低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的放电电压时,气体被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体.放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体.低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用,使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的.一般气体放电,将会产生等离子,而这种放电现像就是通过某种机制使一个或者多个电子从气体原理或分子中分离出来,形成气体媒质,这种媒质就称为电离气体,如果外电场产生了电离气体,传导电流就形成了,这种现象就被称为气体放电.而这种净化设备的技术,就是工业废气处理最新的一种原理.

一、技术原理:

低温等离子体技术处理污染物的原理为:在外加电场的作用下,介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子,使其电离、解离和激发,然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应,使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质,或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害的物质,从而使污染物得以降解去除.因其电离后产生的电子平均能量在10ev ,适当控制反应条件可以实现一般情况下难以实现或速度很慢的化学反应变得十分快速.作为环境污染处理领域中的一项具有极强潜在优势的高新技术,等离子体受到了国内外相关学科界的高度关注.

二、性能综述:

去除污染物机理

等离子体化学反应过程中,等离子体传递化学能量的反应过程中能量的传递大致如下:

(1) 电场+电子→高能电子

(2) 高能电子+分子(或原子)→(受激原子、受激基团、游离基团) 活性基 团

(3) 活性基团+分子(原子)→生成物+热

(4) 活性基团+活性基团→生成物+热

从以上过程可以看出,电子首先从电场获得能量,通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去,获得能量的分子或原子被激发,同时有部分分子被电离,从而成为活性基团;之后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热.另外,高能电子也能被卤素和氧气等电子亲和力较强的物质俘获,成为负离子.这类负离子具有很好的化学活性,在化学反应中起着重要的作用.