在不同的激励电压波形下,反应器产生不同的放电模式。低温等离子体发生技术根据反应器类型主要分为电晕、沿面、介质阻挡等几种形式。在治理多组分VOCs污染气体时,通常采用多种放电方式相结合的方式。主要的放电技术简述如下:
直流电晕放电 在空气中直流电晕放电有流光与辉光两种形式。当电子跃迁产生的空间电荷诱导形成场强与外部施加电场的场强在同一数量级时,则形成流光电晕。形成的流光等离子体向场强增强的方向运动。据理论计算,流光等离子体在传播过程中速度在(0.5~2)×105m/s;其头部的场强通常维持在100~200kV/cm,远大于外部施加电场产生的自由基等活性离子。在流光等离子体产生过程中,需要施加一特定强度的外部电场以产生长距离流光通道。电场场强不能过低,场强过低会使流光不能贯穿于高低压电极之间,影响放电区域的大小。
对于直流高压激励的等离子体系统,由于电压的变化速度很低,因此难以得到一个使流光通道形成的峰值场强。在这种情况下,放电装置会形成以离子电流为主的辉光电晕。辉光电晕的放电区域仅局限在高压电极附近,在整个电场内产生的自由基较少,不利于氧化VOCs气体。因此,该技术主要应用在电除尘领域。有研究发现空气中掺杂一定量的二氧化碳会使辉光电晕向流光电晕转变。但该过程极易受到流场分布、气体成分和电极结构的影响,在实际应用中很难控制放电模式的变化。
脉冲电晕放电 脉冲电晕放电系统中主要采用纳秒级脉冲供电系统,系统的放电效率主要受到开关性能、电源与反应器的匹配性等因素的影响。一般而言,目前常用的开关有火花开关、磁压缩开关和固体开关。开关的选择一般应优先考虑价格成本低、阻抗小、耐受电压性好、使用寿命长的开关。同时,也要对反应器进行精密设计,使其与电源进行合理匹配,这样将极大地提高能量从电源到负载的传输效率、延长开关的使用寿命。
等离子活性炭一体机缩小了设备的占地空间,其具有低漏风率、处理效率高,主要适用于2000-30000m³/h的废气处理设备。
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