低温等离子体(介质阻挡放电)
低温等离子
低温等离子摘要：对低温等离子体技术和溶液协同技术的原理和基本结构进行了探讨。
并对低温等离子体技术进行改进，提出了新型的尾气处理装置，介质阻挡放电低温等离子体-溶液协同装置。
对低温等离子体技术加以优化，加装溶液协同装置。
研究表明，该装置可以有效提高发动机尾气颗粒物、碳氢化合物和氮氧化物的净化效率，且具有广泛的应用前景。
关键词：低温等离子体；溶液协同；介质阻挡放电；尾气处理技术the research of the no-thermal plasma-solution collaborative technologyguo wei-wei，jiang guo-heabstract： this paper were discussed the principle and basic structure of the non-thermal plasma technology and solution synergy technology. i have designed the new type of gas treatment device after improved the non-thermal plasma technology， the non-thermal plasma of dielectric barrier discharge with the solution synergy device. i have optimized the non-thermal plasma technology， added solution synergy device. research shows， this device can purified effectively the engine exhaust particles， hydrocarbons and nox， and hasa properly prospect of application.key words： non-thermal plasma； solution collaborative technology； dielectric barrier discharge； emission aftertreatment1.前言：大气环境污染对人类健康及环境的影响日益严重，对内燃机排放的限制也日益严格，限制和治理柴油机尾气污染已经成为十分紧迫的任务。
低温等离子体技术处理汽车尾气的研究
该协同净化技术是低温等离子技术与La0.8K0.2CoO3催 化剂技术的具体结合[12]，是在DBD反应器之后连接催化 剂为La0.8K0.2CoO的催化反应器，在该技术中，DBD反应 器主要用于去除柴油机尾气排放中的颗粒物，而催化剂 为La0.8K0.2CoO的催化反应器则更侧重于去除氮氧化物， 通过等离子/催化实验结果得出，二者结合的反应系统 要明显好于单一系统的净化结果，这是由于等离子体辅 助催化效果使得部分NO处于活性状态，改变了NO和颗 粒物的化学吸附性能，因此二者的协同作用可提高颗粒 物的燃烧效率和NOx的转化效率。
4 结语
低温等离子体技术对于发动机尾气中的颗粒物、碳 氢化合物和氮氧化物的净化效果很明显，在结合现有的 不同催化技术之后能够实现极佳的净化效果，同时，该 低温等离子体技术还能处理烟气和其他有机废气，因而 低温等离子体技术在环保要求越来越严格的环境下，有 着广泛的应用前景。
参考文献：
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低温等离子体技术在汽车尾气净化中的研究与应用
程取代贵金属催化氧
化功能对 NO 进行预 氧化，可以避免使用 贵金属催化剂，也可 有效解决催化剂硫中 毒问题。
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四、低温等离子体技术净化汽车尾气的研究
3、低温等离子体/La0.8k0.2CoO3催化剂协同净化技术
La0.8k0.2CoO3
La 0 .8 k 0.2 CoO 3 系钙钦矿型复合氧化物催化剂，该催化剂对颗粒物、 碳氢化合物均有催化作用。
低温等离子体转化器系统的长期可靠的运行也还有待继续论证和改进。
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参考文献
低温等离子体技术处理汽车尾气的研究_谭凯 低温等离子体技术在汽车尾气净化中的应用_孟淮玉 低温等离子体催化处理汽车尾气_赵如金 利用低温等离子体净化汽车尾气中氮氧化物的研究_刘春晖
汽车尾气等离子净化器及其控制系统的设计与研究_张建华
等离子体的分类
热等离子体：处于热平衡态，离子和电子具有相同温度。 低温等离子体：非平衡等离子体(Non-Thermal Plasma，NTP)。由
气体放电产生的电子温度高达数万K，离子温度仅为几百K。低温等离子 体的高速电子通过碰撞作用将其在电场中获得的能量传递给 周围的原子 或分子，使其激发、离解、电离或产生活性基团。
五
六
01
PART ONE
等离子体的概述
