等离子光氧催化设备的产生方式及选择和广泛应用

发布时间：2022-12-17

{一}、等离子光氧催化设备的产生方式及选择

等离子光氧催化设备光催化结合等离子去除污染物的过程中，反应器的结构设计是一个主要内容，因此需要对等离子的产生方式进行分析和选择。

等离子体的状态主要取决于组成粒子、粒子密度和粒子温度。通常，可以令电子温度为Te，离子温度Ti，中性粒子为Tg，考虑到“热容”，等离子体的宏观温度当取决于重粒子的温度。依据等离子体的粒子温度，可以把等离子体分为两大类，即热平衡等离子体和非热平衡等离子体。

热平衡等离子体：当Te=Ti时，称为热平衡等离子体(equilibriumplasma)，简称热等离子(高温等离子体，thermalplasma)。由于等离子体辐射的缘故，各种粒子的组成也接近平衡组温度，几乎近似相等(Te=Ti=Tg)。热等离子体的特征是能量密度很高，重粒子温度与电子温度相近，通常为数量级为1扩-2X10皱，各种粒子的反应活性都很高。

非热平衡等离子体：当Te>Ti时，成为非平衡态的等离子体(Non-thermalequilibriumplasma)。其电子温度高达104K以上，而离子和原子之类的重离子温度可低到300K-500K，因此成为低温等离子体(Non-thermalplasma)或冷等离子体(Coldplasma)。其特征为能量密度低，重离子温度接近室温而电子温度高，电子与离子有很高的反应活性，随技术的口益成熟，非平衡态的等离子体应用的越来越多。

相对热平衡等离子体而言，非平衡态等离子体电子温度有足够高的能量使反应物分子激发、离解和电离，同时反应体系又可以保持低温，乃至接近室温。

{二}、等离子废气处理设备的广泛应用

　　等离子净化器是继固态、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，使污染物分子在的时间内发生分离，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，就是工业废气处理比较新的一种原理。

从以上过程可以看出，电子先从电场获得能量，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，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。

此外，在废气净化的通道上需要充满了低温等离子体。这条规则判断很简单，只要用眼睛观察一下处理通道是否充满紫蓝色的放电就可以直观的了解是否是低温等离子体了（需要注意的是不要将各种颜色的灯光当作电离子体放电）。如果在废气处理的通道上只零星的分布若干的放电点或线，则处理的效果是非常有限的，因为，大部分的（VOCs）气体没有进过低温等离子体处理区域。

等离子态下的物质具有类似于气态的性质，比如良好的流动性和扩散性。但是，由于等离子体的基本组成粒子是离子和电子，因此它也具有许多区别于气态的性质，比如良好的导电性、导热性。特别的，根据计算，等离子体的比热容与温度成正比，高温下等离子体的比热容往往是气体的数百倍。等离子弧是离子气被电离产生高温离子气流，从喷嘴细孔中喷出，经压缩形成细长的弧柱，其温度可达18000-24000K，高于常规的自由电弧，如：氩弧焊仅达5000-8000K。由于等离子弧具有弧柱细长，能量的特点，因而在焊接有着广泛的应用。