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1、大连海事大学课程作业课程名称：非热放电环境污染治理技术专业班级：环境丁程姓名：张泽忠学号：1120151384任课教师：朱益民2015年11月2日非热放电及其环境污染治理张泽忠20151384一、非热放电定义如果加在气体介质上的外界电场足够强，气体屮的初始电子在其自由程内将获得足够的能量来碰撞、屯离其他的分子或原子，屯离产生的电子将会引发史多的电离过程并产生更多的带电粒子，这个过程的连续进行将大大提高气体的电离度，从而引发气体放屯。由于离子的质量远大于电子，所以电子从电场中获得能量的能力远大于离子。当电场还不能为离子提供足够能量吋，体系屮只
2、有电子的温度较高，这样的放电称为非热放电或低温等离子体放电。二、非热放电技术的应用1.脱硫脱硝中的应用在工业废气中，对环境影响最为严重的污染物是硫氧化物和氮氧化物。等离了体技术是20世纪70年代发展起來的同时脱硫脱硝技术，该法的基木原理是利用等离子体活化产生的强氧化口由基，并在氨气的参与下将烟气中的SO2、NOX转化为硫酸鞍和其复盐的固体微粒。其中电了束法（EBA法）和脉冲电晕放电法（PPCP法）应用于烟气脱硫脱硝E2达工业性试验阶段。子束法是靠电子加速器产生高能电了束［（400〜800）keV］來辐照烟气，使其产生活性物质（如•OH,-H
3、O2,・0），促进分子间的化学反应。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，其机理与电了束法基木和同，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］，形成如下：02+e—20+e*H2O+H+OH+eH+02—HO202+O—O3虽然电子束多段照射法成功解决了SO2氧化和冋收率问题,但它需要有严格的庞人的放射线的防护设置，且电子加速器昂贵，电子能量损失大，维护工作量大。由于窄脉冲电晕放电等离子体屮电子平均能量低于3eV,没有解决SO2氧化和鞍盐回收率难题，通过强电场电离放电脫硫的研究，有效地解决
4、了热化学脱硫的SO2氧化和鞍盐冋收率问题，鞍盐冋收率达到88%以上,放电能耗低于9Wh/Nm3,为烟气脱硫提供了一项低成木有效的新方法。2.处理温室效应气体、难降解物质和VOCs近年来，等离子休法的应用范围不断拓宽。目前应用研究上主要集屮在处理温室效应气体、难降解物质和VOCSo在控制温室效应气体的研究屮，鞍山静电技术研究所应用超高压脉冲电晕放电产生的高能量（20〜50eV）低温等离子体作用于c02气体分子，使c02分子化学键断裂，在定向化学反应作用下，将c02气体分解成02和单质固体微粒碳，具分解率达90%,为治理温室效应气体提供了一项新
5、技术。浙江大学采用脉冲电晕放电降解化学性质十分稳定的CFC-113和CO14,在反应器屮填入吸附剂，进气CFC-113浓度为1O〜mol/L条件下，其降解率由不加吸附剂时的约80%上升到95%以上；进气cch浓度约为5/〜mol/L条件下，其降解率由无吸附剂时的40%上升到80%以上。浙江大学利用脉冲电晕放电处理低浓度甲苯废气，在线一管式反应器中，甲苯的降解率达到81%,复旦大学釆用非平衡等离子体处理含有正己烷、环己烷、苯和甲苯4种典型的姪类废气的空气，对含正己烷体积分数为0.26%,0.79%,1.3%的空气在12kV的电压下放电Is,正
6、己烷的降解率分别为88%,81.8%和64.9%；对含有环己烷、苯及甲苯体积分数为0.26%的空气在同样的条件下放电Is,环己烷、苯及甲苯的降解率分别为87.4%,81%和70.3%。1.粉尘、飘尘的净化工业废气屮粉尘和飘尘以气态和气溶胶态长期悬浮在空气中,对大气环境造成了严重的污染，其中粒径在（0.1〜5）pmZ间的颗粒对人体危害最大。非平衡等离子体技术可以有效地清除废气中的这些颗粒物，其处理机理是:通过非均匀放电（电晕放电）产生的非平衡等离子体，莫屮的电子和离子在梯度场的作用下和废气屮的颗粒物相互碰撞并附着在这些粒子上，使之成为荷电粒子
7、，进而被集尘极所收集。处理过程分三个阶段，第一阶段:e+MtNT;第二阶段:NT+SP（固体颗粒）-＞（SPM）-;第三阶段:（SPM）JSPM（沉积在集尘极上）o电晕放电电集尘装置被广泛用于去除废气屮的尘埃粒子,工业用的电集尘装置大多釆用火花电压高的负极性电晕放电，室内空气净化用的电集尘装置多采用臭氧产生量少的正电晕放电。三、存在的问题及今后研究方向1•深入研究低温等离了体去除污染物的机理目丽，对等离了体的作用机理已经有了大量的研究，但能指导实践的理论体系述不成熟。低温等离子体是由多种粒子组成的复杂体系，等离子体内部及与固体表面Z间存在多
8、种物理化学过程，容易受各种外场及门身场（电场、磁场、电磁场、光场）以及加工工艺等的影响。实际研究屮往往避开深层次的机理问题，而研究表观效杲，使实验结杲缺乏理论支持。进一步深入研究