一、等离被剥夺 后的原子及 原子团被电离 后产生的正负离子组成 的 离子化气体状物质 。是除固态、液态和气态之外的 第 4种物质存在形 态。是电子、离子、原子、分子、自由基等粒子组成的集合体。包含足 够多的正负电荷数目近于相等 的带电粒子的非凝聚体系，具有宏观尺度 的电中性和高导电性，其运动主要受电磁力支配。
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04
PART FOUR
低温等离子体技术 净化汽车尾气的研究
低温等离子体介绍PPT课件
SH + O2 → SO + OH
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以苯乙烯为例说明：
苯乙烯在高能电子的攻击下，可发生如下反应：
C6H5CH C2 H •
C 6H 5 C H C• H H •
C 6H 5C H C2H e C6H5••CH C2 H
0.01秒
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6-3 第三代等离子体应用于 山东新华制药股份有限公司酯类废气处理
①新华制药异味气 体等离子体处理装 置
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6-4 正在应用和即将应用的工程案例
一． 烟台恒邦化工助剂有限公司黄药生产--异丙(丁、 戊)醇和CS2废气处理
Q=6000M3/h,废气浓度15000mg/L 二. 吉林石化化肥厂污水站—醇、醛、胺类废气处理
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第二代介质阻挡放电工业废气处理装置：
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第三代低温等离子体 工业废气处理装置
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等离子体放电管工作状况图：
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第三代 产品试 验装置
试验现 场
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中石化齐鲁分公司腈纶厂试验装置
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组合式实验平台
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移动式一体化试验平台
设计试验车1辆，组合式试验设备2台，建设实验 室200m2，试验车间1000m2。
移动试验车
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六.工程应用及样板工程
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6-1 第二代等离子体应用于 上海化纤(集团)有限公司H2S、CS2废气处理
等离子体 废气处理 装置图
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6-2 第三代等离子体应用于 齐鲁石化腈纶厂有机胺废气处理
②齐鲁石化腈纶厂 恶臭气体等离子体 处理装置
介阻挡放电dbd等离子体质
介阻挡放电dbd等离子体质介阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge，简称DBD）等离子体是一种通过在介质中引入电场，产生非热等离子体的技术。
DBD等离子体在材料科学中具有广泛的应用，包括表面改性、材料合成、光催化等方面。
本文将深入探讨DBD等离子体的基本原理、特性及其在材料科学中的应用。
一、DBD等离子体的基本原理电场作用：DBD等离子体是通过在介质中施加交变电场来产生的。
介质可以是气体、液体或固体，当介质处于电场中时，电子被加速并与原子、分子碰撞，形成等离子体。
介质屏障：DBD中的介质通常被设计成一个屏障，以防止气体放电在整个空间中扩散。
这种屏障可以是绝缘体、氧化物薄膜等，通过合理设计可以控制放电的形态和位置。
非热等离子体：与热等离子体不同，DBD等离子体通常是非热等离子体，即在产生等离子体的过程中，温度升高较小。
这使得DBD等离子体在许多材料处理过程中更为适用，尤其是对于对温度敏感的材料。
二、DBD等离子体的特性选择性激发：DBD等离子体可以实现对特定化合物的选择性激发。
通过合理选择介质和施加电场条件，可以实现对特定分子的激发，有助于实现一些特殊材料的合成和改性。
低温等离子体：由于DBD等离子体通常是非热等离子体，产生的温升相对较小，使其适用于对温度敏感的材料。
这也为材料表面处理提供了更多的选择。
局部处理：DBD等离子体产生的放电可以被定向和局部化，这为在材料表面进行局部处理提供了便利。
可以通过控制电场和介质屏障来实现对特定区域的处理。
三、DBD等离子体在材料科学中的应用表面改性：DBD等离子体广泛用于材料表面改性，包括表面活性改善、功能化处理等。
通过调控等离子体对表面的影响，改善了材料的性能和功能。
材料合成：DBD等离子体被应用于一些新材料的合成过程，例如纳米颗粒、薄膜等。
通过控制等离子体条件，可以实现对材料结构的精确调控。
