低溫等離子設(shè)備處理VOCs的4個改進(jìn)措施

2017年6月30日天津市安全生產(chǎn)委員會發(fā)布了《市安委會辦公室關(guān)于吸取事故教訓(xùn)開展環(huán)保治理設(shè)施專項安全檢查的通知》，通知中提到：“對采用‘低溫等離子’等可能產(chǎn)生點火能的工藝或設(shè)備設(shè)施處理易燃易爆揮發(fā)性有機(jī)物的，要立即停用，并全面進(jìn)行安全風(fēng)險評估，嚴(yán)防類似事故再次發(fā)生”。該通知發(fā)布后，引起了業(yè)界對低溫等離子體技術(shù)處理有機(jī)廢氣和惡臭異味氣體處理工程應(yīng)用的廣泛關(guān)注和爭議。

低溫等離子技術(shù)作為一種新型VOCs降解技術(shù)，雖然在廢氣處理中存在一定的問題，但可以通過等離子體協(xié)同光催化降低廢氣處理的安全隱患，并能夠把其推向市場。

第一、等離子協(xié)同光催化的理論分析

VanDurme報道了低溫等離子體協(xié)同TiO2去除甲苯有效提高了能量利用率。在背景氣為干空氣，能量密度為17J/L的條件下，等離子體反應(yīng)器中加入15g的TiO2可以將甲苯的去除率從27±4%提高到82±2%。

藤島昭報道了低溫等離子體協(xié)同光催化顯著地分解氨氣，他們認(rèn)為：等離子體產(chǎn)生的高能基團(tuán)、反應(yīng)活性基團(tuán)與TiO2表面有比較好的接觸，有益于等離子體協(xié)同光催化，提高光催化降解效率。并且可以有效減少副產(chǎn)物的產(chǎn)物。

第二、等離子體協(xié)同光催化實驗結(jié)果

利用原位合成技術(shù)在低溫等離子體管表面涂覆、燒結(jié)得到具有納米TiO2涂層的等離子體管，甲苯和乙酸乙酯的氣體流經(jīng)復(fù)合凈化裝置的離子體發(fā)生器放點區(qū)域，利用低溫等離子體放電效應(yīng)激發(fā)納米TiO2的光催化活性，此時等離子體協(xié)同光催化對甲苯和乙酸乙酯具有協(xié)同處理效果，處理效率與等離子單獨使用相比提高了20-50%，其中乙酸乙酯的降解更為顯著。

另外，由于等離子體協(xié)同光催化的影響，大大提高了VOCs的降解效率，等離子管的表面不會累積有機(jī)物，所以會大大降低爆炸的危險。

第三、等離子管表面的自清潔效果

TiO2涂層的自清潔效應(yīng)是涂層的光催化和親水性協(xié)同作用的結(jié)果。當(dāng)?shù)蜏氐入x子體發(fā)光時，TiO2表面具有自清潔效果，VOCs不會黏附到涂層的表面。TiO2表面超親水性是由于其表面的結(jié)構(gòu)變化：在紫外光的照射下，TiO2價帶的電子被激發(fā)到了導(dǎo)帶，電子和孔穴向TiO2表面遷移，在表面形成電子空穴對，電子與Ti4＋反應(yīng)，空穴則同薄膜表面的橋氧離子反應(yīng)，分別生成Ti3＋和氧空位，空氣中的水分子與氧空位結(jié)合形成表面羥基，形成物理吸附水層，其表面就會有極強(qiáng)的親水性，與水的接觸角減小到5o以下，甚至水滴可以完全浸潤二氧化鈦薄膜表面，薄膜具有的這種性質(zhì)稱為超親水性。TiO2涂層在不斷進(jìn)行光催化降解而除去VOCs，達(dá)到自清潔的效果。

第四、其它處理措施

對于含油霧或漆霧等顆粒物的VOCs，應(yīng)配置高效過濾等適宜的預(yù)處理工藝，確保低溫等離子體處理設(shè)備的安全性；對電極和器壁上的沉積物應(yīng)及時進(jìn)行清理維護(hù)；啟動低溫等離子體單元之前，需先啟動風(fēng)機(jī)吹掃處理系統(tǒng)，以防止放電火花引燃積聚的高濃度有機(jī)物等。

等離子體技術(shù)是一種新型技術(shù)，通過企業(yè)研發(fā)人員和工程人員的共同努力，克服目前存在的缺陷，一定將在不久的將來大規(guī)模應(yīng)用到VOCs治理設(shè)備中。

來源：北極星環(huán)保在線