低溫等離子體及其在廢氣處理中的應用探究

孟朝陽

摘 要 隨著國家技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，我國的低溫等離子體技術(shù)的研究也在不斷地發(fā)展改進，在研究當中也發(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，在廢氣處理當中低溫等離子體技術(shù)也被廣泛應用。

關(guān)鍵詞 低溫等離子體 廢氣處理 應用探究

中圖分類號：X73 文獻標識碼：A

1引言

近些年來，我國的空氣環(huán)境受到了嚴重的污染，所以在處理空氣當中的污染物時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，這項技術(shù)也成為了現(xiàn)在技術(shù)員工更加關(guān)注的一門技術(shù)應用。

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

日常生活當中比較常見的等離子體是電子，離子和自由基電子所構(gòu)成的，從宏觀角度上來說，等離子體具有電中性和高導電性。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行化學反應時速率加大，使難以進行或者速度慢的反應速度提高。與此同時，也加大了離子在做無規(guī)則運動時的速度，但是離子的質(zhì)量比較大，所以電子加速比較快，相比較來說，平均動能也會低一些，這樣一來質(zhì)量比較大的離子和自由基的溫度也會相對較低一些，這種現(xiàn)象被稱為非熱力學平衡等離子體。根據(jù)大氣壓強的測試以及電極的形狀，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廢氣進行處理的時候，其中起到主要作用的是低溫等離子體當中的高能電子區(qū)域。等離子體當中的高能電子會與氣體分子進行摩擦，這種摩擦會使處于基態(tài)當中的分子被激活。并且當電子的能量小于10eV的時候，自由基等活性物質(zhì)就會生成，尤其是當廢氣污染物當中的分子在進行活化之后，分子鏈就會被破壞甚至產(chǎn)生分級。在低溫等離子體當中，化學反應的產(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)譜法就是利用電場以及磁場運動的離子，根據(jù)質(zhì)荷比分離之后進行檢驗。只要用質(zhì)譜法測出了離子的準確質(zhì)量就能夠知道該化合物的組成。對離子進行分析就能夠知道該化合物的化學結(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，其中光子會通過激發(fā)態(tài)的粒子來進行發(fā)射。將這些光子用光譜進行探測，這樣等離子體當中物質(zhì)的狀態(tài)以及種類就可以清楚的進行判斷。光譜法的原理就是當離子當中的物質(zhì)與產(chǎn)生的輻射進行相互作用時，對物質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生的能級之間的躍遷產(chǎn)生的吸收或者是發(fā)射以及散射輻射的強度以波長進行測量分析的一種方法。

3.3探針法

通常測量半導體的電阻率時所采用的方法就是探針法。探針法又分為四探針法，二探針法，三探針法，熱探針法，熒光探針法。四探針法相對于其他探針法最大的優(yōu)勢就是不需要準確。由于探針法操作起來簡單方便，所以在等離子體的研究當中應用較為廣泛，將金屬探針加入到等離子體當中就能對電流電壓進行測量，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中的應用

根據(jù)SDZY公司為例，此公司廢氣污染物的主要來源就是調(diào)節(jié)池等工藝段散發(fā)出來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行分析，此公司采用低溫等離子體進行廢氣處理。首先就是要對這些氣體污染物進行溶劑吸收，然后進行預加工處理，在進行了預加工處理之后，將這些氣體通入到氣體的分配器當中，然后將這些氣體分別通入到低溫等離子體的反應器當中，讓每個低溫等離子體反應器當中的氣體量要保持一樣，最后對來自不同階段的廢氣進行混合，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器當中進行正常運行之后，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，進行處理之后臭氣濃度降為了179mg/m2；硫化氫氣體在進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)都說明了這些廢氣污染物在經(jīng)過低溫等離子體技術(shù)的使用下，都得到了明顯的降低。這樣一來，不僅以低成本完成了廢氣的處理，也使人們周圍的生活環(huán)境得到了凈化。

5結(jié)語

總而言之，通過國家對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已經(jīng)引起了科研者很高的重視，經(jīng)過實驗也證明了低溫等離子體技術(shù)在我國具有良好的應用前景，而且低溫等離子體在受控核聚變方面也有著重要的作用，在廢氣處理當中更是取得了顯著性的效果。望此文對于低溫等離子體及其在廢氣處理當中應用起到一定的參考作用。

參考文獻

[1] 張曉星，肖焓艷，黃楊玨.低溫等離子體處理SF_6廢氣綜述[J].電工技術(shù)學報.2016 ， 31 （24） ：16-24

[2] 劉政.低溫等離子體及其在機動車廢氣處理中的應用[J].生物技術(shù)世界.2015 （5） ：168endprint