低溫等離子體技術介紹

低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)的第四態(tài)，當外加電壓達到氣體的著火電壓時，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，所以稱為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應以達到分解污染物的目的。

低溫等離子體工業(yè)廢氣處理成套設備和技術作為一種新型的氣態(tài)污染物的治理技術是一個集物理學、化學、生物學和環(huán)境科學于一體的交叉綜合性電子化學技術，由于能很容易使污染物分子分解且處理能耗低等特點，是目前國內(nèi)外大氣污染治理中富有前景、行之有效的技術方法之一，其使用和推廣前景廣闊，為工業(yè)領域VOC類有機廢氣及惡臭氣體的治理開辟了一條新的思路。

低溫等離子體廢氣處理技術與其他廢氣治理方法優(yōu)缺點對比

幾種廢氣處理工藝的適用范圍及優(yōu)缺點

工藝名稱 原理 適用范圍 優(yōu)點 缺點

掩蔽法 采用更強烈的芳香氣味與臭氣摻和，以掩蔽臭氣，使之能被人接收 適用于需立即、暫時地消除低濃度惡臭氣體影響地場合，惡臭強度2.5左右，無組織排放源 可盡快消除惡臭影響，靈活性大，費用低 惡臭成分并沒有被去除，麻痹了對原有污染物的感知

熱力燃燒法 在高溫下惡臭物質(zhì)與燃料氣充分混和，實現(xiàn)完全燃燒 適用于處理高濃度、小氣量的可燃性氣體 凈化效率高，惡臭物質(zhì)被徹底氧化分解 設備易腐蝕，消耗燃料，處理成本高，易形成二次污染，催化劑中毒

催化燃燒法

水吸收法 利用臭氣中某些物質(zhì)易溶于水的特性，使臭氣成分直接與水接觸，從而溶解于水達到脫臭目的 水溶性、有組織排放源的惡臭氣體 工藝簡單，管理方便，設備運轉(zhuǎn)費用低 產(chǎn)生二次污染，需對洗滌液進行處理；凈化效率低，應與其他技術聯(lián)合使用，對水溶性差的物質(zhì)等處理效果差

藥液吸收法 利用臭氣中某些物質(zhì)和藥液產(chǎn)生化學反應的特性，去除某些臭氣成分 適用于處理大氣量、高中濃度的臭氣 能夠有針對性處理某些臭氣成分，工藝較成熟 凈化效率不高，消耗吸收劑，易形成而二次污染

吸附法 利用吸附劑的吸附功能使惡臭物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移至固相 適用于處理低濃度，高凈化要求的惡臭氣體 凈化效率很高，可以處理多組分惡臭氣體 吸附劑費用昂貴，再生較困難，要求待處理的惡臭氣體有較低的溫度和含塵量

生物濾池 惡臭氣體經(jīng)過除塵增濕或降溫等預處理工藝后，從濾床底部由下向上穿過由濾料組成的濾床，惡臭氣體由氣相轉(zhuǎn)移至水—微生物混和相，通過固著于濾料上的微生物代謝作用而被分解掉 目前研究多，工藝成熟，在實際中也常用的生物脫臭方法,又可細分為土壤脫臭法、堆肥脫臭法、泥炭脫臭法等。 凈化效率高，處理費用低 占地面積大，易堵塞，填料需定期更換，脫臭過程很難控制，受溫度和濕度的影響大，生物菌培訓需要較長時間，遭到破壞后恢復時間較長。

生物滴濾池 原理同生物濾池式類似，不過使用的濾料是諸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供營養(yǎng)物的惰性材料。 只有針對某些惡臭物質(zhì)而降解的微生物附著在填料上，而不會出現(xiàn)生物濾池中混和微生物群同時消耗濾料有機質(zhì)的情況 池內(nèi)微生物數(shù)量大，能承受比生物濾池大的污染負荷，惰性濾料可以不用更換，造成壓力損失小，而且操作條件極易控制 占地面積大，需不斷投加營養(yǎng)物質(zhì)，而且操作復雜，受溫度和濕度的影響大，生物菌培訓需要較長時間，遭到破壞后恢復時間較長。

洗滌式活性污泥脫臭法 將惡臭物質(zhì)和含懸浮物泥漿的混和液充分接觸，使之在吸收器中從臭氣中去除掉，洗滌液再送到反應器中，通過懸浮生長的微生物代謝活動降解溶解的惡臭物質(zhì) 有較大的適用范圍 可以處理大氣量的臭氣，同時操作條件易于控制，占地面積小 設備費用大，操作復雜而且需要投加營養(yǎng)物質(zhì)

