DDBD低温等离子体恶臭异味治理技术

技术简介

    拥有自主知识产权的DDBD技术采用双介质阻挡放电（Double  Dielectric  Barrier  Discharge，简称DDBD）形式产生等离子体，所产生等离子体的密度是其他技术产生等离子体密度的1500倍，该技术是派力迪公司与复旦大学共同研发成功的。自1994年由复旦大学开始研发，最初用于氟利昂类（Freon）、哈隆类（Halong）物质的分解处理，是国家为了研究保护地球臭氧层而设立的科研项目。后来与派力迪合作研发拓宽其应用领域，延伸至工业恶臭、异味、有毒有害气体处理。派力迪开创了DDBD技术大规模化工业应用的先河，该技术节能、环保，应用范围广，所有化工生产环节产生的恶臭异味几乎都可以处理，并对二恶英有良好的分解效果，侯立安院士评价说：“DDBD技术的发明，为化工清洁生产奠定基础，是近代化学工业生产的一次技术革命”，该技术世界首创、国际领先，属于真正的中国创造。
  
    DDBD等离子体工业废气处理技术是派力迪公司由复旦大学引进吸收，已研制出标准化废气治理设备，利用所产生的高能电子、自由基等活性粒子激活、电离、裂解工业废气中的各组成份，使之发生分解，氧化等一些列复杂的化学反应，再经过多级净化，从而消除各种污染源排放的异味、臭味污染物，使有毒有害气体达到低毒化、无毒化，保护人类生存环境。

    DDBD等离子体工业废气处理技术作为一种新的环境污染治理技术，由于其对污染物分子的高效分解且处理能耗低等特点，为工业废气的处理开辟了一条新的思路。该技术的应用，具有现代化工业生产里程碑的意义。

■ 技术作用原理

    低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的 放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。（注：低温等离子体相对于高温等离子体而言，属于常温运行。）

    DDBD等离子体反应区富含极高的物质，如高能电子、离子、自由基和激发态分子等，废气中的污染物质可与这些具有较高能量的物质发生反应，使污染物质在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到讲解污染物的目的。与传统的电晕放电形势产生的低温等离子技术相比较，DDBD等离子体技术放电密度是电晕放电的1500倍，这就是传统低温等离子体技术治理工业废气99%以失败而告终的原因。

图为DBDD等离子体双介质阻挡放电示意图

 等离子体去除污染物的基本过程

• 过程一：高能电子的直接轰击
• 过程二：O原子或臭氧的氧化

 O₂+e→2O

• 过程三：OH自由基的氧化

H₂O+e→OH+H

H₂O+O→2OH

H+O₂→OH+O

• 过程四：分子碎片+氧气的反应

■ 技术特点

    DDBD等离子体工业废气处理成套设备拥有独立自主知识产权，历经18年，该技术的发明为化工清洁生产奠定了基础，是近代化学工业生产的一次技术革命。 申请二十六项国家专利，在等离子体技术的工业化应用方面走在了世界最前列，国际领先、属于真正的中国创造。

    与目前国内常用的异味气体治理方法相比较，DDBD等离子体工业废气处理技术具有以下特点：

    DDBD低温等离子体技术应用于恶臭气体治理，具有处理效果好，运行费用低廉、无二次污染、运行稳定、操作管理简便、即开即用等优点。

    ①DDBD介质阻挡放电产生电子能量高，低温等离子体密度大，达到常用等离子技术（电晕放电）的1500倍，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用；

    ②DDBD技术反应速度快，气体通过反应区的速度达到3-15米/秒，即达到很好的处理效果，其他技术气体通过反应区的速度0.01米/秒都很难达到DDBD的处理效果；

    ③气体通过部分，全部采用陶瓷、石英、不锈钢等防腐蚀材料，电极与废气不直接接触，根本上解决了低温等离子体技术设备腐蚀问题；其他技术是气体与电极直接接触，电极在3个月或1年内会造成严重腐蚀，即使通过的气体没有腐蚀性，自身所产生的臭氧也会把电极造成腐蚀；

    ④DDBD主机为成套工业废气处理装置，前面配有DDBD专用塔，能有效去除废气中的粉尘和水分，操作简单；

    ⑤自动化程度高，设备启动、停止十分迅速，随用随开，对于部分化工生产的不连续性，可以在生产时开启，不生产的间隙停止运行，大量的节约能源；

    ⑥运行成本较低，比常用的蓄热式燃烧炉RTO节约运行费用5-8倍，每立方米气量运行费用仅为0.3～0.9分钱，部分高浓度废气可以通过空气稀释后用DDBD技术处理；

    ⑦应用范围广阔，基本不受气温和污染物成分的影响，对恶臭异味的臭气浓度有良好的分解作用，恶臭异味的去除率达80-98%，处理后的气体臭气浓度达到国家标准；

    ⑧DDBD技术处理工业废气技术不是水洗技术，是通过高能量等离子体对污染物的直接击穿和直接轰击，使分子链断裂，并非污染物的转移；

    ⑨重要特点：以非甲烷总烃为例，用色谱法检测，非甲烷总烃去除率也许只有45%，但恶臭异味的去除率达93%。这是因为非甲烷总烃经过处理后，部分分子变成小分子，用色谱法检测时，依然表现为非甲烷总烃；恶臭异味的去除率高，表明实际已经分解了93%以上的污染物质，因为分解后的物质也有部分有异味；

    ⑩DDBD技术是真正的中国创造，欧美及亚洲国家正在引进我国技术，解决二恶英污染问题，DDBD技术对二恶英这个世界难题，已经是成熟工艺，因为二恶英类物质含有氯，多数是亲电子基团，更容易被电子轰击。

■  低温等离子体技术工艺路线示意图
    异味气体从气体收集系统收集后，一部分废气需要进行预处理，除水后进入等离子体反应区，在高能电子的作用下，使异味分子受激发，带电粒子或分子间的化学键被打断，同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下也会产生OH自由基、活性氧等强氧化性物质，这些强氧化性物质也会与异味分子反应，使其分解，从而促进异味消除 。净化后的气体经排气筒高空排放。

低温等离子体技术适用场合及应用对象

    DDBD等离子体技术产生的高能电子能量高，自由基密度大，因此绝大部分有毒有害物质均能被分解，且处理对象广泛，对《国家恶臭污染控制标准》中规定的八大恶臭物质硫化氢、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，并对以下物质进行有效分解净化：

恶臭气体主要来源

石油化工,制药化工,盐化工,农药化肥,橡胶树脂,涤洗