淨化的原理
電漿中的離子、電子和激發態原子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。脈衝電暈電漿化學處理技術是20世紀80年代發展起來的一種空氣污染控制新技術。利用高能電子(5eV~20eV)轟擊反應器中的氣體分子(NOX、SOX、O2和H2O等);經過激活、分解和電離等過程產生氧化能力很強的自由基(・OH、・H2O)、原子氧(O)和臭氧(O3)等,這些強氧化物質可迅速氧化掉NOX、和SO2,在H2O分子作用下生成HNO3和H2SO4。
淨化的方法
通常採用電暈放電(CoronaDischarge)或輝光放電產生低溫電漿。換言之,可以認為氣體分子藉助電能,使其處於電離或激髮狀態,以致化學反應性非常活潑。電漿中含有電子、游離基、離子、紫外光和許多不同激活粒子,視不同氣體介質而定。
脈衝電暈電漿淨化有機物甲苯技術是一種物理與化學相結合的新方法,其基本原理是利用脈衝放電形成非平衡電漿,產生大量高能活性粒子,其中電子與甲苯分子碰撞;當電子具有的動能高於苯環中C-C鍵結合能時,苯環被打開,進而被氧化成二氧化碳和水。由於污染氣體大多處於常溫常壓狀態,需在常溫常壓下獲得非平衡電漿,因而要求不均勻外電場只加速電子,不加速離子,以控制氣體溫度不使其成為熱電漿。採用脈衝前沿極短、寬度很窄的高壓脈衝電暈放電,是常溫常壓下得到非平衡電漿最簡單、有效的方法。
電漿的兩個重要作用
第一個作用是預荷電集塵。產生的大量電子和正負離子與空氣中的顆粒發生非彈性碰撞,附著在上面,形成荷電粒子,它們在外加電場作用下向集塵極遷移,沉積其上,對於懸浮在空氣中直徑小於100μm的總懸浮顆粒物(TSP)和直徑小於10μm的可吸入顆粒物(PM10)能產生一定的淨化效果。
第二個作用是能產生大量的負離子,這些負離子釋放到室內空氣中,一方面能夠調節空氣粒子平衡,有利於人體健康:另一方面還能有效清除空氣中的污染物,當高濃度的負離子同空氣中的有毒物質和灰塵等顆粒物碰撞後使其帶負電,這些帶負電的顆粒物又會吸引周圍帶正電的顆粒物(包括空氣中的細菌、病毒和孢子等),増大積聚,最後這些顆粒物大到一定程度就會沉降到地面從而降低了被人體吸入體內的危險。
但等離子空氣淨化方法也會產生大量有害副產物,阻得了其在室內空氣淨化方面的大規模套用。