低温等离子光触媒催化VOC技术分析（优缺点）
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低温等离子光触媒催化在VOC技术分析
1、吸附技术
吸附技术是利用有较大比表面积的固体吸附剂将废气中的VOC捕获，从而使有害成分从气体中分离出来，当吸附达到饱和后采用水蒸气或热风等作为脱附剂，将吸附剂表面的VOC 脱附并加以回收。
2、冷凝技术
冷凝技术是利用气态污染物具有不同的饱和蒸气压，通过降低温度或加大压力，使 VOC 冷凝成液滴 而从气体中分离出来，借助不同的冷凝温度实现污染 物的逐步分离。
3、膜分离技术
膜分离技术利用不同气体分子通过高分子膜的 溶解扩散速度不同，在一定压力下实现分离目的。膜两侧气体的分压差是膜分离的驱动力，可通过压缩进 气或在膜渗透侧用真空泵来实现，因此，膜分离过程 常常与冷凝或压缩过程集成。
4、燃烧治理技术和催化燃烧技术
直接燃烧技术根据热量的回收方式，可分为直接焚烧法和蓄热焚烧法。直接焚烧法即将有机废气加热到一定温度下( 800℃左右)，使其完全氧化分解，生成 CO2和 H2O 等。蓄热焚烧法即将燃烧尾气中的热量蓄积，用于加热待处理废气，节能 效果明显，此方法的去除效率可达99% 以上，但燃 烧不完全时容易产生氮氧化物，造成二次污染，该法适用于汽车、家电等烤漆行业高温和高浓度的有机废气治理。
催化燃烧技术通过在燃烧系统中添加催化剂，使可燃性的VOC在催化剂表面发生非均相氧化反应，于300～500 ℃左右将VOC 催化氧化分解为 CO2 和 H2O 等。催化燃烧较热力焚烧温度低，可以显著降低设备运行费用，但当废气中含有能够引起催化剂中毒的硫、卤素有机化合物时，不宜采用催化燃烧法
5、光触媒催化降解技术
纳米TiO2光触媒催化降解具有纳米半导体粒子的量子尺寸效应使其导带和价带能级变为三能级，能隙变宽，导带变负，而价带宽变得更正，即在光触媒催化作用下具有很强的氧化还原能力，从而提高了其光触媒催化活性。
波长较短的紫外线其光子能量zuiqiang，当环境中的紫外光能量等级比大多数废气物质的分子结合能强时，可将污染物分子键裂解为呈游离状态的离子，且波长在200nm以下的短波长紫外线能分解O2分子，生成臭氧O3(经过大量的实验验证，选用波长185nm)。
呈游离状态的污染物离子极易与O3产生氧化反应，生成简单、低害或无害的物质，如 CO2、H2O 等，以达到废气净化处理的目的。用紫外光解方式获得的臭氧，因获得复合离子光子的能量后，能极为迅速地分解，分解后产生氧化性更强的自由基O、OH和H2O。
自由基 O、OH 和 H2O 与恶臭气体发生一系列协同、连锁反应，恶臭气体zui终被氧化降解为低分子物质、CO2 和 H2O，而达到zui终的除臭目的。研究过程中，进一步发现当恶臭气体的相对分子质量越大时，紫外光解氧化效果就越明显。在特种能量等级的紫外线作用下，大多数化学物质都能得到GX分解。
6、生物降解技术
生物降解技术即将含VOC的废气经传质过程，进入微生物悬液或生物膜中，在好氧条件下利用GX降解菌种将废气中的 VOC降解为 CO2 和 H2O 等。生物法净化VOC 废气的关键在于微生物的驯化及GX降解菌的培养。
目前研究出的生物菌种对有机物的消化具有很强的专一性，只能处理包括醇类、醛类、酮类、酯类、单环芳烃以及氨和硫化氢等单组分且易生物降解的有机化合物，其对单一 VOC 去除能力的大小顺序为：醇、醛、酮等含氧烃类 > BTEX 等单环芳香烃 >卤代烃，对单组分单环芳烃去除能力的大小顺序为：甲苯 > 苯 > 乙苯或二甲苯 > 氯苯或二氯苯。在处理混合组分的 VOC 时，由于各组分间存在的竞争和YZ作用会出现降解歧视现象，因此，生物法治理有机废气的普适性较差。
7、低温等离子体净化技术
低温等离子体高能态的粒子构成低温等离子体高能态的粒子构成。低温等离子体降解VOCs原理在外电场的作用下，介质放电产生的大量携能电子轰击 VOC 分子，使其电离解离和激发、引发系列复杂的物理化学反应，使复杂的大相对分子质量的有机废气降解为简单的小相对分子质量物质，或是有毒有害物质转化为无毒无害或低害的物质，从而使VOC降解去除。携能电子的平均能量约10eV，适当控制反应条件可实现一般难以实现或速度很快的化学反应。
