熱等離子體技術在環境污染物處理上的應用
等離子體是物質存在的第四種狀態,是由電子、離子、原子、分子或自由基等粒子組成的集合體,具有宏觀尺度內的電中性與高導電性。等離子體中的離子、電子、激發態原子、分子及自由基都是極活潑的反應性物種,使通常條件下難以進行或速度很慢的反應變得十分快速,尤其有利于難消解污染物的處理。
等離子體可分為兩大類,熱平衡等離子體(或熱等離子體)與非熱平衡等離子體(或冷等離子體)。冷等離子體包括輝光放電、低壓射頻放電、電暈放電等,日常用的熒光燈、半導體工業中所用到的刻蝕技術等都屬于此類。冷等離子體的特征是它的能量密度較低,重粒子溫度接近室溫而電子溫度卻很高,電子與離子有很高的反應活性。相對的,熱等離子體的能量密度很高,重粒子溫度與電子溫度相近,通常為10000K至20000K的數量級,各種粒子的反應活性都很高。熱等離子體的產生方法包括大氣壓下電極間的交流(AC)與直流(DC)放電、常壓電感耦合等離子體、常壓微波放電等。冷等離子體技術在工業生產與日常生活中已得到極為廣泛的應用,如霓虹燈、半導體刻蝕、真空鍍膜、紡織品表面改性、非晶新材料的生產等。而熱等離子體技術的應用更為廣泛,磁流體發電,核聚變技術,等離子體切割、焊接,耐熱耐磨表面噴涂,特種冶金,新材料合成,顆粒球化,超細粉末生產等都應用了熱等離子體技術。隨著等離子體技術的日益廣泛的應用,其技術也日益成熟,應用的領域也越來越多。近年來等離子體技術在環境污染物處理方面的應用研究引起了人們的極大關注,其中許多技術已經商業化應用,取得了很好的經濟效益與環境效益,被認為是環境污染物處理領域中最有廣適性、最有發展前途的技術之一。
冷等離子體技術一般應用于氣態污染物的處理,最熱門的研究領域是各種溫室氣體的處理,一般還處于實驗室研究階段,相信在不久的將來,其中的一些技術將可實現產業化。
熱等離子體技術由于其高溫與高熱傳導效率已在合成、冶金等領域得到廣泛應用,煉鋼粉塵及其他工業粉塵的處理首先使之走向污染物處理領域。隨著對固體污染物處理的要求,多種等離子體處理技術發展起來了,其中最有代表性的有等離子體電弧爐(Plasma Arc Furnace)與等離子體離心式反應器(Plasma Centrifugal Furnace)。針對難處理的液體污染物(如廢溶劑、PCB、農藥廢液等)及氣體污染物(如氟里昂類,化學毒氣、生物戰劑等)的完善處理,新型的等離子體技術得到發展,較有代表性的技術是澳大利亞CSIRO公司與SRL Plasma公司聯合發展的PLASCONTM技術;各國的大公司與著名的等離子體研究所紛紛加入發展用于污染物處理的等離子體技術研究行列,許多設備建立起來并進入商業化,較著名的有:法國的電感耦合等離子體流化床反應器(Plasma Fluidized-bed Reactor),加拿大的電感耦合等離子體污染物處理系統,俄國的三相等離子體處理裝置,波蘭的聯合等離子體PCB處理裝置,還有已進入商業運行的等離子體技術如瑞士MGC Plasma公司的PLASMARC和PLASMOX系統,INERTAM系統,EUROPLASMA系統,INCIDIS系統等。

使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”