低温等离子体技术净化烟草废气的研究

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1、低温等离子体技术净化烟草废气的研宄昆明科林科技工程有限公司云南昆明650106摘要：低温等离子体根据体系中的电子与中性气体温度达到平衡的情况，又可分为热等离子体和冷等离子体，热等离子体一般由常压或高压下电弧或高频放电产生。体系中电子与中性气体温度接近几千度至上万度，称为平衡等离子体或热等离子体。冷等离子体由射频或微波电源激发低压强辉光放电产生，体系中电子温度达数万度，而中性气体分子代表的体系温度很低，从稍高于室温至上百度，称为非平衡等离子体或冷等离子体。目前，低温等离子体技术应用在某卷烟厂除臭，净化效率对烟草除臭技术提供实践依据。木文分析了低

2、温等离子体技术净化烟草废气的相关内容。关键词：低温等离子体技术；净化烟草废气；研究大气环境是人类赖以生存的基木物质之一，随着人类社会的高度发展，大气环境污染日益严重。目前空气质量正在进一步恶化，大量燃料燃烧所产生的有害气体、工业生产过程所产生的废气等种类繁多且成分复杂的大气污染物已经严重威胁到人类的健康。因此，控制与治理污染已迫在眉睫。目前，世界各国在这方面己经采取许多措施：在宏观方面制定严格的排放标准；在微观方面对废气处理方法的研究也取得了一定的成果。一、特点低温等离子体不同于一般中性气体，它的基木特点是系统主要由带电粒子支配，受外部电场、

3、磁场、电磁场的影响，存在多种基元过程和等离子体与固体表面的相互作用，具有独特的光、热、电等物理性质，可以产生多种物理、化学过程，由此发展形成了各种低温等离子体技术，低温等离子体中不同粒子间的碰撞过程可以分为两类：一是弹性碰撞：粒子碰撞前后的动能、动量发生变化，而没有新的粒子产生和粒子内部能量状态变化；二是非弹性碰撞：碰撞过程中产生了新的粒子并改变了粒子内部能量状态，由于低温等离子体中包含电子、正离子、负离子、自由基、激发态原子或分子等多种化学活性粒子，所以低温等离子体可引发多种化学反应，各类粒子与暴露于低温等离子体中的固体表面将产生不同的物理

4、、化学作用，其组合效应基本决定了低温等离子体与表面的作用过程。二、温等离子体技术浄化烟草废气的方法1.条件。某卷烟厂膨丝车间异味气体排放状态为：制烟废气排放温度范围250〜280°C,废气中含水量60%〜70%，含氧量约为3%,气体总流量约为3600m3h,实验7气体流量350m3h:反应器进口7气体风速约为12ms,等离子体设备功率为6kW。2.净化原理及工艺。低温等离子体中去除异味气体的最主要的反应可分为电子、离子、自由基及分子碰撞反应4种。在电极间外加高压高频交变电流，表面生成微放电，Ml吋诱导引发高电场，此高电场促使放电空间中的自由电

5、子加速，此吋电子在该电场中将被加速而获足够的能量（1〜10eV）,并与气体分子撞击进行激发、游离、解离、结合或再结合等反应，生成许多电子、离子、介稳态粒子及自由基等强高活性物种，常见的自由基如（•OH）、基态氧原子0（3P）、亚稳态氧原子0（ID）、HO2,这些高能、高活性物种可克服能阶的障碍，使气流中原本相当稳定的带有异味的气体分子断键，促使气态反应快速进行，并最终生成一氧化碳、二氧化碳和水排入环境。等离子体法的反应式为：异（臭）味污染物进入等离子体反应器CO2+H2O+其它小分子。3.低温等离子体技术除臭效率测定。由本烟草（集团

6、）公司技术中心对低温等离子体技术除臭效率进行测定。一是评价标准。大气污染物综合排放标准；《恶臭污染物排放二级标准；环境空气质量二级标准。二是主要检测因子。VOCs异味气体平均浓度。实验中等离子体反应系统的净化效果用相关检测项0的处理效率η（%）来表示。，式中，CO、C分别为等离子体反应系统进U和出IJ处异味气体平均浓度。三是检测结果。实验中针对国标大气污染物综合排放标准中14种污染物，离子体处理烟草排放废气的效果作了相应的检测。其中，苯胺类、氯苯类、氯乙烯、硝基苯等项未能检出。四是异味气体中有机物种类经检测有3000多种。通过检测分析

7、证明，实验设备对降低烟草废气中的限排成分是有效的，工艺废气处理后其中14种物质指标能够满足国家标准，其平均处理效率约达68%。1.低温等离子处理。(1)电场强度对甲苯净化效率影响。随着电场强度增强，甲苯净化效率随之上升，这是因为随着电场强度增强，气体放电强度也随之增强，体系中产生的自由电子数0增多，输入能量增加，甲苯分子受到冲击而发生氧化还原的几率增大；同吋体系内产生的自由基数0也增多，冇利于甲苯的浄化，因此净化效率随着电场强度的升高而呈现上升趋势.在电场强度14kV/cm时，甲苯的净化效率最高可达95%。(2)气体流速对甲苯净化效率的影响。

8、甲苯净化效率随气体流量的增大而减小，这是因为流量的增大，单位吋间单位面积上通过等离子体反应器的物质分子数增多，而在给定电压条件下(此吋流量的变化导致的电流变化很小，