3.1雙介質(zhì)低溫等離子體工藝原理（簡稱DDBD）

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)到氣體的放電電壓時(shí)，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種高能離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個(gè)體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài)，所以稱為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到降解污染物的目的。

裝置示意圖如圖1所示。

介質(zhì)阻擋放電是一種獲得高氣壓下低溫等離子體的放電方法，這種放電產(chǎn)生于兩個(gè)電極之間。介質(zhì)阻擋放電可以在0.1～10′10⁵Pa的氣壓下進(jìn)行，具有輝光放電的大空間均勻放電和電暈放電的高氣壓運(yùn)行的特點(diǎn)。整個(gè)放電是由許多在空間和時(shí)間上隨機(jī)分布的微放電構(gòu)成，這些微放電的持續(xù)時(shí)間很短，一般在10ns量級。介質(zhì)層對此類放電有兩個(gè)主要作用：一是限制微放電中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，使微放電成為一個(gè)個(gè)短促的脈沖；二是讓微放電均勻穩(wěn)定地分布在整個(gè)面狀電極之間，防止火花放電。介質(zhì)阻擋放電由于電極不直接與放電氣體發(fā)生接觸，從而避免了電極的腐蝕問題。

低溫等離子體凈化工業(yè)廢氣的工作原理:

等離子體中能量的傳遞大致如下：

介質(zhì)阻擋放電過程中，電子從電場中獲得能量，通過碰撞將能量轉(zhuǎn)化為污染物分子的內(nèi)能或動(dòng)能，這些獲得能量的分子被激發(fā)或發(fā)生電離形成活性基團(tuán)，同時(shí)空氣中的氧氣和水分在高能電子的作用下也可產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫、臭氧和羥基氧等活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)相互碰撞后便引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)。從等離子體的活性基團(tuán)組成可以看出，等離子體內(nèi)部富含極高化學(xué)活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等。廢氣中的污染物質(zhì)與這些具有較高能量的活性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，終轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O等物質(zhì)，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。

等離子體化學(xué)反應(yīng)過程大致如下：

從以上反應(yīng)過程可以看出，電子先從電場獲得能量，通過激發(fā)或電離將能量轉(zhuǎn)移到污染物分子中去，那些獲得能量的污染物分子被激發(fā)，同時(shí)有部分分子被電離，從而成為活性基團(tuán)。然后這些活性基團(tuán)與氧氣、活性基團(tuán)與活性基團(tuán)之間相互碰撞后生成穩(wěn)定產(chǎn)物和熱。

3.2雙介質(zhì)低溫等離子體優(yōu)勢

  我公司研發(fā)的等離子具有以下優(yōu)點(diǎn)：

  1電子能量高，平均電子能量達(dá)到10ev 以上，能夠打開苯環(huán)的C-C鍵（8.4ev），是普通電暈放電的2倍以上。

   2電子密度大，電子密度是目前已知其他同類技術(shù)放電的1500倍。

3放電方式為高壓脈沖放電，電極不與廢氣接觸，不會造成腐蝕。

4反應(yīng)管使用耐腐蝕石英介質(zhì)，使用壽命長。

5能耗低，10000m3/h的廢氣量能耗在0kw-12kw。

4光催化氧化（光量子、UV光解）與DDBD廢氣處理技術(shù)對比

4.1原理不同

4.1.1光催化氧化即UV光解技術(shù)，紫外光照射技術(shù)，通過紫外燈管產(chǎn)生的185nm光譜對廢氣成分進(jìn)行照射，分解廢氣中的氧分子產(chǎn)生臭氧，利用臭氧對廢氣進(jìn)行氧化分解的技術(shù)。該技術(shù)主要用于殺菌、消毒等工況。

4.1.2DDBD雙介質(zhì)阻擋放電對高壓、高頻電場通過雙層介質(zhì)阻擋層產(chǎn)生低溫等離子體直接作用在廢氣分子上，通過高能電子及自由基的對污染分子進(jìn)行斷鍵、氧化等一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到去除污染物的效果。該技術(shù)主要用于TVOC及惡臭氣體治理工況。

4.2主體設(shè)備配置不同

4.2.1光催化氧化設(shè)備內(nèi)部組成主要由紫外燈管、活性炭纖維過濾層組成。

4.2.2等離子體設(shè)備內(nèi)部只有等離子發(fā)生盤構(gòu)成。

4.3去除能力不同

4.3.1光催化氧化產(chǎn)生臭氧氧化能力為1.24eV，只能氧化小部分廢氣組分，處理效果差。

4.3.2DDBD產(chǎn)生高能電子的氧化能力最高可達(dá)11.7eV，可氧化絕大部分廢氣成分，產(chǎn)生的臭氧及自由基等在整個(gè)反應(yīng)過程中僅起到1%的作用。

