低温等离子体 工业废气处理系统说明

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1、Nanjing Suman Plasma Technology Co.,Ltd 科罗纳实验室（CORONA Lab.） 低温等离子体 工业废气处理系统说明 南京苏曼电子有限公司 南京苏曼等离子科技有限公司 科罗纳实验室 Coronalab Nanjing Suman Plasma Technology Co.,Ltd 科罗纳实验室（CORONA Lab.） 苏曼公司简介 苏曼公司始建于 1983 年。 二十几年来一直致力于低温等离子体技术和理论的研究及低温等离子体工业应用产品的研发。苏曼公司 成熟的掌握了直流、中频、射频、微波在低气压和大气压下以辉光放电、电晕放电、介 质阻挡放电、电弧放电的方

2、式产生低温等离子体的技术。并将谐振技术、频率合成技术 、脉宽调制技术、微程序控制技术、模糊程序控制技术、数字信号处理技术、数字频率 合成技术等现代先进技术融合在各类低温等离子体系列产品之中。使苏曼公司推出的相关 PLASMA 产品实现了电路数字化、软件模糊化、结构模块化、产品系列化。各种 PLASMA 和 CORONA 设备在技术、应用、体积、效率、功率、可靠性、外观、可操作性等方面都处于国内领先水平。尤其在系列化、价格和易用性方面更具中国特色。 苏曼公司创建的科罗纳实验室（ CORONA Lab ）现在已经成为国内外最具技术实力和影响力的低温等离子体应用技术实验室，是 中国低温等离子体应用技

3、术和相关设备的研发基地。科研成果和专利有 60 多项。已经推出了十几个系列的 Plasma、 Corona 和Ultrasonic 产品。这些设备已经广泛的应用于环境工程、汽车制造、光电子和消费电子制造领域。并在包装印刷、纺织生产、塑料制品 、汽车配件制造、电子设备制造、家电制造、计算机制造、手机制造、生物材料、卫生 材料、医疗器皿、杀菌消毒、环保设备、石油天然气管道、供暖管道、光电子、航空航 天等行业中广泛使用。成功的推动了中国低温等离子体应用技术的发展。 另外，科罗纳实验室为国内外 100 多所高等院校和研究院所研制、设计和提供了各种用于物理、化学、环保、生物、材料、航空 、航天、无线电、

4、微纳机械、能源、流体力学等科学技术领域的各种类型的常压或低气 压下低温等离子体反应器，反应堆和低温等离子体实验电源。并在等离子体尘埃、晶体 、材料合成、表面处理、表面改性、医学生物、微米纳米、化工、环保、表面聚合、表 面接枝、金属渗氮、冶金、表面催化、化学合成和气、液、固态物质的处理等技术中都 有对应的低温等离子体设备、实验装置和系统方案。 科罗纳实验室目前正在开展大气压辉光放电技术、 低温等离子体工业废气处理技术、低温等离子体工业废水处理技术、低温等离子 杀菌消毒技术、低温等离子体小环境空气净化技术和低温等离子体催化技术的研究。其 部分阶段性的成果已经在工业和国防相关领域获得应用。 苏曼公司

5、在低温等离子体应用技术领域是 中国规模最大，实力最强，技术涵盖面最宽， 应用研究最深的集团公司。 苏曼公司低温等离子体应用技术研发中心的领地拥有 5500平方米（南京秦淮区友谊河路 3 号） ，产品生产领地拥有 13000 平方米（南京江宁滨江工业园） 。苏曼的低温等离子体应用技术开放实验室欢迎国内外高等院校、科研院所和公司来参观、进行科学研究和实验，并提供低温等 离子体技术方面的技术咨询、实验方案和产品设计及科研和生产的完整解决方案。 Nanjing Suman Plasma Technology Co.,Ltd 科罗纳实验室（CORONA Lab.） 一、低温等离子体处理工业废气的概述 随

6、着全球经济的发展，环境污染问题日益突出，各种类型的环境污染层出不穷，严重危及了人类的健康与生存。为了人类自身的安危，治理环境问题迫在眉睫。 低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质的第四态，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分解污染物的目的。 低温等离子体工业废气处理成套设备和技术作为一种新型的气态污染物

7、的治理技术是一个集物理学、化学、生物学和环境科学于一体的交叉综合性电子化学技术，由于能很容易使污染物分子高效分解且处理能耗低等特点，是目前国内外大气污染治理中最富有前景、最行之有效的技术方法之一，其使用和推广前景广阔，为工业领域 VOC 类有机废气及恶臭气体的治理开辟了一条新的思路。 低温等离子体废气处理技术与其他废气治理方法优缺点对比如下表： 脱臭方法 脱臭原理 适用范围 优点 缺点 掩蔽法 采用更强烈的芳香气味与臭气掺和，以掩蔽臭气，使之能被人接收 适用于需立即、 暂时地消除低浓度恶臭气体影响的场合， 恶臭强度 2.5 左右， 无组织排放源 可尽快消除恶臭影响，灵活性大，费用低 恶臭成分并

