低溫等離子體是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài),當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的著火電壓時(shí),氣體分子被擊穿,產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。
等離子廢氣凈化器主要采用脈沖高頻高壓等離子體電源和雙介質(zhì)齒板放電裝置,頂部放電形式產(chǎn)生高濃度離子。等離子體是一種聚集態(tài)物質(zhì),其所擁有的電子能在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi),瞬間擊穿空氣和廢氣分子,發(fā)生一系列分化裂解反應(yīng),產(chǎn)生高濃度、高強(qiáng)度的活性自由基和各種電子、離子等,在與機(jī)廢氣中的分子碰撞時(shí)會(huì)發(fā)生一系列基元物化反應(yīng),并在反應(yīng)過程中產(chǎn)生多種活性自由基和生態(tài)氧,即臭氧分解而產(chǎn)生的原子氧。2、活性自由基可以有效地破壞各種病毒、細(xì)菌中的核酸,蛋白質(zhì),使其不能進(jìn)行正常的代謝和生物合成,從而致其死亡;而生態(tài)氧能迅速將有機(jī)廢氣分子等離子體中包含大量的電子、正負(fù)離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強(qiáng)氧化性的后型自由基,這些活性粒子和部分廢氣分子碰撞結(jié)合,同時(shí)產(chǎn)生的大量OH、HO2、O等活性自由基和氧化性的O3,能與有害氣體分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成無害產(chǎn)物。 等離子體化學(xué)反應(yīng)過程中,等離子廢氣凈化器中的等離子體傳遞化學(xué)能量的反應(yīng)過程中能量的傳遞大致如下:
等離子體化學(xué)反應(yīng)過程中,等離子體傳遞化學(xué)能量的反應(yīng)過程中能量的傳遞大致如下:
1、電場(chǎng)+電子→電子;
2、電子+分子(或原子)→(受激原子、受激基團(tuán)、游離基團(tuán)) 活性基團(tuán);
3、活性基團(tuán)+分子(原子)→生成物+熱;
4、活性基團(tuán)+活性基團(tuán)→生成物+熱。
等離子放電過程中產(chǎn)生的高能電子在與氣體分子碰撞的過程中產(chǎn)生OH、O-、O·等自由基和O3。
圖1 介質(zhì)阻擋等離子體產(chǎn)生臭氧結(jié)構(gòu)圖 氧分子分解、電離過程及臭氧分子形成和分解過程: