等离子体在固体废物中的应用

等离子体在固体废物中的应用
等离子体在固体废物中的应用

等离子体在固体废物中的应用

摘要:等离子体技术随着当今世界环境问题的日益严峻而得到迅速发展。简单介绍了等离子体的概念,性质,产生的机理以及利用等离子体技术处理固体废物的机理和研究现状。同时也指出了等离子体技术在处理固体废物中的优势。

关键词:等离子体;低温等离子体;等离子体气化;热解

1引言

固体废物是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的,在一定时间和地点无法利用而被丢弃的固体、半固体物质。固体废物的分类方法有多种,按其组成可分为有机废物和无机废物;按其形态可分为固态废物、半固态废物和液态废物。根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》分为城市固体废物、工业固体废物、农业固体废物和危险废物[1]。

目前,针对固体废物(城市垃圾、工业垃圾和有害废弃物等)的处理主要有三种方式,即卫生填埋、堆肥和焚烧发电。但随着我国城市垃圾年产生量的增加,许多地方已出现了垃圾无地可埋的尴尬局面。垃圾焚烧的减量化、占地少的优势逐渐显现。因此我们既要依据国情,正视垃圾焚烧方式存在的必要,又要不断总结这方面的经验,以及管理方面的不足和存在问题,完善垃圾焚烧工作。垃圾焚烧无害化的效果及其经济性是垃圾焚烧需要解决的基本问题,二者必须较好地结合起来。不同于传统的垃圾焚烧方式,一种采用等离子技术和将垃圾气化生成清洁燃料的理念和做法,也是一种有意义和有价值的选择[2]。

2 等离子体概述

20世纪60年代初形成的等离子体技术是涉及高能物理、放电物理、放电化学、反应工程学、高压脉冲技术等领域的一门交叉学科。进入80年代后,将等离子体技术应用于处理各类污染物成为国内外研究的热点之一。与其它污染治理技术相比,等离子体技术具有处理流程短、效率高、能耗低、适用范围广等特点。等离子体技术既可用于处理废气又可用于处理废水、固体废物、污泥,甚至放射性废物[3]。下面主要阐述等离子体在固体废弃物中的应用。

2.1 等离子体的概念与分类

等离子体是不同于固、液、气等状态的物质存在的第4种状态,是由大量正负带电粒子和中性粒子组成并表现出集体行为的一种准中性气体。

等离子体的分类方法有很多,根据温度和内部的热力学平衡性,可将等离子体分为平衡态等离子体和非平衡态等离子体。在热力学平衡等离子体内,电子温度与离子温度相同,属于一个处于热力学平衡的整体,体系温度非常高,因此又称为高温等离子体。最典型的例子就是电感耦合等离子体。此外,在较高电压下的火花放电和弧光放电也能获得此类等离子体。非平衡态等离子体内部的电子温度远远高于离子温度(电子温度可高达10000K,而离子温度一般只有300—500K)系统处于热力学非平衡态,其表观温度较低,所以被称为低温等离子体[4]。此类等离子体通常可通过气体放电得到。常见的有辉光放电,射频放电和微波放电等。

2.2 等离子体的性质及产生原理

等离子体与物质的其他三态比较特点有[5]:

1)等离子体中具有正、负离子,可作为中间反应介质。特别是处于激发态的高能离子或原子,可促使很多化学反应发生。

2)由于任何气态物质均能形成等离子体,所以很容易调整反应系统气氛,通过对等离子体介质的选择可获得氧化气氛、还原气氛或中性气氛。

3)等离子体能够导电,等离子体穿过磁场可以产生电。

4)热等离子体提供了一个能量集中、温度很高的反应环境。它不仅可以用来大幅度地提高反应速率,而且还可借以产生常温条件下不可能发生的化学反应。此外,热等离子体中的高温辐射能引起某些光电效应。

产生等离子体的方法有很多,天然的有雷电、日冕和极光等。实验室可采用放电、燃烧和激波等方法。一般的低温等离子体大都采用放电方式产生。根据放电产生的机理、气体的压强范围、电源性质、电极的几何形状、气体放电等,等离子体主要分为以下几种形式:辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、微波放电。

在低气压(1×10-3—1×10-1Pa)条件下,电子从外界电场、磁场获得足够的动能后与气体分子主要是发生非弹性碰撞,经激发、电离、离解过程产生非平衡等离子体。如气压超过一个标准大气压,电子与气体分子主要是发生弹性碰撞,导致电子与气体温度趋于一致,形成热平衡等离子体。

3 等离子体技术处理固体废物的研究

3.1 等离子体技术处理固体废物的机理[6]

低温等离子体的作用机理是利用等离子体中高能量的电子与原子、分子碰撞,产生各种粒子,从而进行热化学较困难甚至不可能进行的化学反应。同时,等离子体中富集的离子、电子、激发态的原子、分子及自由基,是极活泼的反应物种,可以和固体废弃物发生反应,使固体废弃物改性,从而降低毒性。高温等离子体能量密度很高,中性粒子温度与电子温度相近,通常为1×10 ~2×10 K,各种粒子的反应活性都很高。一般处理固体废弃物都采用等离子体火炬,火炬的中心温度高达20 O0O~3O OO0℃,火炬边缘温度也可达到3O0O℃左右,当高温高压的等离子体去冲击被处理的对象时,被处理物很快被气化分解,重新组合产生新的物质,从而使有害物质变成无害物质。

