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DDBD低溫等離子體惡臭異味治理技術
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    作者:派力迪環保   字體:     

■  技術簡介

    擁有自主知識產權的DDBD技術采用雙介質阻擋放電(Double  Dielectric  Barrier  Discharge,簡稱DDBD)形式產生等離子體,所產生等離子體的密度是其他技術產生等離子體密度的1500倍,該技術是派力迪公司與復旦大學共同研發成功的。自1994年由復旦大學開始研發,最初用于氟利昂類(Freon)、哈隆類(Halong)物質的分解處理,是國家為了研究保護地球臭氧層而設立的科研項目。后來與派力迪合作研發拓寬其應用領域,延伸至工業惡臭、異味、有毒有害氣體處理。派力迪開創了DDBD技術大規模化工業應用的先河,該技術節能、環保,應用范圍廣,所有化工生產環節產生的惡臭異味幾乎都可以處理,并對二惡英有良好的分解效果,侯立安院士評價說:“DDBD技術的發明,為化工清潔生產奠定基礎,是近代化學工業生產的一次技術革命”,屬于真正的中國創造。
  
    DDBD等離子體工業廢氣處理技術是派力迪公司由復旦大學引進吸收,已研制出標準化廢氣治理設備,利用所產生的高能電子、自由基等活性粒子激活、電離、裂解工業廢氣中的各組成份,使之發生分解,氧化等一些列復雜的化學反應,再經過多級凈化,從而消除各種污染源排放的異味、臭味污染物,使有毒有害氣體達到低毒化、無毒化,保護人類生存環境。

    DDBD等離子體工業廢氣處理技術作為一種新的環境污染治理技術,由于其對污染物分子的高效分解且處理能耗低等特點,為工業廢氣的處理開辟了一條新的思路。。

■  技術作用原理

    低溫等離子體是繼固態、液態、氣態之后的物質第四態,當外加電壓達到氣體的 放電電壓時,氣體被擊穿,產生包括電子、各種離子、原子和自由基在內的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高,但重粒子溫度很低,整個體系呈現低溫狀態,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間內發生分解,并發生后續的各種反應以達到降解污染物的目的。(注:低溫等離子體相對于高溫等離子體而言,屬于常溫運行。)

    DDBD等離子體反應區富含極高的物質,如高能電子、離子、自由基和激發態分子等,廢氣中的污染物質可與這些具有較高能量的物質發生反應,使污染物質在極短的時間內發生分解,并發生后續的各種反應以達到講解污染物的目的。與傳統的電暈放電形勢產生的低溫等離子技術相比較,DDBD等離子體技術放電密度是電暈放電的1500倍,這就是傳統低溫等離子體技術治理工業廢氣99%以失敗而告終的原因。

圖為DBDD等離子體雙介質阻擋放電示意圖

圖為DDBD等離子體放電管

■  等離子體去除污染物的基本過程

  • 過程一:高能電子的直接轟擊
  • 過程二:O原子或臭氧的氧化

 O2+e→2O

  • 過程三:OH自由基的氧化

H2O+e→OH+H

H2O+O→2OH

H+O2→OH+O

  • 過程四:分子碎片+氧氣的反應

 

■  技術特點

    DDBD等離子體工業廢氣處理成套設備擁有獨立自主知識產權,歷經18年,該技術的發明為化工清潔生產奠定了基礎。 申請二十六項國家專利。

    與目前國內常用的異味氣體治理方法相比較,DDBD等離子體工業廢氣處理技術具有以下特點:

    DDBD低溫等離子體技術應用于惡臭氣體治理,具有處理效果好,運行費用低廉、無二次污染、運行穩定、操作管理簡便、即開即用等優點。

    ①DDBD介質阻擋放電產生電子能量高,低溫等離子體密度大,達到常用等離子技術(電暈放電)的1500倍,幾乎可以和所有的惡臭氣體分子作用;

    ②DDBD技術反應速度快,氣體通過反應區的速度達到3-15米/秒,即達到很好的處理效果,其他技術氣體通過反應區的速度0.01米/秒都很難達到DDBD的處理效果;

    ③氣體通過部分,全部采用陶瓷、石英、不銹鋼等防腐蝕材料,電極與廢氣不直接接觸,根本上解決了低溫等離子體技術設備腐蝕問題;其他技術是氣體與電極直接接觸,電極在3個月或1年內會造成嚴重腐蝕,即使通過的氣體沒有腐蝕性,自身所產生的臭氧也會把電極造成腐蝕;

    ④DDBD主機為成套工業廢氣處理裝置,前面配有DDBD專用塔,能有效去除廢氣中的粉塵和水分,操作簡單;

    ⑤自動化程度高,設備啟動、停止十分迅速,隨用隨開,對于部分化工生產的不連續性,可以在生產時開啟,不生產的間隙停止運行,大量的節約能源;

    ⑥運行成本較低,比常用的蓄熱式燃燒爐RTO節約運行費用5-8倍,每立方米氣量運行費用僅為0.3~0.9分錢,部分高濃度廢氣可以通過空氣稀釋后用DDBD技術處理;

