低溫等離子凈化器的工作原理以及問題分析

 {一}、低溫等離子凈化器的工作原理
低溫等離子與催化劑協同催化轉化技術一般可以分為3類：(1)低溫等離子體反應腔與催化劑載體布置在同一空間；(2)催化劑載體布置在低溫等離子體余輝區；(3)低溫等離子體反應腔與催化劑載體分開布置。
一種屬于一系統，后兩種屬于兩級系統。本文討論的低溫等離子體凈化器屬于上述兩級系統的后者。
1.低溫等離子體的凈化機理
低溫等離子凈化器是指由電子、離子、自由基、激發態粒子等組成的導電流體，整體呈電中性，是不同于氣態、液態和固態的第四態。離子、自由基和激發態粒子等都是化學活性較強的物質。根據溫度和內部的熱力學平衡性，可將等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體。
低溫等離子體內部的電子溫度遠遠高于離子溫度(電子溫度可高達，而離子溫度一般只有300~500K)，系統處于熱力學非平衡態，整體表現出表面溫度較低。
在常壓下通過電暈或介質阻擋放電均可產生低溫等離子體，產生的低溫等離子體中存在大量性較強的自由基(OH，HO2)、臭氧(O3)等，這些具有化學活性的粒子與氣體分子(原子)發生非彈性碰撞并將能量轉換成基態分子(原子)的內能，使很多需要很高活化能的化學反應能夠發生，使常規方法難以去除的污染物得以轉化或，從而達到凈化物的目的。
2.蜂窩載體催化劑
催化劑多為負載型催化劑，載體是催化劑的一個重要組成部分，早期的載體一般是由活性鋁、硅鎂等為原材料制得的，但其有耐熱性差、強度低、易碎等缺點，到了20世紀80年代后期便被蜂窩式載體所取代。蜂窩式載體根據材質可分為陶瓷式和金屬式兩種。陶瓷載體是由許多薄壁均等小通道構成整體，具有氣流阻力小、幾何表面大、無磨損等優點。金屬載體具有起燃溫度低、起燃、孔壁薄、能提供大的幾何表面積、開放的集合結構、比陶瓷蜂窩載體有高抗熱沖擊的機械強度、預熱性能好和壓降低等優點。不管是陶瓷蜂窩載體催化劑還是金屬蜂窩載體催化劑，其催化原理都是在催化劑表面進行還原反應，將氣體中的成分轉換成物。
{二}、等離子凈化器問題分析
(1)光催化技術與活性炭吸附技術相結合，雖起到了提高去除效果的作用，但在反應流速較大情況下，去除效果受到限制，即污染物處理量受限；與臭氧結合時，污染物的去除效果提高，但超標的臭氧對人體同樣是一種物質，等離子凈化器因而的結合作用需要進行探討，以提高污染物去除效果，同時減少臭氧的產生；
(2)對于等離子體的應用，文獻中提出了可放大的電較結構反應器，但沒有通過同等實驗條件探討哪種電較結構反應器對于污染物的去除效果較佳；
(3)在提及等離子體應用過程時，很少提出過量臭氧生成的去除辦法，因而對于臭氧的生成量及臭氧的有待進行實驗研究；
(4)在等離子體凈化空氣技術研究中，文獻多以較的VOCs或其他氣體作為去除對象進行實驗探討，而對于室內低濃度的VOCs氣體去效果需進一步實驗研究。