等温离子除臭装置说明

低温等离子体废气净化设备

ZW-DLZ系列低温等离子体废气净化设备

DLZ 低温等离子体废气处理技术

山东志伟环保科技有限公司是较早开展低温等离子体废气净化技术研发的企业，目前已经形成四大类低温

等离子体废气处理产品：DLZ 双介质阻挡放电等离子体设备、DLZ 单介质阻挡放电等离子体设备、DLZ 尖端毛细放电等离子体设备、平行极板等离子体设备。引进前苏联军工高频高压大功率变压器技术，是目

前国内少数掌握高频高压油浸式变压器技术的企业，奠定低温等离子体大功率输出的技术基础。

等离子有机废气净化器工作原理

等离子体被称为物质第 4 形态，由电子、离子、自由基和中性粒子组成。低温等离子体有机气体净化器

是利用等离子体。以每秒800万次至5000万次的速度反复轰击异味气体的分子，去激活、电离、裂解废

气中的各种成份，从而发生氧化等一系列复杂的化学反应，再经过多级净化，将有害物转化为洁净的空气

释放至大自然。

等离子有机废气净化器工作原理是采用高压发生器形成低温等离子体，在平均能量约5eV的大量电子作用下，使通过净化器的苯、甲苯、二甲苯等有机废气分子转化成各种活性粒子，与空气中的O2结合生成 H2O、CO2等低分子无害物质，使废气得到净化。

在处理过程中，当有机气体进入冷离子体反应室时，气体被均匀分配到等离子反应室（PRC）。反应室

分成模块式管子区，每根管子的中央有一根放电极，与反应室独立隔开。通过高压线对反应室导通可调节

高压，高压导通到管子里的管状电线上。由电线至管壁产生放电现象。

一旦放电，等离子体电子就与气体分子相撞击，产生化学性活性核素，就是通常所说的激进和负荷载

体。此外，还具有微型静电沉淀器的功能，该装置可以除尘。

同时注入环境或者二级气体来优化反应室的湿度和温度登记，与此同时加入离子来改善反应室内的反

应。这种冷离子体处理方法使有机气体在低温下进行“氧化”

低温等离子体去除污染物的机理：

等离子体化学反应过程中，等离子体传递化学能量的反应过程中能量的传递大致如下

(1)电场＋电子→高能电子

(2)高能电子＋分子 ( 或原子 ) → ( 受激原子、受激基团、游离基团 ) 活性基团

(3)活性基团＋分子 ( 原子 ) →生成物 + 热

(4)活性基团＋活性基团→生成物 + 热

过程一：高能电子直接轰击

过程二：产生氧原子、臭氧、羟基自由基及小分子碎片

O2 + 2e→2O·

O2 +O·→ O3 + e

H2O + 2e→ H·+ HO·

H2O+O·+ e→2HO·

H·+ O2→HO·+O

C(a+b)H(m+n)O(x+y) + 2 e→ CaHmOx ·+ CbHnOy ·

过程三：分子碎片氧化

CaHmOx + HO·→ CO2+H2O

CaHmOx + O ·→ CO2 + H2O

CaHmOx + O2→ CO2 + H2O

CaHmOx + O3→ CO2 + H2O

经过低温等离子净化后，废气尚含有部分小分子的物质及臭氧，采用水洗工艺可以对污染物进行进一步处

理，同时减少废气中臭氧含量。相关反应机理如下：

H2O + e→H·+ HO·+ e

H·+ O3→O2+HO·

HO· + O3→ HO2 ·+ O2

HO2·+ O3→ HO·+ O2

因此在此过程中，部分小分子有机物可进一步被羟基自由基氧化而予以去除。

从以上过程可以看出，电子首先从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去，获得

能量的分子或原子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团；之后这些活性基团与分子或原子、

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。

低温等离子体去除污染物的原理：

低温等离子体技术处理污染物的原理为：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成无毒无害或低毒低害的物质，从而使污染物得以降解

去除。因其电离后产生的电子平均能量在 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。作为环境污染处理领域中的一项具有极强潜在优势的高新技术，等离子体

受到了国内外相关学科界的高度关注。

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，直接对人体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。通常需要在 2 ～5瓦时/米 3。即1000米3/ 时的风量需要处理的电功率为2KW～5KW 。如果号称1000米 3/时的风量只需要几十或几百瓦的电功

率，则最多也就是静电 ( 除尘 ) 处理或局部处理而已。要想分解 VOCs 没有一定的能量是不可能的。等离

子体技术目前采用的有四类技术，介质阻挡放电（双介质、单介质）、尖端放电（金属、纤维）、板式放

电、微波放电，实际应用也有采用组合模式。

一：介质阻挡放电

将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, 也可以悬挂在放电空间里，当在放电电

极间施加一定频率 (50 MHz 至几 K 赫兹 ) 的-Kv的交流电压时 , 电极间的气体就会被击穿产生碳阻挡气体

放电。在大气压或高于大气压条件下 , 间隙内的气体放电由许多在时间上和空间上随机分布的微放电构成,这些微放电的持续时间很短 ,一般为纳秒量级 [20]。由实验观察 ,微放电通常呈现一些相当均匀的圆柱型微

通道 , 每一个微通道就是一个强烈的流光放电击穿过程, 带电粒子的输运过程及等离子体化学反应就发生在

这些微放电通道内 . 因此一些研究者将微放电作为碳等离子体的主要特性, 并通过研究微放电的性质来研究碳等离子体的整体特性。从碳的物理过程来看,电源电压通过电介质电容耦合到放电间隙形成电场,空间电子在这一电场作用下获得能量 , 与周围气体发生非弹性碰撞, 电子从外加电场取得能量转移给气体分子，气

体被激励后 , 发生电子雪崩 , 出现了相当数量的空间电荷。它们聚集在雪崩头部 , 形成本征电 , 再与外加电场叠加起来形成很高的局部电场 ,在新形成的局部电场作用下, 雪崩中的电子得到进一步加速 , 使放电间隙的电子形成空间电荷的速度比电子迁移速度更快,形成了往返两个电场波, 电场波向阴极方向返回时更强, 这样一个导电通道能非常快地通过放电间隙形成大量微细丝状的脉冲流光微放电. 它们很均匀、漫散和稳定 , 彼此孤立地随机发生在不同地点，当微放电通道形成以后, 空间电荷就在通道内输送累积在电介质表面产生反向电

场而使放电熄灭 , 形成微放电脉冲。在一定范围内 , 微放电的数量随供电电压及频率的增加而增加. 可见碳介质的分布电容对于微放电的形成起着十分重要的镇流作用. 一方面 , 由于电介质的存在 , 有效地限制了带电

粒子的运动 , 防止了放电电流的无限制增长, 从而避免了在放电间隙内形成火花放电或弧光放电; 另一方面 ,电介质的存在可以使微放电均匀稳定地分布在整个放电空间内。

二：组合模式

本工艺在电催化总的设计概念下，分三个即独立又混成的激发系统：微波激发区、等离子激发区、极板激

发去。每个激发区有它特定的功能，但在原理上有它相似的地方。

1：微波激发区

本工艺有 3 至 9 个微波激发单位，根据被处理风量的不同数量不同，微波由于它的频率相对比较高，在纳

秒的时间内有效作用于被处理空间（区域），由于微波的功率相对较小，因此在激发能力上也就是说电子

的获能跃迁能力上有限，本设计只是把微波作为初频激发源，在处理过程中作为一种预激发能。由于微波