光催化：DBD等离子体在光催化领域有着重要的应用。
VOCs治理专业培训考核试卷-低温等离子-考核试卷--含答案
VOCs治理专业培训考核试卷（低温等离子体工艺）考试用时1小时部门姓名：得分：一、填空题（每空2分，共40分）1、等离子按照表观温度可分为低温等离子体和高温等离子体23整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。
4、低温等离子体又称非平衡态等离子体，通常分为：由微波放电，介质阻挡放电，电晕放电，辉光放电等产生，在废气治理中常用的放电形式有、。
5、介质阻挡放电的结构一般包含交流高压电源、高压电极、接地电极、介质。
电晕放电的电极形式一般有线筒式、蜂窝式6、介质阻挡放电的介质材质一般是石英玻璃78、当给气体施加电场，气体在电场提供的能量下会有气态转变为等由基等活性粒子。
9、市场上低温等离子工艺设备，放电形式以电晕放电为主、10000m3/h风量平均电耗是2-3KW，10000m3/h风量设备（碳钢材质）市场价为10000元左右。
二、判断题（正确的打√错位的打X，每题2分，共20分）1、注入式低温等离子体电极一般不会与废气直接接触。
（）2、注入式低温等离子体废气处理效率比其他形式的等离子高。
（）3、低温等离子体在废气湿度较大时依然可以正常运行。
（）4、介质阻挡放电和电晕放电均不会出现爬电、等现象。
（）5、介质阻挡放电形式的等离子对废气的处理效率要高于电晕放电形式的等离子很多。
（）6、低温等离子工艺已被部分地方环保部门明令禁止不准使用。
（）7、低温等离子技术对恶臭气体的处理效率较高。
（）8、低温等离子技术处理VOCs时会产生二次污染。
（）9、介质阻挡放电形式的低温等离子技术因其放电形式的特殊，不需要考虑废气中可燃气体的浓度。
（）10、低温等离子设备在工作状态下会产生大量臭氧。
（）三、问答题（40分）1.低温等离子技术中，设备使用较长时间导致内壁上附着一些物质，这种情况是否会引起燃烧？请说明理由（10分）2、介质阻挡放电和电晕放电在处理效率、耗电量、设备造价安全性方面的区别是什么？请分点论述。
（12分）3、低温等离子体技术在处理废气过程中由哪些优点，有哪些缺点？请至少列出3项优点3项缺点（18分）。
PLD—DBD低温等离子处理技术简介
PLD—DBD低温等离子处理技术简介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着火电压时，气体分了被击穿，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。
等离子除臭——低温等离子体专利技术PLD—DBD低温等离子体(介质阻挡放电)废气治理装置简介PLD—DBD低温等离子体(介质阻挡放电)废气治理装置是派力迪环保工程有限公司与复旦大学共同研制开发的工业废气净化技术产品，采用的放电形式为双介质阻挡放电(dielectric Barrier discharge，简称DBD)。
该产品拥有国家独立知识产权，并获得十余项国家发明专利，在工业化应用方面，走在了其他国家前面，领先于世界先进水平，属于真正的中国创造。
上海化纤一厂利用等离子方法处理废气装置，处理量：8000Nm3/h 流速：10m/s 电耗：0.003KW/Nm3 H2S和CS2去除率＞95%技术简介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着火电压时，气体分了被击穿，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同的。
PLD—DBD低温等离子体处理恶臭气体的作用原理(已H2S和CS2为例)活性粒子的化学反应：CS2*＋CS2→2CS + S2CS2*＋O2→CS + SO2CS + O2→CO + SOnCS→(CS)n (聚合物)SO + O2→OSOOSO + OSOO→2SO2CO + O→CO2···其总的反应为：3CS2 + 8O2→CO2 +2CO + 6SO22H2S + 3O2→2H2O + 2SO2PLD—DBD低温等离子体技术的特点与目前国内常用的异味气体治理方法相比较本装置具有如下优点：- 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。
低温等离子体工作原理
低温等离子体工作原理
拥有自主知识产权的DDBD技术采用双介质阻挡放电形式产生等离子体，所产生的密度是其他同类技术产生等离子体密度的1500倍，该技术是由派力迪公司与复旦大学共同研发成功的，用于工业恶臭、异味、有毒有害气体处理。
该技术可广泛应用于石油化工、垃圾焚烧、制药、食品、污水处理厂、涂料、皮革加工、感光材料、汽车制造等诸多行业有机废气的治理以及采用其它方法很难解决的废气的治理。
该技术的工作原理如下：
低温等离子体净化废气的工作原理图示：
介质阻挡放电过程中，电子从电场中获得能量，通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也可产生大量的新生态氢、臭氧和羟基氧等活性基团，这些活性基团相互碰撞后便引发了一系列复杂的物理、化学反应。
从等离子体的活性基团组成可以看出，等离子体内部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。