3.2 等离子体技术处理固体废物系统的一般组成

等离子体处理系统主要有进料系统、等离子体处理室、熔化产物处理系统、电极驱动及冷却密封系统组成。固体废物通过进料系统进入等离子体处理室,有机物被分解气化,无机物则被熔化成玻璃体硅酸盐及金属产物,气化产物主要是合成气(CO、H:、CH )和少量的HF、HC1等酸气。熔化产物被收集到处理器中被冷却为固态,金属可回收,熔化的玻璃体可用来生产陶瓷化抗渗耐用的玻璃制品,合成气通过过滤器去除烟尘和酸气后排向大气。

3.3 等离子体处理固体废物的优点

固体废弃物一般采用焚烧的方法处理,但是焚烧会产生许多有毒物质,如二噁英、呋喃类化合物、氯化氢等,同时还产生大量二氧化碳,造成二次污染。等离子体技术具有效率高、能耗低、安全、无二次污染的特点,为固体废弃物的无害化、减量化、资源化处理开拓了一条新途径。国外有研究人员称,采用等离子体技术与焚烧法相比,成本可以降低1O%—5O%。等离子体技术在处理废弃物时可不择废弃物形状而进行处理,处理范围更广,适用性强。采用等离子体方法可以容易获得高于任何传统方法的温度(1 200~1 700℃),垃圾焚烧会更彻底。燃烧的垃圾残余灰减容为≤3%,烧后的垃圾可作为生活垃圾填埋[7]。

3.4 等离子体处理固体废物应用

3.4.1 等离子体处理高危垃圾

将高危垃圾投入等离子体弧裂解炉。熔融温度控制在 1 300 1 500℃,无机物则形成熔渣。低沸点的重金属及盐类将蒸发至气相,由尾气集尘系统收集,而Cu、Fe、Ni等有价金属则还原成金属熔体,沉至炉底可回收再利用。其它重

金属则残留于熔渣中。由于垃圾有SiO ,熔融时将产生一Si—O一的网状构造。能将残留于熔渣晶格中的重金属完全包封固化,使重金属在形成的熔渣中不易溶出。高危垃圾中的有机物在高温条件下迅速分解为CO、H:合成燃气。其主要装置是RAINBOW等离子体裂解装置,主要有3大部分构成,即进料系统、等离子体弧处理系统、尾气净化处理系[8]。

3.4.2低温等离子体处理固体废物

近年来,低温等离子体技术在MSW 的治理和资源化利用中也得到了应用。中国科学院合肥等离子体物理研究所利用等离子体技术进行了印刷电路板等固体废弃物的处理和示范性试验。我们初步利用低温等离子体技术进行固体废弃物的低温处理。

实验结果表明,利用低温等离子体反应器可以对MSW进行处理,可有效地减少焚烧过程中出现的氯和氯化氢气体、二恶英等的污染。同时,由于反应物的组成可决定反应产物的性质和组成。所以,利用本技术可以做到产物的目标控制,用以制备清洁、安全、高热值的气体或液体产物,供工业和民用。例如,在实验过程中,我们可通过对反应参数优化控制和匹配,制备CH4和等含量较高高热值城市用气和民用气[9]。

3.4.3 热等离子体技术热解处理固体废弃物

利用热等离了体技术对固体废弃物中的有机成分进行热解处理是有帆废弃物进行能量、化工原料同收利用的方式之一。热等离子体热解技术是一种与普通热解技术有较人差别的新工艺。热等离子体具有很高的热性能,温度可高达3 ×104 K,较之普通热解的加热过程或冶金、化学反应过程的温度高得多。同时,还具有很高的导热性和温度梯度。在热等离子体条件下,大部分分子已变成原了、离子态或激发态,这些活性基团,使等离子体具有很高的化学活性,对完成热解反应创造了有利条件。利用等离子体热解过程可以方便的将有机同体废弃物转化成可燃气体(H2、CO等)或其它化工原料(聚合物单体、碳黑等)进行回收,同时该过程几乎没有污染产生[10]。

目前国内外对固体污染物(废弃物)采用等离体技术进行处理时,主要采用的等离子体类型是热等离了体。采用热等离子体处理固体废弃物,处理方法可以分为以下几种:

(1)等离子体氧化、燃烧或等离了体玻璃化;

(2)等离子体热解,使可燃固体废弃物在还原性气氛下气化,重组为其它气体;

(3)脉冲电弧产生冲击波,用于将固体废弃物分解并分离为金属、塑料、有机物等。

其中利用等离子体高温高焓进行等离子体氧化、燃烧或等离子体玻璃化以达到降解并减容日的废弃物主要为建筑垃圾、城市污泥、垃圾焚烧场废渣、城市拉圾、医疗垃圾。

等离子体热解技术对上述废弃物都适用,一般以产生合成气为主,用于燃烧、燃料电池等方向。利用脉冲电弧产生冲击波等离子体,一般适用于建筑垃圾与废旧电子产品中的材料同收。