    ⑦應用范圍廣闊,基本不受氣溫和污染物成分的影響,對惡臭異味的臭氣濃度有良好的分解作用,惡臭異味的去除率達80-98%,處理后的氣體臭氣濃度達到國家標準;

    ⑧DDBD技術處理工業廢氣技術不是水洗技術,是通過高能量等離子體對污染物的直接擊穿和直接轟擊,使分子鏈斷裂,并非污染物的轉移;

    ⑨重要特點:以非甲烷總烴為例,用色譜法檢測,非甲烷總烴去除率也許只有45%,但惡臭異味的去除率達93%。這是因為非甲烷總烴經過處理后,部分分子變成小分子,用色譜法檢測時,依然表現為非甲烷總烴;惡臭異味的去除率高,表明實際已經分解了93%以上的污染物質,因為分解后的物質也有部分有異味;

■  低溫等離子體技術工藝路線示意圖

    異味氣體從氣體收集系統收集后,一部分廢氣需要進行預處理,除水后進入等離子體反應區,在高能電子的作用下,使異味分子受激發,帶電粒子或分子間的化學鍵被打斷,同時空氣中的水和氧氣在高能電子轟擊下也會產生OH自由基、活性氧等強氧化性物質,這些強氧化性物質也會與異味分子反應,使其分解,從而促進異味消除 。凈化后的氣體經排氣筒高空排放。


圖為廢氣處理工藝路線示意圖

■  氣體處理實驗室及DDBD等離子體中試車

    公司與國家惡臭控制工程重點實驗室建立長期有效的合作機制,并建有功能齊全的氣體實驗室。可以對常見的2000多種惡臭污染物進行定性定量檢測,而其我公司還備有專業中試車,可以對企業產生的有毒有害氣體進行現場工程化實驗,并可以對實驗結果進行現場測試。

圖為廢氣處理實驗室一角

圖為廢氣處理工程試驗車

圖為廢氣進行現場試驗

■  低溫等離子體技術適用場合及應用對象

    DDBD等離子體技術產生的高能電子能量高,自由基密度大,因此絕大部分有毒有害物質均能被分解,且處理對象廣泛,對《國家惡臭污染控制標準》中規定的八大惡臭物質硫化氫、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫均能有效去除,并對以下物質進行有效分解凈化:

DBD可處理的污染物質

DBD可處理的污染物質

DBD可處理的污染物質

DBD可處理的污染物質

惡臭氣體主要來源

 

■  實用案例

    DDBD等離子體降解污染物是利用高能電子、自由基等活性 粒子與廢氣中的污染物作用,使污染物分子在極短的時間內發生分解,并發生后續的各種反應以達到降解污染物的目的。該技術能夠應用于污水處理廠、石油化工、制藥、污水處理、涂料、皮革加工、感光材料、汽車制造、食品加工廠、印染廠、垃圾處理廠、公廁、屠宰場、牲畜飼養場、魚類加工廠、飼料加工廠等諸多能夠產生惡臭異味的場所。該技術成功應(試)用于以下項目:

  • 中石化齊魯分公司腈綸廠異味氣體處理工程,處理風量:1000Nm3/h,流速:5m/s,電耗:0.004KW/Nm3,采用低溫等離子體工業廢氣處理技術,二甲胺兩級去除率>99%。

圖為中石化齊魯分公司腈綸廠

圖為中石化齊魯分公司腈綸廠異味氣體處理工程一角  

  • 山東新華制藥股份有限公司203車間異味氣體處理工程,處理風量:5000Nm3/h,流速:6m/s,電耗:0.003KW/Nm3,采用低溫等離子體工業廢氣處理技術,醋酸異丁酯去除率>93%。

圖為山東新華制藥股份有限公司

圖為山東新華制藥股份有限公司異味氣體處理工程一角

  • 山東瑞陽制藥有限公司異味處理工程,處理風量:3500Nm3/h,電耗:0.003KW/Nm3,采用DBD等離子體工業廢氣處理技術,主要污染物質有硫化氫、硫醇、硫醚、氨等,工程采用PVC惡臭氣體收集罩專利技術。

圖為山東瑞陽制藥有限公司污水處理站異味處理工程一角

圖為山東瑞陽制藥有限公司污水處理站異味處理工程惡臭氣體收集罩

  • 浙江新華制藥有限公司異味氣體處理工程,處理風量:20000m3/h,電耗:小于0.005KW/Nm3,采用DBD等離子體工業廢氣處理技術,主要污染物質有甲醇、丙酮、四氫呋喃、甲苯、二甲胺、乙醇、丙醇、苯系物、非甲烷總烴等,異味氣體去除率>99%。

圖為浙江新華制藥有限公司異味氣體處理工程一角

圖為浙江新華制藥有限公司異味氣體處理工程一角

  • 該系統工程經運轉測試處理效果良好,充分驗證了該技術可靠性和適用性。技術成功出口至韓國,如韓國雅道克株式會社污水處理廠異味處理工程。

圖為韓國雅道克株式會社污水處理廠一角

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發表日期:2014-03-04
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