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用于污染治理的非平衡等離子體處理技術

發布日期:2020-05-28 00:00 來源:http://www.kfada.com 點擊:



用于污染治理的非平衡等離子體處理技術
  采用等離子體輔助處理工藝可以減輕大氣污染造成的環境破壞。等離子體可以產生大量的活性組分。與傳統的熱激發方法相比,等離子體處理工藝可提供更多的反應消解途徑。


  非平衡等離子體中的電子能量分布不同于重粒子,且二者處于不平衡狀態,因此可以認為含電子氣體的溫度遠高于含中性粒子和離子的氣體。由此可引導高能電子通過碰撞作用激發氣體分子,或使氣體分子發生分解和電離。上述過程中所產生的自由基則可分解污染物分子。等離子體的化學效應可以實現物質的化學轉化。與僅依靠等離子體的熱效應進行分子分解相比,利用等離子體的化學效應實現物質轉化的效率更高。許多情況下,有毒污染物分子十分稀薄,在這種情況下采用等離子體輔助處理是一種事半功倍的方法,其效果類似于焚燒爐采用的焚燒工藝。


  低溫等離子體處理工藝采用高能電子轟擊載氣(氮氣和氧氣),使其發生電離和分解,隨后自由基/離子與目標氣體分子發生反應;工藝中要生成大量不可利用的離子/自由基,同時耗費大量電能。因此,美國橡樹嶺國家實驗室研究人員認為,盡管低溫等離子工藝優于熱等離子體工藝,但是其能量利用率太低。目前橡樹嶺實驗室正在努力開發一種新型等離子體化學處理工藝,該工藝的基礎在于橡樹嶺國家實驗室的近期發現,即對于特定分子,在電子處于高激發態時,會產生極大的附著電子的等離子體橫截面。此外,相關科研人員正在研究采用放電效應的靶向激發應以及亞穩態稀有氣體的激發轉移效應,可以精確激發靶向氣體,而不會在含有氮氣和氧氣的載氣上浪費能量,因此可大幅度降低處理成本。
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