離子除臭原理

1、目前，各種惡臭污染物 （ 硫化氫、氨等 ） 的大量排放對環(huán)境造成了嚴(yán)重的影 響，并威脅人類健康。這些污染物通常來自特定的垃圾或污水處理系統(tǒng)排放源。 傳統(tǒng)的氣體凈化技術(shù)一般投資大、 周期長、運(yùn)行費(fèi)用高， 而且處理效果也已很難 滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)， 因此人們正在尋求新的方法和途徑。 近年來興起的離 子除臭技術(shù)由于其能耗低，氧化性能強(qiáng) , 已有大量研究。對于這些問題的解決， 研究者通過各種技術(shù)手段對光催化劑進(jìn)行改性， 進(jìn)而提高離子除臭性能。 另一方 面通過和各種外加場 （ 超聲波、電化學(xué)、等離子體等 ） 進(jìn)行耦合聯(lián)用形成新型的 高效離子反應(yīng)技術(shù)， 取得了顯著效果。 尤其是等離子體在環(huán)境污染物處理

2、方面的 應(yīng)用研究引起了人們的極大關(guān)注，被認(rèn)為是環(huán)境污染物處理領(lǐng)域中最有廣適性、 最有發(fā)展前途的高新技術(shù)之一。 目前，等離子體技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于惡臭氣體的 處理。 廢氣處理工藝 廢氣處理工藝確定 由于廢氣形成的大部分組分為有機(jī)污染物質(zhì)。離子法處理工藝具有氧 化性強(qiáng)，能夠通過有效的分解空氣中的有機(jī)物質(zhì)來起到除臭的作用，處理 過程極快， 投資費(fèi)用省， 操作簡便， 除臭效果顯著， 除臭效率可以達(dá)到 80% 以上。 廢氣處理工藝簡介 廢氣通過風(fēng)機(jī)抽吸進(jìn)入收集管道進(jìn)行收集，經(jīng)過收集的廢氣進(jìn)入離子 除臭裝置，以氧化離子作為氧化劑，它幾乎毫無選擇的對廢氣中大量有機(jī) 污染組分進(jìn)行氧化分解；且整個(gè)分解過程極快，只

3、需要短暫的停留時(shí)間即 可以分解掉有機(jī)污染組分，該處理設(shè)備可謂處理工藝的核心部分，經(jīng)除臭 設(shè)備處理后的氣體已經(jīng)能夠達(dá)標(biāo)外排。 工藝原理 離子法廢氣處理系統(tǒng)合成主要包含主反應(yīng)器，光觸媒反應(yīng)導(dǎo)入裝置。 廢氣經(jīng)過收集系統(tǒng)收集后進(jìn)入離子催化氧化廢氣處理合成系統(tǒng)，離子反應(yīng) 導(dǎo)入裝置對主反應(yīng)器產(chǎn)生離子，在其內(nèi)部的價(jià)電子被激發(fā)跨過禁帶躍入導(dǎo)帶，生成的電子空穴被導(dǎo)入主反應(yīng)器內(nèi)，并擴(kuò)散到反應(yīng)器內(nèi)過濾板的二氧 化鈦表面上，穿過界面與吸附在過濾板上的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。其空 穴能量，氧化電位 +，具有極強(qiáng)的氧化能力，能夠氧化有機(jī)化合物，達(dá)到 完全礦化的程度，生成二氧化碳、水和無機(jī)物。處理后的廢氣繼續(xù)進(jìn)入水 洗塔，與

4、水反應(yīng)生成羥基自由基，電子具有還原性，能與氧分子發(fā)生還原 反應(yīng)生成過氧自由基，這些自由基具有很強(qiáng)的氧化能力，也能夠氧化有機(jī) 物。從而使得廢氣達(dá)到完全的凈化，達(dá)標(biāo)排放。 離子體是不同于氣態(tài)、固態(tài)、液態(tài)的第四態(tài)物質(zhì)，由咼能電子、正負(fù) 離子、自由基（OH H、O Q等）和中性粒子等組成。氣體經(jīng)過離子處理 裝置的反應(yīng)器區(qū)域時(shí)，在高能電子和自由基強(qiáng)氧化等多重作用下，氣體中 的有機(jī)物分子鏈被斷開，發(fā)生一系列復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，生成CO2 H2O 等無害物質(zhì)，正負(fù)離子可以空氣清新。另外，借助離子體中的離子與物體 的凝并作用，可以對小至亞微米級的細(xì)微粒物（3微米）進(jìn)行有效的收 集。 離子除臭裝置的特點(diǎn) 1、脈

5、沖電壓高達(dá) 50KV，電子能量高達(dá) 7ev; 2、耗電低 220V/110W; 3、模塊化組合設(shè)計(jì)，現(xiàn)場安裝簡便； 4、凈化效率95 %以上； 工藝流程圖 離子除臭法 進(jìn)入 廢氣 收集系統(tǒng) 工藝流程圖 離子法去除惡臭氣體原理 等離子體是由電子、 離子、自由基和中性粒子組成的中性導(dǎo)電性流體， 在空 氣凈化過程中常常由氣體放電產(chǎn)生。 等離子反應(yīng)器中放電電極表面、 器壁表面及 涂層置放的催化劑都有可能對等離子體化學(xué)反應(yīng)起催化作用 , 等離子體激發(fā)和 催化劑活化聯(lián)合作用。 低溫等離子體光催化系統(tǒng)里， 去除污染物過程既有等離子 體化學(xué)反應(yīng)過程又有光催化反應(yīng)過程， 兩者之間也可能存在協(xié)同作用。 在等離子