曝氣式活性污泥脫臭法 將惡臭物質(zhì)以曝氣形式分散到含活性污泥的混和液中，通過懸浮生長的微生物降解惡臭物質(zhì) 適用范圍廣，目前日本已用于糞便處理場、污水處理廠的臭氣處理 活性污泥經(jīng)過馴化后，對不超過極限負荷量的惡臭成分，去除率可達99.5%以上。 受到曝氣強度的限制，該法的應用還有一定局限

催化氧化 反應塔內(nèi)裝填特制的固態(tài)復合填料，填料內(nèi)部復合催化劑。當惡臭氣體在引風機的作用下穿過填料層，與通過特制噴嘴化劑在固相填料表面充分接觸，并在催化劑的催化作用下，惡臭氣體中的污染因子被充分分解。 適用范圍廣，尤其適用于處理大氣量、中高濃度的廢氣，對疏水性污染物質(zhì)有很好的去除率。 占地小，投資低；管理方便，即開即用；耐沖擊負荷，不易被污染物濃度及溫度變化影響。 需消耗一定量的藥劑，運行成本高，催化劑操作不當會中毒，存在二次污染

光化學 利用惡臭物質(zhì)對光子的吸收而發(fā)生分解，同時反應過程產(chǎn)生的羥基自由基、活性氧等強化性基團也能參與氧化反應，從而達到降解惡臭物質(zhì)的目的。 適用于濃度較低，且能吸收光子的污染物質(zhì) 可以處理大氣量的、低濃度的臭氣，操作極為簡單，占地面積小。 對不能吸收光子的污染物質(zhì)效果差，對于成分復雜的廢氣無法達到預期處理效果。

低溫等離子體 等離子體內(nèi)部產(chǎn)生富含極高化學活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團發(fā)生反應，終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等物質(zhì)，從而達到凈化廢氣的目的。 適用范圍廣，凈化效率高，尤其適用于其它方法難以處理的多組分惡臭氣體，如化工、醫(yī)藥等行業(yè)。 占地面積??；電子能量高，幾乎可以和所有的惡臭氣體分子作用；運行費用低；反應快、停止十分迅速，隨用隨開。 一次性投資稍高。

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低溫等離子體技術先進性和產(chǎn)品特點

技術先進性:

友誼環(huán)保生產(chǎn)的低溫等離子體工業(yè)廢氣處理成套設備擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，歷經(jīng)10年研究應用，并申請多項專利，在工業(yè)化應用方面走在，領跑國內(nèi)低溫等離子體廢氣治理領域。

特點:

與目前國內(nèi)常用的異味氣體治理方法（活性炭吸附、液體吸收、燃燒法及生物法等）相比較，友誼環(huán)保低溫等離子體工業(yè)廢氣處理成套設備和技術具有如下特點：

1、高科技創(chuàng)新產(chǎn)品：“低溫等離子體”技術是電子、化學、催化等綜合作用下的電化學過程，是一全新的技術創(chuàng)新領域。是依靠等離子體在瞬間產(chǎn)生的強大電場能量電離、

裂解有害氣體的化學鍵能，從而破壞廢氣分子結(jié)構(gòu)，達到凈化目的。

2、廢氣凈化：本設備能去除揮發(fā)性有機物（VOC）、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物，以及各種惡臭味，除臭效率可達98%以上，對于長期彌漫、積累

的惡臭、異味，24小時內(nèi)即可祛除，并且具有強力殺滅空氣中細菌、病毒等各種微生物能力，而且具有明顯的防霉作用。

3、無需添加任何物質(zhì)：低溫等離子體廢氣處理是一種干法凈化過程，是一種全新的凈化過程，運行過程無需添加任何添加劑，不產(chǎn)生廢水、廢渣，不會導致二次污染。

4、適應性強：持久的凈化功能，無須專人看管?？蛇m應高濃度、大氣量、不同氣態(tài)物質(zhì)的凈化處理，可在高溫250℃,低溫-50℃的環(huán)境內(nèi)凈化區(qū)均可運轉(zhuǎn),特別是在潮濕,甚至空氣5、濕度飽和的環(huán)境下仍可正常運行，每天24小時連續(xù)工作，長期運行穩(wěn)定。

6、低耗節(jié)能：運行費用低廉、省電是“低溫等離子體”專利核心技術之一,處理1000M3/h臭氣，耗電量僅0.25度。本設備無任何機械動作，自動化程度高,工藝簡潔,隨用隨開操作簡單方便.無需專人管理和日常維護，遇故障自動停機報警，只需作定期檢查。