4.4使用壽命不同

4.4.1光催化氧化紫外燈管及電源（進(jìn)口產(chǎn)品）8000小時(shí)，活性炭纖維層根據(jù)廢氣濃度的不同更換比較頻繁。

4.4.2DDBD等離子放電盤大于10年。

4.5裝備化應(yīng)用安全防控措施不同

4.5.1光催化氧化主機(jī)設(shè)備基本無安全防控措施。

4.5.2DDBD等離子工業(yè)化應(yīng)用9大安全防控措施。

4.6設(shè)備長周期運(yùn)行的保障措施不同

4.6.1光催化氧化主機(jī)內(nèi)部光量子管長周期運(yùn)行后管壁掛附的結(jié)焦物無在線清洗措施，影響設(shè)備的運(yùn)行及去除效率。

4.6.2DDBD等離子設(shè)備內(nèi)部自帶在線清洗措施，可實(shí)現(xiàn)在線清洗。

5雙介質(zhì)阻擋放電與電暈放電等離子體的區(qū)別

5.1放電頻率

無介質(zhì)阻擋為電暈放電，勵(lì)磁電壓為直流電壓,雙介質(zhì)阻擋放電頻率大于5000 Hz。所有高壓放電設(shè)備頻率越高，電流與電壓越同步，脈沖越窄，產(chǎn)生高能電子密度越大。無介質(zhì)阻擋放電波形為直流波形，雙介質(zhì)阻擋放電波形為高頻方波，方波電壓有效值利用率大于正弦波電壓，故節(jié)能。且雙介質(zhì)阻擋放電工作頻率可根據(jù)廢氣狀況進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。

5.2放電電壓

無介質(zhì)阻擋放電電壓在上限為8000伏,（否則氣體被擊穿放電負(fù)載變化后易造成拉弧放電，線路短路過流導(dǎo)致設(shè)備不能運(yùn)行）；雙介質(zhì)阻擋放電電壓大于20000伏。放電電壓越高，產(chǎn)生的高能電子的能量越大，無介質(zhì)阻擋脈沖法放電產(chǎn)生的高能電子的能量小于2Ev, 雙介質(zhì)阻放電產(chǎn)生的高能電子的能量大于8Ev。高壓電的產(chǎn)生是通過高壓變壓器實(shí)現(xiàn)的，我公司自己研發(fā)的高壓變壓器實(shí)現(xiàn)了在高壓高頻工作時(shí)不產(chǎn)生渦流，故自身無能耗；而目前市場上高壓高頻變壓器均有自身能耗。另介質(zhì)阻擋層僅僅時(shí)改變了設(shè)備工作時(shí)勵(lì)磁電源的波形(即正選波改為方波)，建立高壓電場，并不產(chǎn)生能量消耗。（例如電容器即為儲能元件并為耗能元件）

5.3其它方面

無介質(zhì)阻擋脈沖法放電電極為金屬電極，運(yùn)行期間易產(chǎn)生化學(xué)腐蝕及電腐蝕，使用壽命短；雙介質(zhì)阻擋電極被特殊石英保護(hù)，耐酸耐堿，耐高溫，使用壽命長。無介質(zhì)阻擋脈沖法放電金屬電極掛附粘性物質(zhì)后不易被清洗，如果廢氣中有可燃物被吸附在極板上，再放電，容易燃燒和爆炸。而雙介質(zhì)阻擋放電石英表面光滑，可實(shí)現(xiàn)在線清洗。無介質(zhì)阻擋適用于廢氣中的灰塵和氣溶膠處理；雙介質(zhì)阻擋適用于廢氣中分子態(tài)組分的處理。

綜上所述，對于低濃度、大風(fēng)量的廢氣，可以排出RTO、RCO、生物等技術(shù)，比較好的選擇就是低溫等離子技術(shù)。

派力迪等離子處理廢氣工作狀態(tài)效果圖，廢氣垂直通過放電單元，發(fā)光區(qū)域是氣體分子被電離時(shí)候電氣躍遷產(chǎn)出的等離子態(tài)。

筒式電暈放電效果，仔細(xì)觀察才能看到放電，放電密度和強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于低溫等離子，且電極裸露，容易腐蝕。