等离子体uv光解净化技术及应用课件

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1、等离子体-UV高效光解净化设备 技术与应用介绍,郑州大学射频与等离子体实验室 郑州益源天泽环境科技有限公司 郑州中仁臭氧技术服务有限公司,目 录 一、实验室及公司简介 二、废气净化处理技术概况 三、等离子体-UV高效光解净化产品技术原理及性能特点 四、应用工程案例介绍,一、实验室及公司简介,1、实验室简介 郑州大学射频与等离子体实验室包括郑州大学信息工程学院、环境与水利学院、电气工程学院的部分教师和科研人员组成，主要的业务范围是等离子体制造与应用、电磁环境与电磁兼容检测、电力电子设备运行状态在线监测及相关理论与技术的研究，检测仪器的研制、开发，成果的转化及技术培训等。培养电磁场与微波技术、激光

2、技术、电力电子新技术、结构检测等方向的研究生，博士生。,2、学术带头人简介 刘 平，教授，博士生导师。主要研究领域：电力电子技术、功率射频技术和等离子体技术。河南省电工学会常务理事，河南省通信学会电源专委会副理事长，中国等离子体科学青年学者协会执行理事，亚洲核聚变与等离子体协会执行理事。1991-1994，年美国麻省理工学院（MIT）交换学者，1998年， 日本核融合研究所交换学者，2000年，韩国首尔大学交换学者。 目前承担的研究课题有：国家自然科学基金项目，用于高频通讯的等离子体天线研究；等离子体臭氧放电原理与大功率软开关高频率臭氧开关电源的研制，射频感应等离子体源射频发生器研制，高效率射

3、频发射机研制等。,3、公司简介,郑州中仁臭氧技术有限公司，是依托郑州大学射频与等离子体实验室、解放军信息工程大学等院校平台组建起来的。公司以等离子体超临界电场窄隙放电产生高浓度臭氧发生器为主要课题，经过多年研究，研制成功了系列高频高效臭氧发生器。电源功率从10W到200KW，臭氧产量从0.2克到50公斤。臭氧浓度可达80-200mg/l。 公司已形成等离子体整机、配件；臭氧配件，臭氧空气消毒机，臭氧水处理整机等系列产品。 我们在等离子体、臭氧应用方面具有丰富的理论和实践经验，有些领域处于技术前列。产品出口十余个国家和地区。我们可提供各种臭氧配件、臭氧整机，并能提供臭氧应用设计咨询。 目前公司在

4、净水消毒，污水处理，游泳池净化，废气处理，工业氧化，养殖场消毒等臭氧应用方面具有丰富的理论和实践经验，有些领域处于技术前列。,4、公司主要产品及服务,公司主要产品： 1、等离子体与臭氧发生器系列 臭氧消毒杀菌机、臭氧一体机、高浓度臭氧水一体机、臭氧水气混合机、臭氧消毒水分体机、臭氧水混合泵、臭氧专用制氧机、臭氧配件、臭氧管、臭氧陶瓷片，小型臭氧机，中型臭氧机，大型臭氧发生器，高效臭氧发生器，中央空调臭氧消毒机，内置式臭氧消毒机，臭氧电源 2、臭氧产品系列 药粉灭菌机，中药饮片清洗消毒机，蔬菜清洗消毒机，干粉灭菌机，粉末灭菌机，工作服消毒柜，多功能消毒柜，移动式臭氧消毒机，壁挂式臭氧消毒机，水产

5、养殖消毒机，孵化消毒机，管道消毒机，循环水灭藻除垢机，瓶盖消毒柜，茶叶灭菌机，脱水蔬菜灭菌机，纸浆漂白，臭氧脱色，酒类陈化机，养殖场除臭机。 3、工 程 系 列 矿泉水生产整套设备，纯净水生产整套设备，泳池水处理整套设备，直饮水处理整套设备，污水处理用整套设备，自来水处理整套设备，中水回用整套设备，医院污水处理设备，景观水净化整套设备，农村饮用水整套设备，工业氧化整套设备。等离子体废气处理工程。,公司自主研发，具有独立知识产权的废气处理系列产品有： 恶臭气体（工业废气）高效净化设备：该系列产品针对高浓度工业废气净化处理而研发的，在石油、化工、医药、饲料加工、电子厂、垃圾场、污水站、香料厂、肉制

