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等離子刻蝕后的廢氣
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| 有木有人知道等離子體刻蝕過程中產(chǎn)生的廢氣以及對(duì)環(huán)境的影響？有木有啊有木有 |
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熱等離子體技術(shù)在環(huán)境污染物處理上的應(yīng)用 等離子體是物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)，是由電子、離子、原子、分子或自由基等粒子組成的集合體，具有宏觀尺度內(nèi)的電中性與高導(dǎo)電性。等離子體中的離子、電子、激發(fā)態(tài)原子、分子及自由基都是極活潑的反應(yīng)性物種，使通常條件下難以進(jìn)行或速度很慢的反應(yīng)變得十分快速，尤其有利于難消解污染物的處理。 等離子體可分為兩大類，熱平衡等離子體(或熱等離子體)與非熱平衡等離子體(或冷等離子體)。冷等離子體包括輝光放電、低壓射頻放電、電暈放電等，日常用的熒光燈、半導(dǎo)體工業(yè)中所用到的刻蝕技術(shù)等都屬于此類。冷等離子體的特征是它的能量密度較低，重粒子溫度接近室溫而電子溫度卻很高，電子與離子有很高的反應(yīng)活性。相對(duì)的，熱等離子體的能量密度很高，重粒子溫度與電子溫度相近，通常為10000K至20000K的數(shù)量級(jí)，各種粒子的反應(yīng)活性都很高。熱等離子體的產(chǎn)生方法包括大氣壓下電極間的交流(AC)與直流(DC)放電、常壓電感耦合等離子體、常壓微波放電等。冷等離子體技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中已得到極為廣泛的應(yīng)用，如霓虹燈、半導(dǎo)體刻蝕、真空鍍膜、紡織品表面改性、非晶新材料的生產(chǎn)等。而熱等離子體技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛，磁流體發(fā)電，核聚變技術(shù)，等離子體切割、焊接，耐熱耐磨表面噴涂，特種冶金，新材料合成，顆粒球化，超細(xì)粉末生產(chǎn)等都應(yīng)用了熱等離子體技術(shù)。隨著等離子體技術(shù)的日益廣泛的應(yīng)用，其技術(shù)也日益成熟，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越多。近年來等離子體技術(shù)在環(huán)境污染物處理方面的應(yīng)用研究引起了人們的極大關(guān)注，其中許多技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益，被認(rèn)為是環(huán)境污染物處理領(lǐng)域中最有廣適性、最有發(fā)展前途的技術(shù)之一。 冷等離子體技術(shù)一般應(yīng)用于氣態(tài)污染物的處理，最熱門的研究領(lǐng)域是各種溫室氣體的處理，一般還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，相信在不久的將來，其中的一些技術(shù)將可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 熱等離子體技術(shù)由于其高溫與高熱傳導(dǎo)效率已在合成、冶金等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，煉鋼粉塵及其他工業(yè)粉塵的處理首先使之走向污染物處理領(lǐng)域。隨著對(duì)固體污染物處理的要求，多種等離子體處理技術(shù)發(fā)展起來了，其中最有代表性的有等離子體電弧爐(Plasma Arc Furnace)［2］與等離子體離心式反應(yīng)器(Plasma Centrifugal Furnace)［3］。