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高能離子

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DBD高能離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的放電電壓時(shí)，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體

詳細(xì)介紹

DBD高能離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)，當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的放電電壓時(shí)，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。高能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(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到降解污染物的目的。高能離子體的產(chǎn)生途徑很多，高能離子體工業(yè)廢氣處理技術(shù)采用的放電形式為雙介質(zhì)單阻擋放電 (Dielectric Barrier Discharge，簡(jiǎn)稱(chēng)DBD)，該技術(shù)性能*，運(yùn)行穩(wěn)定，獲得廣泛客戶(hù)的認(rèn)可。

DBD高能離子技術(shù)

裝置示意圖如圖3-1所示。

高能離子2.png

介質(zhì)阻擋放電是一種獲得高氣壓下高能離子體的放電方法，這種放電產(chǎn)生于兩個(gè)電極之間。介質(zhì)阻擋放電可以在0.1～10′10⁵Pa的氣壓下進(jìn)行，具有均勻放電和電暈放電的高氣壓運(yùn)行的特點(diǎn)。整個(gè)放電是由許多在空間和時(shí)間上隨機(jī)分布的微放電構(gòu)成，這些微放電的持續(xù)時(shí)間很短，一般在10ns量級(jí)。介質(zhì)層對(duì)此類(lèi)放電有兩個(gè)主要作用：一是限制微放電中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，使微放電成為一個(gè)個(gè)短促的脈沖；二是讓微放電均勻穩(wěn)定地分布在整個(gè)面狀電極之間，防止火花放電。介質(zhì)阻擋放電由于電極不直接與放電氣體發(fā)生接觸，從而避免了電極的腐蝕問(wèn)題。

介質(zhì)阻擋放電高能離子體技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

① 介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的高能離子體中，電子能量高，幾乎可以和所有的有機(jī)氣體分子作用。

② 反應(yīng)快，不受氣速限制。

③ 采用防腐蝕材料，電極與廢氣不直接接觸，根本上解決了設(shè)備腐蝕問(wèn)題。

④ 只需用電，操作極為簡(jiǎn)單，無(wú)需派專(zhuān)職人員看守，基本不占用人工費(fèi)。

⑤ 設(shè)備啟動(dòng)、停止十分迅速，隨用隨開(kāi)，不受氣溫的影響。

氣阻小，工藝成熟。

高能離子體凈化工業(yè)廢氣的工作原理:

高能離子體中能量的傳遞大致如下：

高能離子3.png

介質(zhì)阻擋放電過(guò)程中，電子從電場(chǎng)中獲得能量，通過(guò)碰撞將能量轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能或動(dòng)能，這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團(tuán)，同時(shí)空氣中的氧氣和水分在高能電子的作用下也可產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫、臭氧和羥基氧等活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)相互碰撞后便引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)。從高能離子體的活性基團(tuán)組成可以看出，高能離子體內(nèi)部富含化學(xué)活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。惡臭廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O等物質(zhì)，從而達(dá)到凈化惡臭廢氣的目的。

高能離子體化學(xué)反應(yīng)過(guò)程大致如下：

高能離子4.png

從以上反應(yīng)過(guò)程可以看出，電子先從電場(chǎng)獲得能量，通過(guò)激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到污染物分子中去，那些獲得能量的污染物分子被激發(fā)，同時(shí)有部分分子被電離，從而成為活性基團(tuán)。然后這些活性基團(tuán)與氧氣、活性基團(tuán)與活性基團(tuán)之間相互碰撞后生成穩(wěn)定產(chǎn)物和熱。

另外，高能電子也能被鹵素和氧氣等電子親和力較強(qiáng)的物質(zhì)俘獲，成為負(fù)離子。這類(lèi)負(fù)離子具有很好的化學(xué)活性，在化學(xué)反應(yīng)中起著重要的作用。

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