等离子体化学反应过程大致如下：
从以上反应过程可以看出，电子先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到污染物分子中去，那些获得能量的污染物分子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团。
然后这些活性基团与氧气、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。
环保知识点：浅谈废气处理——低温等离子体技术工艺的问题
环保知识点：浅谈废气处理——低温等离子体技术工艺的问题展开全文低温等离子工艺现场示意图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。
原理：低温等离子废气处理设备中的介质阻挡放电的过程中，等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、臭氧和激发态分子等，理论上VOCs与这些具有较高能量的活性基团发生反应，部分会被裂解，最终转化为二氧化碳和水等物质，从而达到净化废气的目的。
一般国内生产的运用低温等离子体技术的治污设备，其制造公司对设备的除污参数的描述，基本上都会提到设备的除污效率可达80%以上。
大量的低温等离子体设备仅可用于治理油烟污染，在实际处理工业VOCs过程中，这种低温等离子体技术设备对VOCs的降解基本无效和会生成污染副产物，其降解效率较低，并且VOCs的易燃性令低温等离子体技术设备的安全性也备受关注。
1、爆炸事故发生几率高2016年11月10日，天津市武清区南蔡村镇天津摩德运动器材公司，发生一起因环保除尘装置内金属粉尘受潮发热而引发的粉尘燃爆事故，造成1人死亡，12人受伤。
2017年6月20日，天津市静海区福明树脂有限公司在委托天津津荣煜环保科技有限公司安装调试环保设备过程中，发生一起爆炸事故，造成环保设备安装调试人员2人当场死亡、2人受伤。
2017年6月30日天津市安全生产委员会发布了《市安委会办公室关于吸取事故教训开展环保治理设施专项安全检查的通知》（津安办〔2017〕32号）（以下简称通知），通知中提到：“对采用‘低温等离子’等可能产生点火能的工艺或设备设施处理易燃易爆挥发性有机物的，或采用湿法除尘处理铝、镁等金属涉爆粉尘的环保设施，要立即停用，并全面进行安全风险评估，严防类似事故再次发生”。
低温等离子废气处理设备易产生火花放电，在高峰值电压下，反应器易产生火花放电，火花放电不仅增大电能消耗，而且破坏放电的正常进行，净化效率低，还存在危险性。
dbd介质阻挡放电特点
dbd介质阻挡放电特点
DBD（Dielectric Barrier Discharge，介质阻挡放电）是一种在两个电极之间的介质中发生的非平衡等离子体放电现象。
以下是DBD放电的特点：
1. 高压激励：DBD放电通常需要较高的电压才能启动，一般在几千伏至数十千伏的范围内。
2. 非热等离子体：DBD放电产生的等离子体温度相对较低，通常在室温附近，因此被称为非热等离子体。
这使得DBD放电可以应用于对敏感材料和生物组织的处理。
3. 空气介质：DBD放电最常用的介质是空气，但也可以使用其他气体或液体作为介质。
空气介质具有广泛的应用领域，如空气净化、杀菌消毒等。
4. 低电流：DBD放电时，电流通常较低，一般在微安至毫安的范围内。
这种低电流特性使得DBD放电具有较低的能耗。
5. 非连续放电：DBD放电是一种非连续的放电形式，即电流在周期性的激励下产生脉冲放电。
这种脉冲放电特性使得DBD放电可以用于一些需要脉冲能量输入的应用。
6. 电晕放电：DBD放电属于电晕放电的一种形式，即通过介质中的电晕区域进行电荷传输和等离子体产生。
这种电晕放电特点使得DBD放电具有较高的电荷密度和较强的局部化效应。
综上所述，DBD放电具有高压激励、非热等离子体、空气介质、低电流、非连续放电和电晕放电等特点。
这些特点使得DBD放电在许多领域有着广泛的应用潜力。
1。
低温等离子
低温等离子体本词条缺少名片图，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！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着火电压时，气体分子被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。
中文名低温等离子体别名非平衡态等离子体目录1. 1 物理解释2. 2 状态解释3. 3 产生方法1. 4 产生条件2. 5 应用3. 6 领域1.7 技术开发物理解释编辑低温等离子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，也叫非平衡态等离子体。
低温等离子体如果电子的温度和重粒子温度差不多，则为高温等离子体，或平衡态等离子体。
低温等离子体中能量的传递大致为：电子从电场中得到能量，通过碰撞将能量转化为分子的内能和动能，获得能量的分子被激发，与此同时，部分分子被电离，这些活化了的粒子相互碰撞从而引起一系列复杂的物理化学反应。