光触媒催化VOC处理方法的优劣
低温等离子体光催化协同技术具有其他净化技术不可比拟的优点，低温等离子体法处理 VOC 的技术与传统方法相比具有很多优点：一是，可在常温常压下操作;二是，有机化合物zui终的产物为 CO2，CO，H2O。若有机物是氯代物，则产物中还应加上氯化物，而无中间产物降低了，有机物的毒性，同时避免了其他方法中的后期处理问题;三是，运行费用低;四是;VOC的去除率高，对 VOC的适应性运行管理比较方便。
针对工业上气量大，浓度低，且污染物大都无回收价值的制造行业有机废气 VOC，需要有一种更有效、彻底、操作更简便的处理方法，zui大限度地减少运行条件的限制，低温等离子体法的出现正是为了顺应这种要求，并越来越受到国内外的重视。随着研究的不断深入，低温等离子体光催化法必将向着规模化方向发展。
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- 低温等离子光触媒催化VOC技术分析（优缺点）
- 低温等离子光触媒催化在VOC技术分析
1、吸附技术
吸附技术是利用有较大比表面积的固体吸附剂将废气中的VOC捕获，从而使有害成分从气体中分离出来，当吸附达到饱和后采用水蒸气或热风等作为脱附剂，将吸附剂表面的VOC 脱附并加以回收。
2、冷凝技术
冷凝技术是利用气态污染物具有不同的饱和蒸气压，通过降低温度或加大压力，使 VOC 冷凝成液滴 而从气体中分离出来，借助不同的冷凝温度实现污染 物的逐步分离。
3、膜分离技术
膜分离技术利用不同气体分子通过高分子膜的 溶解扩散速度不同，在一定压力下实现分离目的。膜两侧气体的分压差是膜分离的驱动力，可通过压缩进 气或在膜渗透侧用真空泵来实现，因此，膜分离过程 常常与冷凝或压缩过程集成。
4、燃烧治理技术和催化燃烧技术
直接燃烧技术根据热量的回收方式，可分为直接焚烧法和蓄热焚烧法。直接焚烧法即将有机废气加热到一定温度下( 800℃左右)，使其完全氧化分解，生成 CO2和 H2O 等。蓄热焚烧法即将燃烧尾气中的热量蓄积，用于加热待处理废气，节能 效果明显，此方法的去除效率可达99% 以上，但燃 烧不完全时容易产生氮氧化物，造成二次污染，该法适用于汽车、家电等烤漆行业高温和高浓度的有机废气治理。
催化燃烧技术通过在燃烧系统中添加催化剂，使可燃性的VOC在催化剂表面发生非均相氧化反应，于300～500 ℃左右将VOC 催化氧化分解为 CO2 和 H2O 等。催化燃烧较热力焚烧温度低，可以显著降低设备运行费用，但当废气中含有能够引起催化剂中毒的硫、卤素有机化合物时，不宜采用催化燃烧法
5、光触媒催化降解技术
纳米TiO2光触媒催化降解具有纳米半导体粒子的量子尺寸效应使其导带和价带能级变为三能级，能隙变宽，导带变负，而价带宽变得更正，即在光触媒催化作用下具有很强的氧化还原能力，从而提高了其光触媒催化活性。
波长较短的紫外线其光子能量zuiqiang，当环境中的紫外光能量等级比大多数废气物质的分子结合能强时，可将污染物分子键裂解为呈游离状态的离子，且波长在200nm以下的短波长紫外线能分解O2分子，生成臭氧O3(经过大量的实验验证，选用波长185nm)。
呈游离状态的污染物离子极易与O3产生氧化反应，生成简单、低害或无害的物质，如 CO2、H2O 等，以达到废气净化处理的目的。用紫外光解方式获得的臭氧，因获得复合离子光子的能量后，能极为迅速地分解，分解后产生氧化性更强的自由基O、OH和H2O。
自由基 O、OH 和 H2O 与恶臭气体发生一系列协同、连锁反应，恶臭气体zui终被氧化降解为低分子物质、CO2 和 H2O，而达到zui终的除臭目的。研究过程中，进一步发现当恶臭气体的相对分子质量越大时，紫外光解氧化效果就越明显。在特种能量等级的紫外线作用下，大多数化学物质都能得到GX分解。
6、生物降解技术