7、設備組合性強：“低溫等離子體”設備重量輕，體積小，可按場地要求立放、臥放，可根據(jù)廢氣濃度、流量、成份進行串、并組合設計達到完全的廢氣凈化。

8、設備使用壽命長：本設備由不銹鋼材，銅材、鉬材、環(huán)氧樹脂等材料組成，抗氧化性強，對酸、堿氣體、潮濕環(huán)境等具有良好的防腐性能。使用壽命長達15年以上。

9、安全：“低溫等離子體”設備內(nèi)使用電壓在36伏以下，安全。

低溫等離子體廢氣處理技術適用對象和應用行業(yè)

廢氣處理生產(chǎn)的低溫等離子體工業(yè)廢氣處理成套設備產(chǎn)生的高能電子能量高、自由基密度大，因此絕大部分異味分子均能被分解，且處理對象廣泛，可對以下物質(zhì)進行有效凈化：

◆ 含硫的化合物，如硫化氫、硫醇類、二甲基硫、硫醚類及含硫的雜環(huán)化合物等；

◆ 含氮的化合物，如氨、胺類、腈類、硝基化合物及含氮雜環(huán)化合物等；碳、氫或碳、氫、氧組成的化合物（低級醇、醛、酯等）；

◆ 苯系物，如苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯等；含鹵素化合物，如氟利昂、氯仿、四氯化碳、二氯甲烷等。

◆ 脂類；如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等。

◆ 因蒸煮、發(fā)酵產(chǎn)生的超飽和含異味的濕氣，主要應用領域；味精、醫(yī)藥化工、污泥干化等行業(yè)。

◆ 相對封閉、透氣性很差的空間內(nèi)的空氣凈化處理。

◆ 對《惡臭污染控制標準》中規(guī)定的八大惡臭物質(zhì)硫化氫、氨、胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫均能有效去除。

該設備適用范圍廣泛，可用于石油化工、制藥行業(yè)、飼料和肥料加工廠、畜牧產(chǎn)品農(nóng)場、化纖廠、皮革廠、制漿廠、污水泵站、各類污水處理廠、涂料、食品填加劑廠、皮革加工、感光材料、汽車制造以及公廁、糞便轉(zhuǎn)運站等諸多行業(yè)存在的有機廢氣、異味、惡臭等污染問題。既可應用于工業(yè)廢氣的治理，也可應用于室內(nèi)空氣凈化等，是一項用途極為廣泛的新型空氣環(huán)境潔凈技術和產(chǎn)品。

表1-1 各種成分廢氣低溫等離子體處理效果

污染物 處理效果 污染物

處理效果 污染物 處理效果

硫化氫 乙胺 丙酮

二硫化碳 二乙胺 二氯甲烷

甲硫醇 三乙胺 三氯甲烷

二甲二硫 乙二胺 二氯乙烷

甲胺 甲醛 苯

二甲胺 乙醛 甲苯

胺 丙烯醛 二甲苯

苯乙烯 甲醇 甲酸甲酯

苯酚 乙醇 乙酸乙酯

硝基苯 異丙醇 丙烯酸乙酯

苯胺 正戊醇 吡啶

氯苯 吲哚 二甲基甲酰胺

低溫等離子體廢氣處理技術工作原理

低溫等離子體工業(yè)廢氣處理成套設備和技術是在原電暈放電基礎上由高頻高壓電場通過放電產(chǎn)生的新一代低溫等離子體技術具有能量高、電子發(fā)射密度高等特點，其凈化原理如下：

●在放電過程中，電子從電場中獲得能量，通過非彈性碰撞將能量轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能或動能，這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團，當污染物分子獲得的能量大于其分子鍵能的結(jié)合能時，污染物分子的分子鍵斷裂，直接分解成單質(zhì)原子或由單一原子構(gòu)成得無害氣體分子。

●等離子體中包含大量的高能電子、正負離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強氧化性的后型自由基，這些活性粒子和部分廢氣分子碰撞結(jié)合，同時產(chǎn)生的大量OH、HO2、O等活性自由基和氧化性極強的O3，能與有害氣體分子發(fā)生化學反應，后生成無害產(chǎn)物。

●物理作用表現(xiàn)在具有荷電集塵作用。等離子體中的大量電子與顆粒污染物發(fā)生非彈性碰撞并粘附其表面從而使其荷電，在電場作用下，顆粒污染物被集塵極收集。

●生物作用表現(xiàn)在具有消毒殺菌之功效。機理為：等離子體中的正負粒子使微生物表面產(chǎn)生的電能剪切力大于其細胞膜表面張力，致使細胞膜遭到破壞而導致微生物死亡。