針對(duì)難處理的液體污染物(如廢溶劑、PCB、農(nóng)藥廢液等)及氣體污染物(如氟里昂類，化學(xué)毒氣、生物戰(zhàn)劑等)的完善處理，新型的等離子體技術(shù)得到發(fā)展，較有代表性的技術(shù)是澳大利亞CSIRO公司與SRL Plasma公司聯(lián)合發(fā)展的PLASCONTM技術(shù)［4］；各國的大公司與著名的等離子體研究所紛紛加入發(fā)展用于污染物處理的等離子體技術(shù)研究行列，許多設(shè)備建立起來并進(jìn)入商業(yè)化，較著名的有：法國的電感耦合等離子體流化床反應(yīng)器(Plasma Fluidized-bed Reactor)［5］，加拿大的電感耦合等離子體污染物處理系統(tǒng)［6］，俄國的三相等離子體處理裝置［7］，波蘭的聯(lián)合等離子體PCB處理裝置［8］，還有已進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行的等離子體技術(shù)如瑞士MGC Plasma公司的PLASMARC和PLASMOX系統(tǒng)，INERTAM系統(tǒng)，EUROPLASMA系統(tǒng)，INCIDIS系統(tǒng)等。 |
2樓2011-08-23 14:36:58
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工業(yè)的高速發(fā)展，生活活動(dòng)的不斷增加，使得大氣污染狀況持續(xù)惡化成為目前全球十大環(huán)境問題之一。以往的機(jī)械過濾、液體吸附、固體吸附、靜電吸附、催化轉(zhuǎn)化、生物吸附等技術(shù)對(duì)大氣污染的治理起著重要的作用。但隨著污染物成分的復(fù)雜化、濃度增大，這些技術(shù)的效率低、二次污染、腐蝕設(shè)備、工藝復(fù)雜、投資大、運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)逐漸顯露出來。而低溫等離子體催化協(xié)同技術(shù)作為國際環(huán)境科技領(lǐng)域內(nèi)的尖端技術(shù)，在降解處理有毒有害廢氣方面顯示了其 能耗低、 投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效率高、無二次污染的顯著優(yōu)點(diǎn)。 低溫等離子體催化技術(shù)的作用機(jī)理 應(yīng)用 低溫 等離子體技術(shù)處理大氣污染是目前世界公認(rèn)的治理廢氣的有效方法。其 原理為：在外加電場的作用下，介質(zhì)放電產(chǎn)生的等離子體中大量的活性電子、離子等轟擊污染物分子，使其電離、解離和激發(fā)，在 內(nèi)置催化劑的協(xié)同作用下， 引發(fā)了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，打開污染物分子之間的分子鍵，使復(fù)雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵涡》肿影踩镔|(zhì)（如 二氧化碳和水） ，或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害或低毒低害物質(zhì)， 并能有效地清除病毒和細(xì)菌， 從而使污染物得以降解去除。 低溫等離子體催化技術(shù)的 技術(shù)特點(diǎn) 用該項(xiàng)技術(shù)處理大氣污染具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1) 能耗低�？稍谑覝叵屡c催化劑反應(yīng)，無需加熱，極大地節(jié)約了能源，從而使成本大為降低 2) 無需外加原料，運(yùn)行費(fèi)用低。 3) 不產(chǎn)生副產(chǎn)物。催化劑可選擇性地降解等離子體反應(yīng)中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物； 能實(shí)現(xiàn)無害資源化處理，無二次污染。 4) 設(shè)備 使用便利， 運(yùn)行可靠。集散控制，維護(hù)簡便。 5) 尤其適于處理有氣味及大風(fēng)量的氣體。 低溫等離子體催化技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用 1 總懸浮顆粒、飄塵的凈化 低溫等離子體技術(shù)作為一種高效、新型的除塵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了除塵、脫硫、脫硝一體化。其除塵原理是：通過電暈放電產(chǎn)生的低溫等離子體，其中的電子和離子在梯度場的作用下和廢氣中的顆粒物相互碰撞并附著在這些粒子上，使之成為荷電粒子，在電場力作用下向收塵極(又稱集塵極)運(yùn)動(dòng)并在收塵極上沉積，從而達(dá)到除塵的目的。 2 脫硫、脫硝技術(shù) 在工業(yè)廢氣中，對(duì)環(huán)境影響最為嚴(yán)重的污染物是硫氧化物和氮氧化物。