因等离子体内富含的大量活性粒子如离子、电子、激发态的原子和分子及自由基等，从而为等离子体技术通过化学反应处理异味物质提供了条件。
它是基于放电物理、放电化学、反应工程学的学科之上的交叉学科。
近几十年来，有关等离子体技术的研究非常活跃，为合成新物质、新材料及环境污染治理等提供了一种新技术、新方法和新工艺。
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。
但是，无论是哪一种高压放电技术，都是通过高压放电的原理，必须充分考虑到爆炸问题，特别是在易燃易爆的化工场合。
状态解释编辑冰升温至0℃会变成水，如继续使温度升至100℃，那么水就会沸腾成为水蒸气。
随着温度的上升，物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程，我们把这三种基本形态称为物质的三态。
那么对于气态物质，温度升至几千度时，将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物（蜡烛的火焰就处于这种状态）。
低温等离子原理与应用
低温等离子体技术在环境工程中的应用：低温等离子体技术在废气处理中的应用随着工业经济的发展，石油、制药、油漆、印刷和涂料等行业产生的挥发性有机废气也日渐增多,这些废气不仅会在大气中停留较长的时间，还会扩散和漂移到较远的地方，给环境带来严重的污染，这些废气吸入＊*＊，直接对**＊的健康产生极大的危害；另外工业烟气的无控制排放使全球性的大气环境日益恶化,酸雨（主要来源于工业排放的硫氧化物和氮氧化物) 的危害引起了各国的重视.由于大气受污染而酸化，导致了生态环境的破坏，重大灾难频繁发生，给人类造成了巨大损失.因此选择一种经济、可行性强的处理方法势在必行.降解挥发性有机污染物（VOCs）传统的处理方法如吸收、吸附、冷凝和燃烧等，对于低浓度的VOCs很难实现,而光催化降解VOCs又存在催化剂容易失活的问题，利用低温等离子体处理VOCs可以不受上述条件的限制,具有潜在的优势.但由于等离子体是一门包含放电物理学、放电化学、化学反应工程学及真空技术等基础学科之上的交叉学科。
因此，目前能成熟的掌握该技术的单位非常的少。
大部分宣传采用低温等离子技术处理废气的宣传都不是真正意义上的低温等离子废气处理技术。
是否是低温等离子体处理技术的简单判断方法:现在，各传媒上宣传低温等离子废气处理的产品和技术很多，可这些产品的宣传大部分都是在炒低温等离子体概念。
如何判断是否是真正意义上的低温等离子体技术？可以用下面两个简单的规则来判断，即使你不懂低温等离子体技术也能判断出是真是假。
（1）在废气处理的通道上必须充满了低温等离子体.这条规则判断很简单，只要用眼睛观察一下处理通道是否充满紫蓝色的放电就可以直观的了解是否是低温等离子体了（需要注意的是不要将各种颜色的灯光当作电离子体放电）.如果在废气处理的通道上只零星的分布若干的放电点或线，则处理的效果是非常有限的，因为，大部分的(VOCs)气体没有进过低温等离子体处理区域。
（2) 低温等离子体处理系统必须要有一定的放电处理功率。
介质阻挡放电低温等离子体的产生
g n i h C a ' i X t i s r e v i n Ug n o t o a i Jn a ' i X n i r e e n i n El a c i r t c e l Ef o l o o h c S 4 0 0 1 7n ,9 )a ,y ,g (
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低温等离子体产生方法介质阻挡放电
介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)介质阻挡放电(DBD)是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。
介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常的工作气压为104～106。
电源频率可从50Hz至1MHz。
电极结构的设计形式多种多样。
在两个放电电极之间充满某种工作气体,并将其中一个或两个电极用绝缘介质覆盖,也可以将介质直接悬挂在放电空间或采用颗粒状的介质填充其中，当两电极间施加足够高的交流电压时，电极间的气体会被击穿而产生放电，即产生了介质阻挡放电。
在实际应用中，管线式的电极结构被广泛的应用于各种化学反应器中，而平板式电极结构则被广泛的应用于工业中的高分子和金属薄膜及板材的改性、接枝、表面张力的提高、清洗和亲水改性中。
(To top)介质阻挡放电(DBD)常用结构介质阻挡放电通常是由正弦波型(sinusoidal)的交流(alternating current, AC)高压电源驱动，随着供给电压的升高，系统中反应气体的状态会经历三个阶段的变化，即会由绝缘状态(insulation)逐渐至击穿(breakdown)最后发生放电。
当供給的电压比较低时，虽然有些气体会有一些电离和游离扩散，但因含量太少电流太小，不足以使反应区内的气体出现等离子体反应，此时的电流为零。