在放電過程中，電子從電場中獲得能量，通過非彈性碰撞將能量轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能或動能，這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團，同時空氣中的氧氣和水分在高能電子的作用下也可產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫、活性氧和羥基氧等活性基團，這些活性基團相互碰撞后便引發(fā)了一系列復雜的物理、化學反應。從等離子體的活性基團組成可以看出，等離子體內(nèi)部富含極高化學活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團發(fā)生反應，終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等物質(zhì)，從而達到凈化廢氣的目的。

低溫等離子體廢氣處理設備性能特點：

1、高科技創(chuàng)新產(chǎn)品：“低溫等離子體”技術是電子、化學、催化等綜合作用下的電化學過程，是一全新的技術創(chuàng)新領域。是依靠等離子體在瞬間產(chǎn)生的強大電場能量電離、裂解有

害氣體的化學鍵能，從而破壞廢氣分子結(jié)構(gòu)，達到凈化目的。

2、廢氣凈化：本設備能去除揮發(fā)性有機物（VOC）、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物，以及各種惡臭味，除臭效率可達98%以上，對于長期彌漫、積累的惡

臭、異味，24小時內(nèi)即可祛除，并且具有強力殺滅空氣中細菌、病毒等各種微生物能力，而且具有明顯的防霉作用。除臭效果超過頒布的惡臭污染物排放一級標準。

3、無需添加任何物質(zhì)：低溫等離子體廢氣處理是一種干法凈化過程，是一種全新的凈化過程，不需任何添加劑，不產(chǎn)生廢水、廢渣，不會導致二次污染。

4、適應性強：持久的凈化功能，無須專人看管?？蛇m應高濃度、大氣量、不同氣態(tài)物質(zhì)的凈化處理，可在高溫250℃,低溫-50℃的環(huán)境內(nèi),凈化區(qū)均可運轉(zhuǎn),特別是在潮濕,甚至空氣

濕度飽和的環(huán)境下仍可正常運行，每天24小時連續(xù)工作，長期運行穩(wěn)定。

5、低耗節(jié)能：運行費用低廉、省電是“低溫等離子體”專利核心技術之一,處理1000M3/h臭氣，耗電量僅0.25度。本設備無任何機械動作，自動化程度高,工藝簡潔,操作簡單,方便

無需專人管理和日常維護，遇故障自動停機報警，只需作定期檢查。

6、設備組合性強：“低溫等離子體”產(chǎn)品重量輕，體積小，可按場地要求立放、臥放，可根據(jù)廢氣濃度、流量、成份進行串、并組合設計達到完全的廢氣凈化。

7、設備使用壽命長：本設備由不銹鋼材，銅材、鉬材、環(huán)氧樹脂等材料組成，抗氧化性強，對酸、堿氣體、潮濕環(huán)境等具有良好的防腐性能。使用壽命長達15年以上。

8、安全：“低溫等離子體”設備內(nèi)使用電壓在36伏以下，安全。

能夠治理的污染

●VOC、惡臭氣體、異味氣體

濃度：10000PPM以下，風量：300-50000m3/h

●各類油煙、粉塵

●細菌、真菌、霉菌和病毒等空氣微生物

廣闊的應用領域

▲石化、化工、醫(yī)藥、塑膠、印刷等行業(yè)產(chǎn)生的各類揮發(fā)性有機污染物(VOC)。

▲污水、垃圾處理廠、公廁、垃圾打包站、泵站、市政、卷煙廠、香精廠、屠宰場等領域產(chǎn)生的各類惡臭、異味氣體等。

▲醫(yī)院、餐飲、賓館、娛樂場所、車船、航空候車室等公共場所及辦公室、家庭、轎車、實驗室等產(chǎn)生的甲醛、苯、氨等有毒氣體及微生物、懸浮顆粒物等。

▲大型火力發(fā)電廠、水泥廠、鋼鐵廠等產(chǎn)生的二氧化硫、粉塵、油煙等。

▲無菌實驗室、病房、手術室、無塵化工廠。

▲地下掩體、指揮部等應用“低溫等離子體”技術來殺菌消毒、優(yōu)良的空氣品質(zhì)。

的產(chǎn)品技術優(yōu)勢

●是一種全新的凈化過程，不需任何添加劑，不產(chǎn)生廢水、廢渣，不會導致二次污染；

●同時作用于廢氣中各組分，能獲得同時凈化一種以上氣態(tài)污染物的效果；

●是目前國內(nèi)外大氣污染物治理中富有前景、行之有效的技術方法之一；

●是“低溫等離子體”技術應用在氣態(tài)污染物的治理中，由實驗室研究轉(zhuǎn)向工業(yè)化生產(chǎn)的成熟的產(chǎn)品之一。