6、產(chǎn)生過程中，待處理的污染物受高能電子轟擊可以直接被分解成單質(zhì)或轉(zhuǎn)化為無 害物質(zhì)。另外，高能電子的轟擊使污染物電離、離解、激發(fā)，產(chǎn)生了大量等離子 體。等離子體中的離子、電子、激發(fā)態(tài)原子、分子及自由基都是極活潑的反應(yīng)性 物種，使通常條件下難以進(jìn)行或速度很慢的反應(yīng)變得十分快速， 它們再進(jìn)一步與 污染物分子、 離子反應(yīng)，從而使污染物得到降解， 尤其有利于難降解污染物的處 理。另外，由于活性離子和自由基氣體放電時(shí)一些高能激發(fā)粒子向下躍遷能產(chǎn)生 紫外光線， 當(dāng)光子或電子的能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度時(shí)， 就會(huì)激發(fā)半導(dǎo)體內(nèi)的電 子從價(jià)帶躍遷至導(dǎo)帶， 形成具有很強(qiáng)活性的電子空穴對， 并進(jìn)一步誘導(dǎo)一系列氧 化還原反應(yīng)

7、的進(jìn)行。 光生空穴具有很強(qiáng)的獲得電子能力， 可與催化劑表面吸附的 OH- 和 H2O 發(fā)生反應(yīng)生成羥基自由基，從而進(jìn)一步氧化污染物。由于等離子體 放電光催化過程有大量等離子體、 強(qiáng)活性電子沖擊、 紫外線輻射等綜合因素的協(xié) 同作用，因而可以更快速有效地分解空氣中惡臭物質(zhì)和滅菌除臭。 等離子體是物質(zhì)存在的第四形態(tài)。它是由電子、離子、中性原子、激發(fā)態(tài)原 子、光子和自由基等組成。等離子體是電離度大于 %，且其正負(fù)電荷相等的電離 氣體。電子和正離子的電荷數(shù)相等 , 整體表現(xiàn)出電中性。 等離子體凈化技術(shù)的主要機(jī)理是：在外加電場的作用下，電極空間 里的電子獲得能量后加速運(yùn)動(dòng)，以每秒鐘 300萬次至 3000

8、萬次的速度去撞擊異 味氣體分子， 當(dāng)電子的能量與異味氣體分子的某一化學(xué)鍵鍵能相同或略大時(shí)， 發(fā) 生非彈性碰撞， 電子將大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能， 從而引發(fā)了使其發(fā) 生激發(fā)、離解或電離等一系列復(fù)雜的物理、 化學(xué)反應(yīng)， 使得產(chǎn)生臭味的基團(tuán)化學(xué) 鍵斷裂，再經(jīng)過多級凈化而達(dá)到除臭目的。 等離子氣體凈化裝置最核心的工藝是利用高壓電磁脈沖， 將進(jìn)入裝置的氣體 在電極段釋放出大量的電能， 從而產(chǎn)生等離子體； 等離子體是不同于氣態(tài)、 固態(tài)、 液態(tài)的第四態(tài)物質(zhì)，由高能電子、正負(fù)離子、自由基團(tuán)（ OH H O 03等）和 中性粒子等組成。氣體經(jīng)過TDQ等離子氣體凈化裝置的反應(yīng)器區(qū)域時(shí)， 在高能電 子和自由

9、基強(qiáng)氧化等多重作用下，氣體中的有機(jī)物分子鏈被斷開，發(fā)生一系列復(fù) 雜的氧化還原反應(yīng)，生成C02 H20等無害物質(zhì)，正負(fù)離子可以清新空氣。另外， 借助等離子體中的離子與物體的凝并作用，可以對氣體中小至亞微米級的細(xì)微顆 粒物（微米）進(jìn)行有效的收集去除。 其主要過程可通過以下反應(yīng)式表達(dá)：（XY-污染物分子，e-電子） 1） 激發(fā)：e + XY XY* + e 2） 中性離解： e + XY X + Y + e 3） 直接離子化： e + XY - XY+ + 2e 4） 離子化離解： e + XY - X + Y+ + 2e ，Y+ X + + 2e 5） 形成負(fù)離子： e + XY - XY- （電子吸附） e + XY X + Y- （離解吸附） 中性離解和離子化離解產(chǎn)生大量帶有未成對電子的中性基團(tuán)，使等離子體具 有活潑的化學(xué)反應(yīng)性。 離子放置反應(yīng)器不同位置和不放置時(shí)的比較 類另S 能效 / g (kW h) -1 降解率% 放置板電極前 712 76 放置板電極后 312 71 不放置離子裝置 316 44 典型氣體凈化工藝流程 臭亠臭氣收集系統(tǒng) 過濾系