8、没有被去除 稀释扩散法 将有臭味气体通过烟囱排至大气，或用无臭空气稀释，降低恶臭物质浓度以减少臭味 适用于处理中、 低浓度的有组织排放的恶臭气体 费用低，设备简单 易受气象条件限制，恶臭物质依然存在 热力燃烧法 催化燃烧法 在高温下恶臭物质与燃料气充分混和，实现完全燃烧 适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体 净化效率高，恶臭物质基本被氧化分解 设备易腐蚀，消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染，催化剂易中毒水吸收法 利用臭气中某些物质易溶于水的特性，使臭气成分直接与水接触，从而溶解于水达到脱臭目的 水溶性、 有组织排放源的恶臭气体 工艺简单，管理方便，设备运转费用低 产生二次污染，需对洗涤液进行

9、处理；净化效率低，应与其他技术联合使用，对硫醇，脂肪酸等处理效果差 Nanjing Suman Plasma Technology Co.,Ltd 科罗纳实验室（CORONA Lab.） 药液吸收法 利用臭气中某些物质和药液产生化学反应的特性，去除某些臭气成分 适用于处理大气量、高中浓度的臭气 能够有针对性处理某些臭气成分，工艺较成熟 净化效率不高，消耗吸收剂，易形成而二次污染 吸附法 利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相 适用于处理低浓度，高净化要求的恶臭气体 净化效率很高，可以处理多组分恶臭气体 吸附剂费用昂贵，再生较困难，要求待处理的恶臭气体有较低的温度和含尘量 生物滤池 式脱

10、臭法 恶臭气体经过去尘增湿或降温等预处理工艺后，从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床，恶臭气体由气相转移至水微生物混和相，通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解掉 目前研究最多， 工艺最成熟， 在实际中也最常用的生物脱臭方法。 又可细分为土壤脱臭法、 堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。处理费用低 占地面积大，填料需定期更换，脱臭过程不易控制，运行一段时间后容易出现问题，对疏水性和难生物降解物质的处理还存在较大难度。 生物滴 滤池式 原理同生物滤池式类似，不过使用的滤料是诸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供营养物的惰性材料。 只有针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上， 而不会出现生物滤池

11、中混和微生物群同时消耗滤料有机质的情况 池内微生物数量大，能承受比生物滤池大的污染负荷，惰性滤料可以不用更换，造成压力损失小，而且操作条件极易控制 需不断投加营养物质，而且操作复杂，使得其应用受到限制 洗涤式活性污泥脱臭法 将恶臭物质和含悬浮物泥浆的混和液充分接触，使之在吸收器中从臭气中去除掉，洗涤液再送到反应器中，通过悬浮生长的微生物代谢活动降解溶解的恶臭物质 有较大的适用范围 可以处理大气量的臭气，同时操作条件易于控制，占地面积小 设备费用大，操作复杂而且需要投加营养物质 曝气式活性污泥脱臭法 将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质 适用范围广，

12、目前日本已用于粪便处理场、 污水处理厂的臭气处理 活性污泥经过驯化后，对不超过极限负荷量的恶臭成分，去除率可达99.5%以上。 受到曝气强度的限制，该法的应用还有一定局限 三相多介质催化氧化工艺法 反应塔内装填特制的固态复合填料，填料内部复配多介质催化剂。当恶臭气体在引风机的作用下穿过填料层，与通过特制喷嘴呈发散雾状喷出的液相复配氧化剂在固相填料表面充分接触，并在多介质催化剂的催化作用下，恶臭气体中的污染因子被充分分解。 适用范围广， 尤其适用于处理大气量、 中高浓度的废气， 对疏水性污染物质有很好的去除率。 占地小，投资低，运行成本低；管理方便，即开即用；耐冲击负荷，不易污染物浓度及温度变化

13、影响。 需消耗一定量的药剂 Nanjing Suman Plasma Technology Co.,Ltd 科罗纳实验室（CORONA Lab.） 低温等离子技术处理法 用介质阻挡放电或电晕放电过程中，等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为 CO、CO2、H 2O 或小分子等物质，从而达到净化废气的目的。 适用范围广、宽谱性、耐高温、净化效率比较高、 流量范围宽， 尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体， 如化工、医药、污水、香精香料生产等行业。电子能量高，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用

14、；运行费用低；反应快，设备启动、停止十分迅速，随用随开。 一次性投资较高。低温等离子体技术在气态污染物治理方面优势显著。其基本原理是在电场的加速作用下，产生高能电子，当电子平均能量超过目标治理物分子化学键能时，分子键断裂，达到消除气态污染物的目的。1980 年代，日本东京大学 SMasuda 教授提出的高压脉冲电晕放电法是常温常压下得到低温等离子体的最简单、最有效的方法。它已成为目前的研究前沿，也正越来越多的用于气态污染物的治理。 二、低温等离子体去除污染物的机理 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 （如右图） ： （1）电场电子高能电子 （2）高能电

15、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。 低温等离子体技术处理污染物的原理过程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

16、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Nanjing Suman Plasma Technology Co.,Ltd 科罗纳实验室（CORONA Lab.） 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，低温等离子体受到了国内外相关学科界的高度关注。 三、低温等离子体废气处理技术适用对象和应用行业 1、低温等离子体废气处理技术适用对象和应用行业 低温等离子体的电子能量高、自由基密度大，因此绝大部分异味分子均能被分解，且