等離子體技術(shù)處理環(huán)境污染問(wèn)題是一種高新技術(shù),是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。利用低溫等離子體處理VOCs技術(shù)是一大優(yōu)勢(shì),低溫等離子體技術(shù)處理VOCs因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而倍受矚目,目前工業(yè)VOCs的大量排放對(duì)該技術(shù)的商業(yè)化需求越來(lái)越大。
等離子體是指電離度大于0.1%,且其正負(fù)電荷相等的電離氣體。它是由大量的電子、離子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等組成,電子和正離子的電荷數(shù)相等,整體表現(xiàn)出電中性,它不同與物質(zhì)的3態(tài)(固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)),是物質(zhì)存在的第四形態(tài)。
根據(jù)體系能量狀態(tài)、溫度和離子密度,等離子體通常可以分為高溫等離子體和低溫等離子體,前者的電離度接近1,各種粒子溫度幾乎相同,體系在宏觀上處于熱力學(xué)平衡狀態(tài),體系溫度可達(dá)到上萬(wàn)度,主要應(yīng)用于受控?zé)岷朔磻?yīng)研究方面;而后者各種粒子溫度并不相同,電子溫度遠(yuǎn)大于離子溫度,系統(tǒng)在宏觀上處于熱力學(xué)非平衡狀態(tài),整個(gè)體系的表觀溫度還是很低,其與現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)關(guān)系更為密切。
低溫等離子體降解VOCs主要包括2個(gè)部分:(1)氣體離子間的再結(jié)合過(guò)程;(2)同氣體分子的反應(yīng)。一般氣體放電等離子體可分為輝光放電、電暈放電、射頻放電和微波放電,而用于處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物的主要是電暈放電。低溫等離子體降解VOCs是在外加電場(chǎng)作用下,通過(guò)介質(zhì)放電產(chǎn)生大量攜能電子轟擊污染物,使其電離、解離和激發(fā),然后引發(fā)一系列的物理、化學(xué)反應(yīng),使有毒有害污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)。在整個(gè)降解過(guò)程中,*主要的電極電壓的選擇和控制,它將影響到介質(zhì)的放電情況及電子的攜能情況,以及后續(xù)的一系列反應(yīng),*終影響到VOCs是否能夠得以降解;電極電壓也是實(shí)現(xiàn)該理論商業(yè)化應(yīng)用的重要參數(shù)。
隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,石油、油漆、印刷和涂料等行業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣也日漸增多,科學(xué)、高效地處理有機(jī)廢氣顯得非常迫切。低溫等離子體技術(shù)在處理VOCs方面較傳統(tǒng)的處理方法具有更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),為了盡快實(shí)現(xiàn)低溫等離子體技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用,必須進(jìn)一步加大研究力度,開(kāi)發(fā)出適用于工業(yè)有機(jī)廢氣處理的商業(yè)化技術(shù)產(chǎn)品,這樣才能達(dá)到真正治理環(huán)境VOCs污染的問(wèn)題。