随着供给电压的逐渐提高，反应区域中的电子也随之增加，但未达到反应气体的击穿电压(breakdown voltage; avalanche voltage)时，两电极间的电场比较低无法提供电子足够的能量使气体分子进行非弹性碰撞，缺乏非弹性碰撞的结果导致电子数不能大量增加，因此，反应气体仍然为绝缘状态，无法产生放电，此时的电流随着电极施加的电压提高而略有增加，但几乎为零。
若继续提高供給电压，当两电极间的电场大到足够使气体分子进行非弹性碰撞时，气体将因为离子化的非弹性碰撞而大量增加，当空间中的电子密度高于一临界值时及帕邢(Paschen)击穿电压时，便产生许多微放电丝(microdischarge)导通在两极之间，同时系統中可明显观察到发光(luminous)的現象此时，电流会随着施加的电压提高而迅速增加。
低温等离子体技术在废气处理中的应用
低温等离子体技术在废气处理中的应用在现代工业高速发展的进程中，废气排放问题日益严峻，对环境和人类健康构成了严重威胁。
为了有效解决这一问题，各种废气处理技术应运而生，其中低温等离子体技术凭借其独特的优势逐渐受到广泛关注和应用。
低温等离子体技术是一种新兴的、高效的废气处理手段。
它的基本原理是通过外加电场，使气体分子发生电离，形成大量的自由电子、离子和活性基团。
这些带电粒子和活性物质具有极高的化学活性，能够与废气中的污染物发生一系列复杂的物理化学反应，从而将污染物分解转化为无害物质。
低温等离子体技术在废气处理中的应用具有多方面的优势。
首先，它的适用范围非常广泛。
无论是有机废气，如挥发性有机物（VOCs）、苯系物、醛酮类等，还是无机废气，如硫化氢、氨气、氮氧化物等，都能够得到有效的处理。
其次，该技术处理废气的效率高。
在合适的条件下，能够实现对污染物的快速分解和去除，达到较高的净化效果。
再者，低温等离子体技术反应速度快，设备占地面积小，操作灵活方便，能够适应不同规模和类型的废气处理需求。
在实际应用中，低温等离子体技术主要有以下几种常见的形式。
介质阻挡放电是其中一种常见的方式。
在这种放电形式中，电极之间存在绝缘介质，阻止了放电电流的自由流动，从而形成了不均匀的电场。
这种不均匀的电场能够有效地激发气体分子产生等离子体，对废气中的污染物进行处理。
电晕放电也是常用的形式之一。
在这种放电中，电极曲率半径很小，在高电压作用下，电极附近的电场强度极高，导致气体发生电离，形成电晕放电。
电晕放电产生的等离子体能够与废气中的污染物相互作用，实现净化目的。
另外，还有辉光放电等形式。
辉光放电产生的等离子体具有较高的能量密度和活性，能够有效地分解废气中的复杂污染物。
然而，低温等离子体技术在应用过程中也并非完美无缺。
一方面，它的能耗相对较高。
为了产生足够强度的等离子体，需要消耗较多的电能。
另一方面，对于某些高浓度、难降解的废气，单独使用低温等离子体技术可能无法达到理想的处理效果，需要与其他处理技术相结合，如吸附、催化等，以提高整体的处理效率和降低处理成本。
低温等离子体在废气处理中的应用
高化学活性电子、离子、中性粒子，在聚集态内的总正负电荷数相等。
当前，在处理气态污染物时，主要采用介质阻挡放电、电晕放电。
在采用低温等离子体处理技术时，首先，应当优选废气吸收溶剂，借助统喷淋系统进行预处理，对于不同工段废气进行混合，确保废气介质混合均匀后，再进入低温等离子反应器。
2.1 技术机理利用介质阻挡能够实现放电，是低温等离子在高气压下的放电模式。
在碰撞期间，可以促进能量转化，将其转变为污染物分子内能，在获取能量时，分子会产生离析反应。
由于受到高能电子作用，空气内氧气产生新生态氢、臭氧，活性基团碰撞后，极易产生物理反应、化学反应，反应过程复杂。
利用低温等离子活性基团，多数高化学活性粒子存储于低温等离子内。
对于高化学活性粒子，涉及到活性基、电子、离子，之后转化为二氧化碳和水，有效净化废气。
在电场电子内获取能量，在激发反应中，能够将能量转移至污染物，当污染物分子获取能量后，电离分子可以形成基团，具备活性功能。
活性基团接触氧气后，可以产生稳定产物。
同时，高能电子可以获取高亲和力的物质，从而形成负离子，具备良好化学活性，能够在化学反应中发挥作用。
2.2 低温等离子体技术特点在处理废气时，应用低温等离子技术，可以降低能源消耗，可以有效处理废气，无需冲洗发生管。
在异味气体处理时，低温等离子技术作用显著，且处理效果良好，整体处理成本低廉，能够确保整体运行稳定性。
技术人员操作时，无需其他设备和技术辅助，能够直接应用操作。
低温等离子技术可以应用到光感材料、皮革加工、污水处理、石油化工领域[1-2]，技术应用效果显著。
在处理废气时，应用低温等离子体技术，具备如下应用优势[3-4]：第一，低温等离子体技术通过介质阻挡放电产物，可以产生较大能量，有效作用到任何废气污染物中，污染物分解效0 引言低温等离子可以应用于自由基、高能电子、废气污染物处理中，整个处理流程简单，且效率质量高。
与常规污染处理技术相比，低温等离子体技术应用广泛，可以击碎污染物内的大分子团，打断长分子链，形成短分子物质，毒害性极低，可以有效分解污染物。
低温等离子体(介质阻挡放电)
低温等离子体技术简介（介质阻挡放电)所谓等离子体是继固体、气体、液体三态后,列为物质的第四态，由正离子、负离子、电子和中性离子组成,因体系中正负电荷总数相等，故称为“等离子体"。
等离子体按粒子温度可分为平衡态（电子温度=离子温度）与非平衡态（电子温度>〉离子温度）两类。
非平衡态等离子体电子温度可上万度，离子及中性离子可低至室温，即体系表观温度仍很低，故称“低温等离子体”，一般由气体放电产生。
