等离子技术在环境治理中的应用.pptVIP

等离子体大气污染控制 污染空气中的主要成分有:总悬浮颗粒、 漂尘、硫氧化物、 氮氧化物、 硫化氢、 氨、 碳氧化物和有机蒸汽(VOCS)等 ,它们分别来自于生活污染源、 工业污染源、 和交通污染源。 2. 脱硫脱硝 在工业废气中 ,对环境影响最为严重的污染物是硫氧化物和氮氧化物。等离子体技术是 20 世纪70年代发展起来的同时脱硫脱硝技术 ,该法的基本原理是利用等离子体活化产生的强氧化的自由基 ,并在氨气的参与下 ,将烟气中的 SO2 和NOX转化为硝酸铵、 硫酸铵和其复盐的固体微粒。 基本方式 基本原理 基本方式 电子束法(EBA法) 电子束法是靠电子加速器产生高能电子束[ (400～800) keV]来辐照烟气 ,使其产生活性物质(如· OH ,· HO2 ,· O) ,促进分子间的化学反应。 脉冲电晕放电法(PPCP 法) 脉冲电晕放电法是从电子束法发展而来的烟气脱硫脱硝技术 ,其机理与电子束法基本相同 ,它是靠脉冲高压电源在普通反应器中形成等离子体 ,产生高能电子[ (5～20) eV] 。 在气相中，通过高能电子激发，高压放电能够引发复杂的化学反应，包括自由基反应、离子?分子反应、受激粒子反应和自发化学反应等。借助上述反应过程，高压放电能够改变二氧化硫和氮氧化物的价态，进而实现脱硫脱硝。 等离子体大气污染控制 2. 脱硫脱硝 等离子体大气污染控制 汽车尾气污染是一个全球性问题。由于汽车相对集中在城市 ,单车排放因子高 ,故汽车排放的黑烟(颗粒物) 、 NOX、 CO和 HC等已成为城市地区的主要大气污染物。 3.汽车尾气治理 主要方式 机内净化 将空气离子化 ,即将空气送入内燃机之前 ,利用低温等离子体臭氧发生器将空气中的氧转化为臭氧 ,然后进入燃烧室便分解为负氧离子 ,使火焰膨胀 ,促进燃烧 ,从而提高了反应速率。 要有电晕放电、 介电位垒放电、 沿面放电等几种形式 ,利用等离子体体系中的活性物种强化(催化)氧化 — 还原反应 ,将汽车尾气中的有害物质通过氧化、还原或离解而转化为无害或低害物质以达到降低环境污染的目的。其中介电位垒放电可在低温条件下实现 HC、 CO、 NOX和 SO2 的氧化 ,可捕集颗粒物 ,是处理汽车尾气的一项新颖技术。 机外净化 等离子体大气污染控制 污染物质主要有香烟烟雾、 甲醛、NOX、 SO2、 飘尘及恶臭等 ,它们多数吸附在颗粒物上 ,对人体健康影响较大。 非平衡等离子技术应用于空气净化 ,不但可分解气态污染物 ,还可从气流中分离出微粒 ,整个净化过程涉及预荷电集尘、 催化净化和负离子发生等作用 。 4.室内空气净化 等离子体大气污染控制 等离子体分解破坏挥发性有机污染物通过以下两种途径进行： 5.VOCS 治理 （1）高能级电子直接作用于污染物分子 : e +污染物分子 ※各种碎片分子 （2）高能级电子间接作用于污染物分子 :e + O2( N2 ,H2O) ※2O( N , N ＊ ,OH)+污染物分子※中性分子 当非平衡等离子体电离度 、气体污染物浓度不高时 ,高能电子的间接作用是主要的 。研究证明 : 非热平衡放电等离子体在处理中低体积分数( 100 ×10-6 ～ 1000 ×10- 5) 的 VOCs 非常有效 ,对氟利昂等难降解有机污染物具有很好的去除效果。 等离子体固体废弃物处理技术 等离子体处理系统主要有进料系统 、等离子体处理室 、熔化产物处理系统 、电极驱动及冷却密封系统组成 。 工艺流程 等离子体固体废弃物处理技术 城市的垃圾处理一般采用燃烧的方法 , 在焚烧炉中烧毁后 ,产生的灰成分呈低松密度 ,还可能含有可过滤的大量的有毒重金属和有机类物质 , 对环境造成再污染 。等离子体技术正逐渐被应用于城市固体废弃物( MSW) 和污水污泥( SSW) 的处理 。采用直流等离子体对垃圾燃烧灰进行熔融处理 , 熔融效率极佳 ,垃圾燃烧灰熔融后 ,将熔渣投入水中做成玻璃状颗粒 ,可再利用于道路铺装或混凝土的混合材料 ,二恶英等有害物质也被高温分解掉 ,而且产生热量的 54 %可以回收利用 。这种热等离子体废物熔融处理法还可以用于金属资源的回收 , 如用于低含量锌的二次回收,从钽电容器中回收金属钽 , 以及处理汽车尾气催化剂来回收金属铂等 。 用于处理固体废物的等离子体的温度一般为几千度甚至上万度 ,这时等离子体中的离子和电子具有很高的能量 ,可将固体废物中的分子彻底分解 ,再重新组合 。这时有害气体被分解 ,重金属被分离出来 ,残余的有害物质被熔融后被固化成硅石 。由于整个处理过程和处理环境实现了 “全封闭 ”, 因此不