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热等离子体技术介绍

2018年05月08日 点击:

  热等离子体技术已从20世纪60年代主要用于空间相关的研究转向材料处理[11],如今热等离子体已经广泛用于材料加工领域,如等离子切割和喷涂。近年来,应用热等离子体处理危险废物成为研究的热点。大多数等离子体废物处理系统采用等离子体炬来产生等离子体能量。另一种设计是利用直流(DC)电弧等离子体。

  热等离子体放电产生的电弧具有极高的温度,其产生辐射热、对流传热以及电子引起的传热等。能够用它来熔融危险废物形成无害化产物。主要形成物为简单的气体分子(主要为CO、H2),玻璃体以及熔融的金属单质。在等离子体反应腔中,处于上部的是气体,中部的是熔融玻璃体,下部是金属单质。形成气体分子是等离子体气化的过程,形成玻璃体的过程是等离子体玻璃化的过程。废物经过等离子体化学反应完成转化的时间在0.01—0.5s之间。这个反应时间依赖于所处理的废物种类以及温度。

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  等离子体化学反应过程能量的传递

  能量的传递大致如下:

  (1)电子在电场的加速作用下成为高能电子。

  (2)高能电子与分子(或原子)碰撞,形成受激原子、受激基团、游离基团等活性基团。

  (3)活性基团与分子(或原子)碰撞生成新的物质并放出一定的热量。

  (4)活性基团与活性基团碰撞生成新的物质并放出一定的热量。

  (5)高能电子被卤素和氧气等电子亲和力特强的物质所俘获,成为负离子。这类负离子具有较好的化学活性,在等离子体化学反应中起到重要的作用。