6、品加工、养殖场等行业都得到成功应用，能有效分解去除氨、硫化氢、酮类、甲醇、甲酸、有机硫化物、乙腈、二氯甲烷、吡啶、正丁酰酐、乙酸乙酯、二甲苯等类废气。 HK系列高效油烟分解净化器 HK系列室内空气净化器 HK系列中央空调通风系统杀菌消毒装置,5、废气处理业务产品系列, 废气处理系列产品展示,1污染气体的来源:,石油,化工,制药,垃圾焚烧,污水厂,化纤,皮革,造纸,饲料加工,二、废气净化处理技术概况,臭味物质大多是气相污染物，主要由碳、氢、氧、氮、硫、卤素等元素构成。 就化学结构而言，臭味物质分子多因具剩余电子，而有刺激人类嗅觉的特性。因此不饱和烃（如丁二烯、苯乙烯）、氮化物（如氨、甲基胺、粪臭

7、素）、硫化物（如硫化氢、硫化甲基）、氯烃（如氯仿）、含氧烃（如丙酮）、植物精油（如樟脑油）等化合物，都具有特殊味道。,2、恶臭气体概况,表1：恶臭污染源分类及污染物质,某些恶臭物质的嗅觉阈值单位：ppm,八大恶臭物质(对人体影响较大) ：,某些恶臭物质的臭气强度与浓度的关系,表2、常见恶臭物质的分类及气味性质,3、废气处理方法介绍,稀释扩散法,热力燃烧法与催化燃烧法,吸附法,三相多介质催化氧化工艺,低温等离子体技术,DBD技术,废气处理方法优缺点对比（一）,将有臭味的气体通过烟囱高空排放，或用无臭气体稀释,稀释法,适用范围：适用于处理中低浓度的有组织排放废气 优点：费用低，设备简单 缺点：易受

8、气象条件限制，污染物质依然存在,采用更强烈的芳香气体与臭气参合，以掩蔽臭气,掩蔽法,适用范围：适用于须立即或暂时消除的低浓度恶臭气体影响的场合 优点：可尽快消除恶臭污染影响、灵活性大、单次使用费用低 缺点：不可长期使用，污染成分没有被去除,通过微生物代谢活动降解溶解污染物,适用范围：有较大的适用范围。 优点：水处理中技术已经成熟， 缺点：设备费用大，需要投加营养物质。操作复杂，过程不易控制。,生物法,利用特制的激发光源产生不同的光量子，利于污染物质对该光量子的强烈吸收，从而破坏污染分子,适用范围：少数对光量子强烈吸收的低浓度废气 优点：对蛋白质等生化物质和少数特定污染物有较高的去除率，占地小，

9、投资低 缺点：更多用于医院消毒,光催化氧化,废气处理方法优缺点对比（二）,适用范围：适用于处理低浓度，高净化要求的恶臭气体。 优点：净化效率很高，可以处理多组分恶臭气体。 缺点：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。,利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相。,吸附法,将废气通过水或其他溶剂，利用溶解或催化氧化的原理，吸收破坏污染物质,洗涤法,适用范围：水溶性较好，有组织发放的废气 优点：工艺简单，管理方便，成本低廉 缺点：处理率低，消耗洗涤液，多与其他技术配合使用,等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子与废气中的污染物质发生反应，最终转化为CO2和H2

