中文名 | 等离子体技术 | 外文名 | plasma technology |
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特 点 | 温度高 | 功 能 | 提供高焓值的工作介质 |
国内外企业利用低温等离子体技术在环保方面开发出了“低温等离子体有机废气净化设备”、“低温等离子体废水净化设备”及“低温等离子体汽车尾气净化技术”。1、低温等离子体在保鲜、杀菌、除臭等方面产品开发,目前...
低温等离子体物理与技术经历了一个由60年代初的空间等离子体研究向80年代和90年代以材料为导向研究领域的大转变,高速发展的微电子科学、环境科学、能源与材料科学等,为低温等离子体科学发展带来了新的机遇和...
等离子体聚合物在结构上与普通的聚合物显著不同,它能形成含有活性基团的高度交联的网络结构,从而具有良好的均匀性及对基质的附着性[1,2].有关采用等离子体聚合膜的TSM传感器的报道不多[3,4],本室已...
等离子体电子工程(22)-电晕放电与高压低温等离子体
20世纪60年代形成的等离子体科学与工程是涉及放电物理、放电化学、能源工程学等领域的一门交叉学科,进入20世纪80年代后,等离子体处理环境污染物技术成为国内外研究的热点领域之一。与其他污染治理技术相比,等离子体技术具有处理流程短、效率高、能耗低、适用范围广等特点。等离子体技术既可用于废气和废水处理,又可以处理有机固体废物,甚至危险废弃物。
等离子体可以分为高温等离子体和低温等离子体。高温等离子体指的是聚变等离子体,是星星中常见的一种等离子体,温度较高,温度范围为4000~20000K。而低温等离子体可以细分为热等离子体(直流电弧放电、射频放电等)和冷等离子体(电晕放电、辉光放电、介质阻挡放电等)。用于固体废弃物处理领域的等离子体主要是交流/直流等离子体、射频等离子体、微波等离子体,以及一些混合多级的热等离子体。等离子体用于固体废弃物处理领域已经有比较成熟而广泛的应用。利用等离子体可以处理各种类型的固体废弃物,如医疗垃圾、低放射性废物、生物质垃圾、城市垃圾等。
本书凝聚了近20年来包括中国、美国、法国、俄罗斯、日本、韩国、德国、波兰、捷克等国最前沿的等离子体处理固体废弃物研究成果,从等离子体热解、气化及熔融技术机理、等离子体发生器、有机固体废弃物资源化利用、危险废弃物销毁、气体和固体产物分析、技术与经济性分析到示范应用案例均做了详细论述。本书以固体废弃物(城市垃圾、工业固体废弃物及危险废弃物)等离子体处理的前沿研究成果为主要内容,共分为18章,第1章介绍固体废弃物来源与危害及现有治理技术, 第2章介绍等离子体热解、气化及熔融的技术原理及等离子体源,第3章介绍等离子体热解废塑料,第4章介绍等离子体热解废橡胶,第5章介绍等离子体热解气化农林生物质垃圾,第6章介绍等离子体气化熔融市政污泥,第7章介绍等离子体气化城市生活垃圾,第8章介绍等离子体热解熔融电子废弃物,第9章介绍等离子体熔融电镀污泥,第10章介绍等离子体热解熔融医疗垃圾,第11章介绍等离子体熔融固化飞灰,第12章介绍等离子体熔融玻璃化含石棉废弃物,第13章介绍等离子体热解销毁含氯废弃物,第14章介绍等离子体销毁废旧武器弹药,第15章介绍等离子体无害化处理舰船废弃物,第16章介绍等离子体销毁化学武器,第17章介绍等离子体降解低放射性有机溶剂,第18章介绍等离子体气化熔融中低放射性固体废弃物。
作者一直致力于等离子体环境技术的研发工作,积累了大量公开发表和未发表的等离子体技术资料和丰富的工程实践经验。现将等离子体处理固体废弃物的原理与技术前沿成果汇总,与读者进行分享交流,希望有更多的研究者关注等离子体环境技术,有更多的研究者关注等离子体环境技术的发展。本书可供从事环境、能源、等离子体、材料、化学等领域的科研人员及高等院校的师生参考。
低温等离子体技术原理,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。低温等离子体技术在气态污染物治理方面优势显著,低温等离子体等离子体内部产生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。
其净化作用机理包含两个方面:一是在产生等离子体的过程中,高频放电所产生的瞬间高能足够打开一些有害气体分子的化学能,使之分解为单质原子或无害分子;二是等离子体中包含大量的高能电子、正负离子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基,这些活性粒子和部分臭气分子碰撞结合,在电场作用下,使臭气分子处于激发态。当臭气分子获得的能量大于其分子键能的结合能时,臭气分子的化学键断裂,直接分解成单质原子或由单一原子构成得无害气体分子。同时产生的大量·OH、·HO2、·O等活性自由基和氧化性极强的O3,与有害气体分子发生化学反应,最终生成无害产物。
低温等离子体中的高能电子可使电负性高的气体分子(如氧分子、氮分子)带上电子而成为负离子,它具有许多良好的健康效应,对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响,被人们誉为“空气维生素”、“长寿素”。
低温等离子体的净化作用还具备显著的生物效应。发生的静电作用在各种细菌、病毒等微生物表面产生的电能剪切力大于细胞膜表面张力,使细胞膜遭到破坏,导致微生物死亡。因此低温等离子体除臭技术具有优秀的消毒杀菌之功效。
本书是以非平衡(低温)等离子体技术为主,介绍了非平衡等离子体的基本原理、概念和应用,低温等离子体技术在化学合成反应、聚合反应、等离子体镀膜、表面处理和功能膜制备等中的应用。
本书以非平衡等离子体为主要内容进行介绍,共分为10章,第1章~第3章介绍等离子体基本原理、基本概念。第4章~第9章分别介绍在无声放电、电晕和辉光放电、微波放电等不同的等离子体条件下的研究基础工作与技术应用。第10章简要介绍近几年来国际上对等离子体技术的研究进展。
本书可作为石油、化工、能源、材料、环境、电子等工程专业和大专院校师生、研究生和工程技术人员的参考书。