該技術(shù)利用高壓脈沖電源產(chǎn)生的高能電子，激活燃煤煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，同時(shí)加入氨(NH3)作為反應(yīng)劑，生成硫酸銨（(NH4)2SO4）和硝酸銨(NH4N03)肥料與傳統(tǒng)的化學(xué)方法相比，該技術(shù)具有成本較低、無二次污染，可同時(shí)脫硫、脫硝，形成的副產(chǎn)品--化肥可回收利用等優(yōu)點(diǎn)，并且可以與靜電除塵器等結(jié)合，有較好的應(yīng)用前景。 3 NH3 、H2S 和CS2的凈化 通常能夠產(chǎn)生 NH3 、H2S 和CS2的污染源有垃圾場、家畜圈、牧場、糞肥處理廠和水處理廠等。處理器內(nèi)的介質(zhì)阻擋放電管在常壓下能產(chǎn)生低溫等離子體，有效地去除 H2S 和CS2 。另外，等離子體技術(shù)還可以與其它氣體技術(shù)一同使用，以便達(dá)到更好的處理效果。 4 碳氧化物的轉(zhuǎn)化 大氣中的碳氧化物(COz，CO)主要來源于含碳燃料、卷煙的燃燒，其次來源于煉焦、煉鋼、煉鐵等工業(yè)生產(chǎn)過程。一氧化碳對(duì)人體有強(qiáng)烈的毒害作用，二氧化碳雖然對(duì)人體沒有毒害，但過度地排放二氧化碳將導(dǎo)致溫室效應(yīng)。目前國內(nèi)外對(duì)碳氧化物的處理基本上沒有行之有效的方法，只是從污染源的角度來考慮，控制減少碳氧化物的排放。低溫等離子體中的 O 對(duì)CO具有清除作用，將CO氧化為CO2 ，再將CO2 轉(zhuǎn)化為C、O2 、醇、烴、醚、醛、碳酸二甲酯、甲酸及其衍生物等。 5 揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的處理 目前實(shí)用的有機(jī)氣體污染物的凈化方法有：燃燒法、吸附法、吸收法、冷凝法。以上方法存在控制難度大、能耗高、要求雜質(zhì)少等缺點(diǎn)。利用等離子體技術(shù)降解有機(jī)污染物是近10多年來較為熱門的方法。利用低溫等離子體可以在常壓下去除大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物，其主要降解產(chǎn)物為CO2 、H20、Cl2 、Br2等。低溫等離子體技術(shù)是處理低濃度、高流速、大流量的揮發(fā)性有機(jī)廢氣較為理想的方法。 6 汽車尾氣的凈化 汽車排出的尾氣中，對(duì)環(huán)境影響最為嚴(yán)重的污染物是硫氧化物、氮氧化物、碳?xì)浠衔锖痛嬖谟诳倯腋☆w粒物中的鉛及其化合物。汽車尾氣凈化概括為機(jī)內(nèi)凈化與機(jī)外凈化兩大類。低溫等離子體技術(shù)對(duì)顆粒物、二氧化硫及氮氧化物有顯著的去除作用，已成為治理汽車尾氣的新穎技術(shù)。機(jī)內(nèi)凈化中的低溫等離子體技術(shù)主要是使空氣離子化，在空氣送入內(nèi)燃機(jī)燃燒室之前，使空氣電離為臭氧，臭氧進(jìn)入燃燒室時(shí)分解為氧負(fù)離子，從而提高反應(yīng)速率，使火焰擴(kuò)展，促進(jìn)燃燒，降低污染物的排放。機(jī)外凈化中的低溫等離子體技術(shù)主要是使空氣活化后，再引入燃油排煙氣流中，以除塵、脫硫、脫硝。 低溫等離子體催化技術(shù)的適用行業(yè) 1) 適用于 石油 化工、化纖、醫(yī)藥、煙草、橡膠、食品、制革、噴漆 彩印、印鐵、溶劑清洗、制鞋、涂膠、半導(dǎo)體工業(yè)、 垃圾場、家畜圈、牧場、糞肥處理廠和水處理廠 等行業(yè)的廢氣中含有 NH3、H2S 、CS2 、硫醇、硫醚、苯乙烯二甲二硫、三甲胺等有毒、惡臭氣體； 2) 涉及含碳燃料、卷煙的燃燒，會(huì)向大氣中排放碳氧化物(CO2，CO)的行業(yè)，如煉焦、煉鋼、煉鐵等工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)； 3) 醫(yī)院、 賓館、寫字樓、公共場所、居家的空氣消毒、凈化； 4) 金屬加工、 飲食業(yè)油煙凈化方面； 5) 汽車尾氣的凈化方面。 http://blog.sina.com.cn/s/blog_5fbcc8100100emns.html |
3樓2011-08-23 14:37:51
4樓2012-04-07 15:10:43
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