生物降解技术即将含VOC的废气经传质过程，进入微生物悬液或生物膜中，在好氧条件下利用GX降解菌种将废气中的 VOC降解为 CO2 和 H2O 等。生物法净化VOC 废气的关键在于微生物的驯化及GX降解菌的培养。
目前研究出的生物菌种对有机物的消化具有很强的专一性，只能处理包括醇类、醛类、酮类、酯类、单环芳烃以及氨和硫化氢等单组分且易生物降解的有机化合物，其对单一 VOC 去除能力的大小顺序为：醇、醛、酮等含氧烃类 > BTEX 等单环芳香烃 >卤代烃，对单组分单环芳烃去除能力的大小顺序为：甲苯 > 苯 > 乙苯或二甲苯 > 氯苯或二氯苯。在处理混合组分的 VOC 时，由于各组分间存在的竞争和YZ作用会出现降解歧视现象，因此，生物法治理有机废气的普适性较差。
7、低温等离子体净化技术
低温等离子体高能态的粒子构成低温等离子体高能态的粒子构成。低温等离子体降解VOCs原理在外电场的作用下，介质放电产生的大量携能电子轰击 VOC 分子，使其电离解离和激发、引发系列复杂的物理化学反应，使复杂的大相对分子质量的有机废气降解为简单的小相对分子质量物质，或是有毒有害物质转化为无毒无害或低害的物质，从而使VOC降解去除。携能电子的平均能量约10eV，适当控制反应条件可实现一般难以实现或速度很快的化学反应。
光触媒催化VOC处理方法的优劣
低温等离子体光催化协同技术具有其他净化技术不可比拟的优点，低温等离子体法处理 VOC 的技术与传统方法相比具有很多优点：一是，可在常温常压下操作;二是，有机化合物zui终的产物为 CO2，CO，H2O。若有机物是氯代物，则产物中还应加上氯化物，而无中间产物降低了，有机物的毒性，同时避免了其他方法中的后期处理问题;三是，运行费用低;四是;VOC的去除率高，对 VOC的适应性运行管理比较方便。
针对工业上气量大，浓度低，且污染物大都无回收价值的制造行业有机废气 VOC，需要有一种更有效、彻底、操作更简便的处理方法，zui大限度地减少运行条件的限制，低温等离子体法的出现正是为了顺应这种要求，并越来越受到国内外的重视。随着研究的不断深入，低温等离子体光催化法必将向着规模化方向发展。
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- 什么是低温等离子设备？
冰升温至0℃会变成水，如继续使温度升至100℃，那么水就会沸腾成为水蒸气。随着温度的上升，物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程，我们把这三种基本形态称为物质的三态。那么对于气态物质，温度升至几千度时，将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物（蜡烛的火焰就处于这种状态）。我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态，即等离子体(plasma)。
因为电离过程中正离子和电子总是成对出现，所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等，总体来看为准电中性。反过来，我们可以把等离子体定义为：正离子和电子的密度大致相等的电离气体。
从刚才提到的微弱的蜡烛火焰，我们可以看到等离子体的存在，而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。据印度天体物理学家沙哈(M．Saha，1893-1956)的计算，宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。此外，对于自然界中的等离子体，我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。