气体放电有多种形式,其中工业上使用的主要是电晕放电（在去除废气中的油尘上应用已相当成熟）和介质阻挡放电（用于废气中难降解物质的去除)两种。
低温等离子体技术是近年发展起来的废气处理新技术，低温等离子体处理废气的原理为：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。
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，以达到降解污染物的目的。
低温等离子体的产生途径很多,我们使用的低温等离子体工业废气处理技术采用的放电形式为双介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，简称DBD）。
装置示意图如图1所示。
图1 介质阻挡放电示意图DBD放电净化设备优点:介质阻挡放电是一种获得高气压下低温等离子体的放电方法，由于电极不直接与放电气体发生接触，从而避免了电极的腐蚀问题.介质阻挡放电等离子体技术具有以下优点:①介质阻挡放电产生的低温等离子体中，电子能量高,几乎可以和所有的气体分子作用。
②反应快，不受气速限制。
③电极与废气不直接接触，不存在设备腐蚀问题。
④只需用电，操作极为简单，无需专人员看守，基本不占用人工费.⑤设备启动、停止十分迅速，随用随开,不受气温的影响。
⑥气阻小,适用于高流速，大风量的废气处理。
⑦工艺已相对成熟.低温等离子体技术(介质阻挡放电)净化原理为：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变为无毒无害或低毒低害物质，从而使污染物异味得以降解去除。
DDBD低温等离子体废气处理技术
DDBD低温等离子体废气处理技术■ 技术简介拥有自主知识产权的DDBD技术采用双介质阻挡放电（Double Dielectric Barrier Discharge，简称DDBD）形式产生等离子体，所产生等离子体的密度是其他技术产生等离子体密度的1500倍，该技术是派力迪公司与复旦大学共同研发成功的。
自1994年由复旦大学开始研发，最初用于氟利昂类（Freon）、哈隆类（Halong）物质的分解处理，是国家为了研究保护地球臭氧层而设立的科研项目。
后来与派力迪合作研发拓宽其应用领域，延伸至工业恶臭、异味、有毒有害气体处理。
派力迪开创了DDBD技术大规模化工业应用的先河，该技术节能、环保，应用范围广，所有化工生产环节产生的恶臭异味几乎都可以处理，并对二恶英有良好的分解效果，侯立安院士评价说“DDBD 技术的发明，为化工清洁生产奠定基础，是近代化学工业生产的一次技术革命”，该技术世界首创、国际领先，属于真正的中国创造。
DDBD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，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。
DDBD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。
■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。
介质阻挡放电等离子体技术
介质阻挡放电等离子体技术
介质阻挡放电等离子体技术
1－电极；2－电介质层；3－放电间隙 图 DBD结构示意图
Fig. Sketch diagram of DBD structure
介质阻挡放电等离子体技术
介质阻挡放电的物理过程
由于介质阻挡放电的电流主要是流过微放电通道形 成的，因此放电的主要过程也就必定发生在微放电中， 微放电是介质阻挡放电的核心。
三个阶段：
（1）放电的形成（放电的击穿） （2）气体间隙的电流脉冲（电荷的输运） （3）在微放电通道中原子，分子的激发和解离，自由基
和准分子等的形成
介质阻挡放电等离子体技术
以上三个阶段的持续时间相差很大，有数量级的差 别。一般放电的击穿在几个纳秒内完成，电荷输运在1100ns中进行，分子，原子的激发和反应所需的时间可 能达到微妙级，甚至延续到秒。
介质阻挡放电等离子体技术
DBD是一种高气压下的非平衡放电。这种放电的击穿与 其他放电的相似之处是在外电场的作用下，电子从电场 中获得能量，通过与周围分子原子碰撞，传递能量，使 之激发电离，产生电子雪崩;
不同之处是气体不被完全击穿形成火花或电弧，而是由 于介质阻挡作用限制了放电电流的无限增长。只有快脉 冲式电流细丝通道形成，每个通道相当于单个流光击穿， 即所谓的微放电。微放电是DBD的一大放电特点。DBD 的快脉冲微放电是因为当微放电两端的交变电压变相时， 电流就会截止，在同一空间点上只有当再度达到U>UB 时，才会再次产生微放电，所以随外加交变电压的正弦 波变化而形成每半周期一次(放电频率)的快脉冲放电细 丝电流。微放电是DBD的核心。
大气压冷等离子体介质阻挡放电系统可以在大气压 下产生冷等离子体。
大气压冷等离子体是一种低温非平衡等离子体，是 气体在大气压下受到外界高能量(高电压、强电磁场、 辐射等)作用时电离产生的常温状态等离子体，电子温 度在十几个电子伏以下。 气体在电离过程中能产生大量 的活性物质，包括带电粒子、具有化学活性的亚稳态活 性物质(如臭氧、活化的氢氧自由基和氧原子等)和紫外 光子。