10、O等物质。,适用范围：适用范围广，净化效率高 优点：电子能量高，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用；运行费用低；反应快，设备启动、停止十分迅速，随用随开。 缺点：一次性投资较高。,低温等离子技术,在高温下恶臭物质与燃料气充分混和，实现完全燃烧。,适用范围：适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体。 优点：净化效率高，恶臭物质被彻底氧化分解。 缺点：设备易腐蚀，消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染。,燃烧法,稀释扩散法,脱臭原理：将有臭味地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。 适用范围：适用于处理中、低浓度的有组织排放的恶臭气体。,热力燃烧法与催化燃烧法,脱臭原理：在高

11、温下恶臭物质与燃料气充分混和，实现完全燃烧。 适用范围：适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体。,吸附法,脱臭原理：利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相。 适用范围：适用于处理低浓度，高净化要求的恶臭气体。,三相多介质催化氧化工艺,脱臭原理：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：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。,低温等离子体技术-DBD技术

12、,脱臭原理：介质阻挡放电过程中，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CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。 适用范围：适用范围广，净化效率高，尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体，如化工、医药等行业,活性炭吸附蒸汽脱附回收法,催化燃烧的流程示意图,三、低温等离子体与UV介绍,等 离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。,3.1、低温等离子体介绍,等离子体,等

13、离子体极光,3.1.1等离子体的产生的过程,少数离子或电子在高频高压电场中被加 速而得到较大动能，能量足够大的粒子碰 到其他分子使其电离产生新的自由电子、 离子、自由基等粒子，其中荷电粒子又被 继续加速，在碰到其他分子如此循环反复 形成等 离子体,3.1.2等离子体的分类,（1）：高温等 离子体 （2）：低温等 离子体 （3）：混合等 离子体,（1）：高温等离子体,由大气电弧、电火花和火焰产生的，组成等离子体的分子、离子和电子都处于热平衡，温度高达几千度，也称平衡态等 离子体和热等 离子体！,（2）：低温等离子体,在减压（1.331330Pa）和高频电场下发生辉光放电，少量气体分子被电离产生高

14、温电子，穿梭在常温或接近常温的气体中发生碰撞，此时电子温度高达104105K，而气体的离子和分子的温度与环境相同，约10K，远远低于电子的温度，是一种非平衡体系，也称为非平衡等 离子体和冷等离子体。,低温等离子体,（3）：混合等离子体,在常压或低于常压下，使用550kV直流或高阻抗的电源，在电极间发生电晕放电或臭氧发生器产生的等离子体，一般也将其归入低温等 离子体的范畴！,3.1.3低温等离子体中基本粒子能量范围,电子 020eV 离子 02eV 亚稳态离子 020eV 紫外光/可见光 340eV,3.1.4等离子体的应用,现在,低温等离子体物理与应用已经是一个具有全球影响的重要的科学与工程，

15、对高科技经济的发展及传统工业的改造有着巨大的影响。例如，1995年全球微电子工业的销售额达1400亿美元，而三分之一微电子器件设备采用等离子体技术。塑料包装材料百分之九十都要经过低温等离子体的表面处理和改性。科学家预测：二十一世纪低温等离子体科学与技术将会产生突破。,半导体集成电路及其它微电子设备的制造 工具、模具及工程金属的硬化 药品的生物相溶性包装材料的制备 表面防蚀及其它薄层的沉积 特殊陶瓷（包括超导材料） 新的化学物质及材料的制造 金属的提炼 聚合物薄膜的印刷和制备 有害废物的处理 焊接 磁记录材料和光学波导材料 精细加工 照明及显示 电子电路及等离子体二极管开关 等离子体化工(氢等离

16、子体裂解煤制乙炔、等离子体煤气化、等离子体裂解重烃、等离子体制炭黑、等离子体制电石等),由于收到正炫波形的交流高压电流的驱动的影响，致使介质阻挡放电的发生，这时，供给的电压会不断的增加，致使系统中处于绝缘状态的反应气体逐渐至击穿，最后发生放电。,3.1.5DBD低温等离子体产生的机理,3.1.6 DBD技术作用原理,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。,DBD等离子体反应区富含极高的物质，如高能电子、离