高。與此同時(shí)，也加大了離子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，但是離子的質(zhì)量比較大，所以電子加速比較快，相比較來(lái)說(shuō)，平均動(dòng)能也會(huì)低一些，這樣一來(lái)質(zhì)量比較大的離子和自由基的溫度也會(huì)相對(duì)較低一些，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為非熱力學(xué)平衡等離子體。根據(jù)大氣壓強(qiáng)的測(cè)試以及電極的形狀，可以將等離子體分為兩種：輝光放電、脈沖電暈放電、介質(zhì)阻擋放電。在廢氣處理凈化方面脈沖電暈放電以及介質(zhì)阻擋放電應(yīng)用是比較廣泛的。

2.2低溫等離子體處理廢氣污染物的原理

根據(jù)低溫等離子體的分解方式在對(duì)廢氣進(jìn)行處理的時(shí)候，其中起到主要作用的是低溫等離子體當(dāng)中的高能電子區(qū)域。等離子體當(dāng)中的高能電子會(huì)與氣體分子進(jìn)行摩擦，這種摩擦?xí)固幱诨鶓B(tài)當(dāng)中的分子被激活。并且當(dāng)電子的能量小于10eV的時(shí)候，自由基等活性物質(zhì)就會(huì)生成，尤其是當(dāng)廢氣污染物當(dāng)中的分子在進(jìn)行活化之后，分子鏈就會(huì)被破壞甚至產(chǎn)生分級(jí)。在低溫等離子體當(dāng)中，化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生主要取決于電子的能量以及密度。

3低溫等離子體診斷所使用的方法

3.1質(zhì)譜法

質(zhì)譜法就是利用電場(chǎng)以及磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的離子，根據(jù)質(zhì)荷比分離之后進(jìn)行檢驗(yàn)。只要用質(zhì)譜法測(cè)出了離子的準(zhǔn)確質(zhì)量就能夠知道該化合物的組成。對(duì)離子進(jìn)行分析就能夠知道該化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及分子量，裂解規(guī)律等重要信息。

3.2光譜法

光譜法可以分為兩種，分別是分子光譜法和原子光譜法。離子體中存在大量的激發(fā)態(tài)的粒子，其中光子會(huì)通過(guò)激發(fā)態(tài)的粒子來(lái)進(jìn)行發(fā)射。將這些光子用光譜進(jìn)行探測(cè)，這樣等離子體當(dāng)中物質(zhì)的狀態(tài)以及種類(lèi)就可以清楚的進(jìn)行判斷。光譜法的原理就是當(dāng)離子當(dāng)中的物質(zhì)與產(chǎn)生的輻射進(jìn)行相互作用時(shí)，對(duì)物質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生的能級(jí)之間的躍遷產(chǎn)生的吸收或者是發(fā)射以及散射輻射的強(qiáng)度以波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量分析的一種方法。

3.3探針?lè)?/p>

通常測(cè)量半導(dǎo)體的電阻率時(shí)所采用的方法就是探針?lè)āＬ结樂(lè)ㄓ址譃樗奶结樂(lè)ǎ结樂(lè)ǎ结樂(lè)ǎ瑹崽结樂(lè)ǎ瑹晒馓结樂(lè)āＫ奶结樂(lè)ㄏ鄬?duì)于其他探針?lè)ㄗ畲蟮膬?yōu)勢(shì)就是不需要準(zhǔn)確。由于探針?lè)ú僮髌饋?lái)簡(jiǎn)單方便，所以在等離子體的研究當(dāng)中應(yīng)用較為廣泛，將金屬探針加入到等離子體當(dāng)中就能對(duì)電流電壓進(jìn)行測(cè)量，這樣就可以獲得電子的能量分布，溫度，等離子體的密度等相關(guān)信息。

4低溫等離子體在廢氣處理當(dāng)中的應(yīng)用

根據(jù)SDZY公司為例，此公司廢氣污染物的主要來(lái)源就是調(diào)節(jié)池等工藝段散發(fā)出來(lái)的具有異味的氣體以及兼氧池。這些污染物主要都是甲硫醚，亞硫酸，硫化氫，甲硫醇，氨，有機(jī)酸等廢氣。

4.1廢氣處理的工藝流程

根據(jù)現(xiàn)在所采用的廢氣處理方法，按照SDZY公司所產(chǎn)生的污染物的特性進(jìn)行分析，此公司采用低溫等離子體進(jìn)行廢氣處理。首先就是要對(duì)這些氣體污染物進(jìn)行溶劑吸收，然后進(jìn)行預(yù)加工處理，在進(jìn)行了預(yù)加工處理之后，將這些氣體通入到氣體的分配器當(dāng)中，然后將這些氣體分別通入到低溫等離子體的反應(yīng)器當(dāng)中，讓每個(gè)低溫等離子體反應(yīng)器當(dāng)中的氣體量要保持一樣，最后對(duì)來(lái)自不同階段的廢氣進(jìn)行混合，讓它們都有均勻的質(zhì)量。

4.2廢氣處理前后比較

將這些廢氣通入到低溫等離子體反應(yīng)器當(dāng)中進(jìn)行正常運(yùn)行之后，明顯的處理前后的廢氣濃度產(chǎn)生了很大的變化。廢氣處理前此公司的臭氣濃度是3090mg/m2，進(jìn)行處理之后臭氣濃度降為了179mg/m2；硫化氫氣體在進(jìn)行處理之前排放濃度為2.78mg/m2，處理之后為0.027mg/m2。這些數(shù)據(jù)都說(shuō)明了這些廢氣污染物在經(jīng)過(guò)低溫等離子體技術(shù)的使用下，都得到了明顯的降低。這樣一來(lái)，不僅以低成本完成了廢氣的處理，也使人們周?chē)纳瞽h(huán)境得到了凈化。

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，通過(guò)國(guó)家對(duì)低溫等離子體的不斷深入研究，就表明了低溫等離子體在我國(guó)已經(jīng)引起了科研者很高的重視，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)也證明了低溫等離子體技術(shù)在我國(guó)具有良好的應(yīng)用前景，而且低溫等離子體在受控核聚變方面也有著重要的作用，在廢氣處理當(dāng)中更是取得了顯著性的效果。望此文對(duì)于低溫等離子體及其在廢氣處理當(dāng)中應(yīng)用起到一定的參考作用。

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