介质阻挡放电-DBD
1000A/cm2, 这也是判定为流光放电的依据之一。 (5) 微放电在电极表面扩展为几个mm的表面放电。
微放电的伏安特性
（1）微放电电流表 现为大量电流脉冲
（2）正负放电半周 内均出现放电。
（3）存在击穿阈值
（4）通常情况下， 电流脉冲的出现不是 均匀的，电流大小也 是随机的
11
介质阻挡放电的条件：
(1) 交流电压产生交流电场，50Hz—1MHz (2) 气压范围宽阔0.1atm-10atm. (3) 放电间隙通常不大，看似仍然服从帕邢定律
介质阻挡放电的形态：
(1) 虽然宏观看似均匀，实际上是大量微小的流光放电状态。 (2) 微小放电是脉冲的，持续时间为10ns一下。认定为流光. (3) 微放电脉冲在空间是均匀分布的，有时出现规则分布，斑
8
介质阻挡放电的机制
• 这个电场将会向阴极传播。在传播过程中 原子和分子得到进一步的电离，并激励起 向阴极传播的电子反向波。这样一个导电 通道能非常快的通过放电间隙而造成气体 的击穿。
• 当气体被击穿，导电通道建立后，空间电 荷在放电间隙间输送，并积累在介质上。 这时介质表面电荷将建立起电场，直到将 原来的外加电场削弱为零，以至于中断了 放电电流。
电子温度远远大于气体温度的等离子体。 如低气压下 DC辉光放电和高频感应辉光放 电，大气压下DBD介质阻挡放电等产生的 冷等离子体。
2
低温等离子体的发生技术
• 直流辉光放电 • 低频放电等离子体 • 高频放电等离子体 • 非平衡大气压等离子体放电 • 介质阻挡放电
3
介质阻挡放电
• 介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电空间 的一种气体放电。介质可以覆盖在电极上 或悬挂在放电空间。这样当在放电电极上 施加足够高的交流电压时，电极间的气体 即使在很高的气压下，也会被击穿而形成 所谓的介质阻挡放电。
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低温等离子体技术简介(介质阻挡放电)
所谓等离子体是继固体、气体、液体三态后，列为物质的第四态，由正离子、负离子、电子和中性离子组成，因体系中正负电荷总数相等，故称为“等离子体”。
等离子体按粒子温度可分为平衡态（电子温度=离子温度）与非平衡态（电子温度>>离子温度）两类。
非平衡态等离子体电子温度可上万度，离子及中性离子可低至室温，即体系表观温度仍很低，故称“低温等离子体”，一般由气体放电产生。
气体放电有多种形式，其中工业上使用的主要是电晕放电（在去除废气中的油尘上应用已相当成熟）和介质阻挡放电（用于废气中难降解物质的去除）两种。
低温等离子体技术是近年发展起来的废气处理新技术，低温等离子体处理废气的原理为：
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。
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，以达到降解污染物的目的。
低温等离子体的产生途径很多，我们使用的低温等离子体工业废气处理技术采用的放电形式为双介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,简称DBD)。
装置示意图如图1所示。
图1 介质阻挡放电示意图
DBD放电净化设备优点:
介质阻挡放电是一种获得高气压下低温等离子体的放电方法，由于电极不直接与放电气体发生接触，从而避免了电极的腐蚀问题。
介质阻挡放电等离子体技术具有以下优点：
①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
和所有的气体分子作用。
②反应快，不受气速限制。
③电极与废气不直接接触，不存在设备腐蚀问题。
④只需用电，操作极为简单，无需专人员看守，基本不占用人工费。
⑤设备启动、停止十分迅速，随用随开，不受气温的影响。
⑥气阻小，适用于高流速，大风量的废气处理。
⑦工艺已相对成熟。
低温等离子体技术(介质阻挡放电)净化原理为：
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变为无毒无害或低毒低害物质，从而使污染物异味得以降解去除。
因其电离后产生的电子平均能量在1eV～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。
其能量传递过程为：
电场+电子高能电子
受激电子
高能电子+活性基因
自由基
活性基因+生成物+热
活性基因+活性基因生成物+热
异味废气在介质阻挡放电（DBD）的低温等离子体发生器中，这些废气因子被高能电子轰击后首先被打开成碎片。
而尾气中氧气和水气在高能电子作用下发生下列反应
O2＋e O·＋O3 + O2-
H2O + e HO·＋H
废气因子解离的碎片粒子与氧气及O·＋O3+ O2-发生较为复杂的化学反应，降解为CO2和H2O等。
采用双介质的阻挡放电技术，属于干法处理，不需要任何吸附剂、催化剂及其他任何助燃燃料，只需采用380V交流电，经振荡升压装置获得高频脉冲电场，产生高能量电子，轰击分解废气中的恶臭、有
毒的气体分子。
具有安全可靠、操作简单、运行费用低、治理效率高、技术先进等特点。