在人工生成等离子体的方法中，气体放电法比加热的办法更加简便高效，诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。在自然和人工生成的各种主要类型的等离子体的密度和温度的数值，其密度为106（单位：个／m3）的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体，跨越近20个数量级。其温度分布范围则从100K的低温到超高温核聚变等离子体108-109K（1-10亿度）。
温度轴的单位eV(electron volt)是等离子体领域中常用的温度单位，1eV=11600K。
通常，等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)等三种粒子。设它们的密度分别为ne,ni,nn，由于准电中性，所以电离前气体分子密度为ne≈nn。于是，我们定义电离度β=ne/(ne+nn)，以此来衡量等离子体的电离程度。日冕、核聚变中的高温等离子体的电离度都是100%，像这样β=1的等离子体称为完全电离等离子体。电离度大于1%(β≥10-2)的称为强电离等离子体，像火焰中的等离子体大部分是中性粒子(β<10-3 )，称之为弱电离等离子体。
若放电是在接近于大气压的高气压条件下进行，那么电子、离子、中性粒子会通过激烈碰撞而充分交换动能，从而使等离子体达到热平衡状态。若电子、离子、中性粒子的温度分别为了Te，Ti，Tn，我们把这三种粒子的温度近似相等(Te≈Ti≈Tn)的热平衡等离子体称为热等离子体(thermal plasma)，在实际的热等离子体发生装置中，阴极和阳极间的电弧放电作用使得流入的工作气体发生电离，输出的等离子体呈喷射状，可用作等离子体射流(plasma jet)、等离子体喷焰(plasma torch)等。
另一方面，数百帕以下的低气压等离子体常常处于非热平衡状态。此时，电子在与离子或中性粒子的碰撞过程中几乎不损失能量，所以有Te>>Ti , Te>>Tn。我们把这样的等离子体称为低温等离子体(cold plasma)。当然，即使是在高气压下，低温等离子体还可以通过不产生热效应的短脉冲放电模式即电晕放电（corona discharge）或电弧滑动喷射式放电来生成。大气压下的辉光放电技术目前也已成为世界各国的研究热点。可产生大气压非平衡态等离子体的机理尚不清楚，在高气压下等离子体的输运特性的研究也刚刚起步，现已形成新的研究热点。
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冰升温至0℃会变成水，如继续使温度升至100℃，那么水就会沸腾成为水蒸气。随着温度的上升，物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程，我们把这三种基本形态称为物质的三态。那么对于气态物质，温度升至几千度时，将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物（蜡烛的火焰就处于这种状态）。我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态，即等离子体(plasma)。因为电离过程中正离子和电子总是成对出现，所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等，总体来看为准电中性。反过来，我们可以把等离子体定义为：正离子和电子的密度大致相等的电离气体。
从刚才提到的微弱的蜡烛火焰，我们可以看到等离子体的存在，而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。据印度天体物理学家沙哈(M．Saha，1893-1956)的计算，宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。此外，对于自然界中的等离子体，我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。在人工生成等离子体的方法中，气体放电法比加热的办法更加简便GX，诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。在自然和人工生成的各种主要类型的等离子体的密度和温度的数值，其密度为106（单位：个／m3）的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体，跨越近20个数量级。其温度分布范围则从100K的低温到超高温核聚变等离子体的108-109K（1-10亿度）。 温度轴的单位eV(electron volt)是等离子体领域中常用的温度单位，1eV=11600K。
