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DBD低温等离子体废气处理技术
    作者:派力迪   字体:     

■  技术简介

  DBD等离子体工业废气处理技术是派力迪公司由复旦大学引进吸收,已研制出标准化废气治理设备,该设备采用双介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,简称DBD)技术产生低温等离子体,利用所产生的高能电子、自由基等活性粒子激活、电离、裂解工业废气中的各组成份,使之发生分解,氧化等一些列复杂的化学反应,再经过多级净化,从而消除各种污染源排放的异味、臭味污染物,使有毒有害气体达到低毒化、无毒化,保护人类生存环境。

  DBD等离子体工业废气处理技术作为一种新的环境污染治理技术,由于其对污染物分子的高效分解且处理能耗低等特点,为工业废气的处理开辟了一条新的思路。该技术的应用,具有现代化工业生产里程碑的意义,领先于世界先进水平,属于真正的中国创造。

■  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、离子、自由基和激发态分子等,废气中的污染物质可与这些具有较高能量的物质发生反应,使污染物质在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到讲解污染物的目的。与传统的电晕放电形势产生的低温等离子技术相比较,DBD等离子体技术放电量是电晕放电的50倍,放电密度是电晕放电的130倍。所以,传统低温等离子体技术只能用于室内空气异味治理,与其他低温等离子体技术相比较,DBD等离子体技术是唯一用于工业化工艺废气治理的技术。

DBD双介质阻挡放电示意图

图为DBD等离子体双介质阻挡放电示意图

低温等离子体放电管

图为DBD等离子体放电管

■  等离子体去除污染物的基本过程

  • 过程一:高能电子的直接轰击
  • 过程二:O原子或臭氧的氧化

 O2+e→2O

  • 过程三:OH自由基的氧化

H2O+e→OH+H

H2O+O→2OH

H+O2→OH+O

  • 过程四:分子碎片+氧气的反应

 

■  技术特点

    DBD等离子体工业废气处理成套设备拥有独立自主知识产权,历经15年,并申请十余项国家发明专利,在工业化应用方面,处于世界先进水平,属于真正的中国制造。

    与目前国内常用的异味气体治理方法相比较,DBD等离子体工业废气处理技术具有以下特点:

  • 技术高端,工艺简洁:开机后,即自行运转,受工况限制非常少,无需专人操作。
  • 节能: 无机械设备,空气阻力小,耗电量约为0.003kw/m3废气。
  •  适应工况范围宽: 设备启动、停 止十分迅速,随用随开,不受气温的影响。在250℃以下和在雾态工况环境中均可正常运转。在-50℃至 +50℃的环境温度仍可正常运转。
  •  设备使用寿命长:本设备由不锈钢材,铜材、钼材、环氧 树脂等材料组成,抗氧化,采用防腐蚀材料,电极与废气不直接接触,根本上解决了设备腐蚀问题。
  • 结构简单:只需用电,操作极为简单,无需派专职人员看守,基本不占用人工费。无机械 设备,故障率低,维修容易。
  • 应用范围广:介质阻挡放电产生的低温等离子体中,电子能 量高,几乎可以将所有的异味气体分子降解。

■  低温等离子体技术工艺路线示意图 

     异味气体从气体收集系统收集后进入等离子体反应区,在高能电子的作用下,使异味分子受激发,带点粒子或分子间的化学键被打断,同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下也会产生OH自由基、活性氧等强氧化性物质,这些强氧化性物质也会与异味分子反应,使其分解,从而促进异味消除 。净化后的气体经排气筒高空排放。

DBD工艺路线示意图
图为废气处理工艺路线示意图

■  气体处理实验室及DBD等离子体中试车

     公司与国家恶臭控制工程重点实验室建立长期有效的合作机制,并建有功能齐全的气体实验室。可以对常见的2000多种恶臭污染物进行定性定量检测,而其我公司还备有专业中试车,可以对企业产生的有毒有害气体进行现场工程化实验,并可以对实验结果进行现场测试。