通常，等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)等三种粒子。设它们的密度分别为ne,ni,nn，由于准电中性，所以电离前气体分子密度为ne≈nn。于是，我们定义电离度β=ne/(ne+nn)，以此来衡量等离子体的电离程度。日冕、核聚变中的高温等离子体的电离度都是1**%，像这样β=1的等离子体称为完全电离等离子体。电离度大于1%(β≥10-2)的称为强电离等离子体，像火焰中的等离子体大部分是中性粒子(β<10-3 )，称之为弱电离等离子体。
若放电是在接近于大气压的高气压条件下进行，那么电子、离子、中性粒子会通过激烈碰撞而充分交换动能，从而使等离子体达到热平衡状态。若电子、离子、中性粒子的温度分别为了Te，Ti，Tn，我们把这三种粒子的温度近似相等(Te≈Ti≈Tn)的热平衡等离子体称为热等离子体(thermal plasma)，在实际的热等离子体发生装置中，阴极和阳极间的电弧放电作用使得流入的工作气体发生电离，输出的等离子体呈喷射状，可用作等离子体射流(plasma jet)、等离子体喷焰(plasma torch)等。
另一方面，数百帕以下的低气压等离子体常常处于非热平衡状态。此时，电子在与离子或中性粒子的碰撞过程中几乎不损失能量，所以有Te>>Ti , Te>>Tn。我们把这样的等离子体称为低温等离子体(cold plasma)。当然，即使是在高气压下，低温等离子体还可以通过不产生热效应的短脉冲放电模式即电晕放电（corona discharge）或电弧滑动喷射式放电来生成。大气压下的辉光放电技术目前也已成为世界各国的研究热点。可产生大气压非平衡态等离子体的机理尚不清楚，在高气压下等离子体的输运特性的研究也刚刚起步，现已形成新的研究热点。
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热力燃烧法TO
优点:
1. 净化效率高
2. 可净化各种有机废气，不需要预处理，不稳定因素少，可靠性高
3. 在废气浓度高、设计合理的条件下，可回用热能
缺点:
1. 处理温度高，能耗大
2. 存在二次污染
3. 燃烧装置、燃烧室、热回收装置造价高，维修较难
4. 处理大流量、低浓度废气能耗过大，运行费用高
RTO
优点:
1. 具有TO的各项优点，但对复杂的有机废气需要预处理
2. 能耗远低于TO，可处理大流量低浓度废气
缺点
1. 处理温度比TO低，但仍较高，因而仍有少量二次污染
2. 造价较高
3. 占地面积大
催化燃烧法 CO
优点:
1. 净化效率高，无二次污染
2. 能耗较低，在相同条件下约比TO低50%，因而运行费用低
缺点:
1. 用电能预热时，不能处理低浓度废气
2. 催化剂成本高，且有使用寿命限制
3. 复杂废气需预处理
RCO
优点:
1. 净化效率高，无二次污染
2. 在各种燃烧法中能耗低，废气浓度在1-1.5g/m3时即能无耗运行
3. 能处理各种有机废气
缺点:
1. 整体式占地面积小，但维修困难
2. 分体式占地面积大
3. 整体式不宜用于高浓度(4g/m3)，否则催化床会超温
4. 复杂废气需预处理
吸附法
优点:
1. 可净化大流量低浓度废气
2. 对单一品种废气可回收溶剂
3. 运行费用较低
缺点:
1. 吸附剂需补充和再生
2. 对温度较高废气需先行冷却
3. 复杂废气需预处理
4. 管理不便
5. 存在二次污染
6. 安全性差
吸收法
优点:
1. 对亲水性溶剂蒸汽用水作吸附剂时，设备费用低，运行费低，安全