DBD实验室

图为废气处理实验室一角

DBD中试车

图为废气处理工程试验车

 

■  低温等离子体技术适用场合及应用对象

    DBD等离子体技术产生的高能电子能量高,自由基密度大,因此绝大部分有毒有害物质均能被分解,且处理对象广泛,对《国家恶臭污染控制标准》中规定的八大恶臭物质硫化氢、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫均能有效去除,并对以下物质进行有效分解净化:

DBD可处理的污染物质

DBD可处理的污染物质

DBD可处理的污染物质

DBD可处理的污染物质

■  实用案例

    DBD等离子体降解污染物是利用高能电子、自由基等活性 粒子与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。该技术能够应用于污水处理厂、石油化工、制药、污水处理、涂料、皮革加工、感光材料、汽车制造、食品加工厂、印染厂、垃圾处理厂、公厕、屠宰场、牲畜饲养场、鱼类加工厂、饲料加工厂等诸多能够产生恶臭异味的场所。该技术成功应(试)用于以下项目:

  • 中石化齐鲁分公司腈纶厂异味气体处理工程,处理风量:1000Nm3/h,流速:5m/s,电耗:0.004KW/Nm3,采用低温等离子体工业废气处理技术,二甲胺两级去除率>99%。

中石化齐鲁腈纶厂

图为中石化齐鲁分公司腈纶厂

中石化齐鲁腈纶厂DBD

图为中石化齐鲁分公司腈纶厂异味气体处理工程一角  

  • 山东新华制药股份有限公司203车间异味气体处理工程,处理风量:5000Nm3/h,流速:6m/s,电耗:0.003KW/Nm3,采用低温等离子体工业废气处理技术,醋酸异丁酯去除率>93%。

山东新华

图为山东新华制药股份有限公司

山东新华制药203

图为山东新华制药股份有限公司异味气体处理工程一角

  • 山东瑞阳制药有限公司异味处理工程,处理风量:3500Nm3/h,电耗:0.003KW/Nm3,采用DBD等离子体工业废气处理技术,主要污染物质有硫化氢、硫醇、硫醚、氨等,工程采用PVC恶臭气体收集罩专利技术。

瑞阳制药DBD

图为山东瑞阳制药有限公司污水处理站异味处理工程一角

瑞阳制药收集罩

图为山东瑞阳制药有限公司污水处理站异味处理工程恶臭气体收集罩

  • 上海月季化纤有限公司硫化氢和二硫化碳废气治理工程
  • 上虞新和成医药有限公司发酵废气治理工程
  • 中石油吉化集团公司化肥厂异味废气治理项目
  • 中石油洛阳分公司含硫污水罐废气治理项目

中石油洛阳分公司

图为中石油洛阳分公司

中石油洛阳分公司DBD

图为公司技术工程师在对中国石油化工股份有限公司洛阳分公司污水厂

废气进行现场试验,试验结果通过第三方认证,排放达标。

  • 齐鲁石化橡胶厂异味治理项目
  • 河南天方药业有限公司异味治理项目
  • 浙江衢州巨化集团污水厂废气项目
  • 浙江永太科技股份有限公司1、2、7车间生产废气治理工程
  • 太阳纸业股份有限公司污泥处理机房恶臭处理等项目
  • 山东恒邦助剂有限公司异味处理工程
  • 浙江新华制药有限公司异味气体处理工程

浙江新华制药

图为浙江新华制药有限公司异味气体处理工程一角

浙江新华制药DBD

图为浙江新华制药有限公司异味气体处理工程一角

  • 河南平舆惠成皮革厂异味气体处理工程    
  • 该系统工程经运转测试处理效果良好,充分验证了该技术可靠性和适用性。该技术成功出口至韩国,如韩国雅道克株式会社污水处理厂异味处理工程。

韩国雅道克

图为韩国雅道克株式会社污水处理厂一角

发表日期:2009-11-27
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