2. 可用油、酯等吸收苯类废气，净化率高
3. 适用于大流量低浓度废气
缺点:
1. 用水作吸附剂时，需要对产生的废水进行处理
2. 吸收、脱吸控制管理复杂
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- 等离子清洗与传统清洗的优缺点
1.传统清洁方法的缺点
传统的清洗方法包括水清洗、有机溶剂清洗和化学性质。一般将超声波分离处理、超高压注入等物理效应与增溶转化等化学效应结合起来，实现清洗的作用。这种清洁方法看起来很便宜，但它会消耗大量的可再生资源，并造成环境污染。清洗中常用的有机溶剂大多是易燃或有害的化学品，排放的废水和工业废气对生态环境造成了严重的破坏。采用传统的湿法清洗后，表层总会有大量的水或有机化学残留物，必须选择其他方法进行二次清洗。
2.等离子清洗的优点是什么？
等离子清洗可以提高清洗率。整个清洗和生产过程在10分钟内就能成功，因此具有输出率高的特点。
等离子体清洗还可以清洁各种材料，无论是金属材料、半导体材料、金属氧化物，还是聚合物原料(如聚丙烯、高密度聚乙烯、四氟乙烯、聚酰亚胺薄膜、聚氨酯、环氧树脂胶粘剂和其他聚合物化合物)。它还可以清洗各种材料，无论是金属材料、半导体材料、金属氧化物，还是聚合物材料，如聚丙烯、高密度聚乙烯、四氟乙烯、聚酰亚胺薄膜、聚氨酯、环氧树脂胶粘剂等。因此，它非常适合于不耐高温和耐溶剂的材料。而且还可以有选择地做好整体、局部或复杂结构的清理工作。
等离子体清洗的真空值约为100Pa，这种清洗条件很容易达到，因此这种设备的机械设备生产成本不高，清洗工艺不需要使用非常昂贵的有机溶液，从而使整体生产成本低于传统湿法清洗工艺。
同时，当清洗和去污成功完成时，材料本身的表层性能也可以得到改善，如改善表层的润湿性能、改善薄膜的附着力等，这在许多应用中都是非常重要的。
与高精度、高洁净度标准的电子元件相比，还应采用精细清洗工艺。等离子清洗是一种可以合理、有效地替代化学清洗的加工技术。此外，等离子清洗还可以与水清洗工艺相结合，以增强清洗处理的实际效果。等离子体干洗也是一种很好的辅助水清洗加工技术。
等离子清洗机在清除表层污染源时不会对健康或安全造成危害。
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- 什么是低压等离子技术？
对于低压等离子技术， 气体在真空中通过获取能量从而被激发。
等离子由高能离子、高能电子以及其它反应粒子组成。 由此，等离子材料表面可以被有效的改变。
其等离子效应可以分为以下三类
·微砂喷射：材料表面通过离子轰击被消减
·化学反应：材料表面与离子化的气体产生化学反应
·紫外线放射：紫外射线将长链破化合物分解通过改变工艺参数， 如：压力、 发生器功率、 工艺时间、气体流量和气体组成，可以获得不同的等离子效果。
如此便可在一道工序内完成多种工艺效果。
低压等离子技术特点
特别适用于处理2D或3D部件
用于处理散装材料
批处理工艺
Diener等离子表面处理技具有出类拔萃的等离子系统。
Diener的产品线包含标准及特种设备，涵盖所有等离子表面处理应用领域。
为您提供量身定制的解决方案,根据您的需求为您开发设计及生产设备。
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- 解说等离子技术用于涂层
用于涂层所有的工业材料、金属、玻璃、陶瓷
等离子聚合反应
单体被导入等离子反应腔。等离子使气体原子化并使其沉积在工艺部件的表面。
应用
．疏水层的沉积
．亲水层的沉积
．保护或绝缘层的沉积
．防扩散层
适用部件
．精密驱动件
．洗碗机
．医疗器械
．车大灯反射镜
．摄像头
．以及其他部件
应用领域
．生物芯片制造
．精密机械制造
．洗碗机制造
．医疗器械制造
．传感器工程
．纺织业
．钟表制造业
．以及其他应用领域
沪公网安备 31011502008050号
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