3.4.4 等离子气化技术在固体废物处理中的应用

等离子气化技术是指利用等离子炬作为气化炉的热源,而不是传统的点火和熔炉。等离子炬有着能产生高强度热源的优势(约5500℃),而且操作相对简单,气化炉内的等离子体则是一种高度电离或者充电气体。与焚烧完全不同的等离子技术是一种气化技术,由于其高温和高热密度,等离子技术几乎能将碳基废物中

的有机物完全转化成合成气(主要为CO和H

),而无机物则可变成无害灰渣(玻璃

2

体)。对于固体废物中的工业垃圾和有害废弃物,等离子气化技术在国外已被证明是一种可靠的处理措施。利用等离子气化技术将城市固体废物转化为能源虽是新工艺,但它具有很大的潜力,比起其他热解和燃烧系统,等离子技术能更有效地运行[11]。

4 结语

随着人类能源危机的加剧和环保意识的加强,污染物的有效控制变得越来越重要。等离子体技术可以在降解有害污染物的同时回收有用资源,具有其它传统处理技术所不具备的一系列独特优越性,正逐渐成为污染物控制的替代技术。为使这一技术得以商业化,必须进一步改善其处理速度、能量利用效率、系统压降、副产物产生及利用效率等。等离子体污染控制技术由于其独特的科技性和高效率,在未来的环保产业中具有广阔的发展前景。

参考文献:

[1] 叶文虎,张勇编著.环境管理学.北京:高等教育出版社,2006.

[2-11] 黄耕.等离子气化技术在固体废物处理中的应用[N].技术与工程应用,2010,06:43-46.

[3] 满卫东,吴宇琼,谢鹏.等离子体技术—一种处理废弃物的理想方法[N].化学与生物工程,2009,05:1-5.

[4] 林小英,李玉林.等离子体技术在固体废弃物处理中的应用[J].资源调查与环境,2005,26(02):128-131.

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[7] 邹强.等离子体技术及其在“三废”处理中的应用[J].石油化工安全环保技术,2007,23(6):51-55.

[8] 解红,戴晴,杨涛.等离子技术在高危垃圾处理中的应用[M].中国资然综合利用,2009,7:44-45.

[9]杨丽丽,田向勤.低温等离子体技术在固体废弃物处理中的应用[M].环境与可持续发展,2006,5:58-60.

[10] 唐兰,黄海涛.利用等离子体技术热解处理有机固体废弃物[M].节能环保技术,2006,11:26-29.

等离子体的应用

等离子体技术与应用 学号 队别 专业 姓名

摘要 等离子体作为物质存在的一种基本形态,自18世纪中期被发现以来,对它的认识和利用不断深化。我们知道,普通化学反应和化工设备中所产生的温度只有二千多度。而在各种形式的气体放电所形成的低温等离子体中电子温度可达一万度以上,足以造成各种化学键的断裂,或使气体分子激发电离,产生许多在通常条件下不能发生的化学反应,获得通常条件下不能得到的化合物或化工产品,并且获得的化合物与化工产品不会产生热分解。目前,等离子体技术已被广泛的用于国防、工业、农业、环境、通信等一系列国民经济发展领域,极大地推动了信息产业的发展,促进了工业科技进步。 关键词等离子体微波放电隐身技术材料的表面改性微波等离子灯 引言 等离子体是由带电的正粒子、负粒子(其中包括正离子、负离子、电子、自由基和各种活性基团等)组成的集合体,其中正电荷和负电荷电量相等故称等离子体。他们在宏观上呈电中性的电离态气体(也有你液态、固态)。当温度足够高时,构成分子的原子也获得足够大的的动能,开始彼此分离,这一过程称为离解。在此基础上进一步提高温度,就会出现一种全新的现象,原子的外层电子将摆脱原子核的束缚而成为自由电子,失去电子的原子变成带正电的离子,这个过程叫电离。等离子体指的就是这种电离气体,它通常由光子、电子、基态原子(或分子)、激发态原子(或分子)以及正离子和负离子六种基本粒子构成的集合体。因此,等离子体也被称为物质的第四态。 内容 一、等离子的性质 物质的第四态等离子体有着许多独特的物理、化学性质。只要表现如下: 1) 温度高、粒子动能大。 2) 作为带电粒子的集合体,具有类似金属的导电性能。等离子体从整体上看是一种导体电流体。 3) 化学性质活泼,容易发生化学反应。 4) 发光特性,可以作光源。 二、等离子技术的应用 2.1微波放电等离子体技术与应用 通常,低气压、低温等离子体是在1~100pa的气体中进行直流或射频放电产生的。直流辉光发电首先被研究和应用,但该等离子体是有极放电,而且密度低、电离度低、运行气压高,这就限制了其应用的广泛性。随后,射频放电技术逐步被发展起来,这是一种无极放电,且等离子体工作与控制参数比辉光放电有所提高,因而获得了较广泛的应用。但是其密度和电离度仍较低,应用范围依然受到限制。 微波放电初始阶段的物理过程如下。微波引入反应腔中建立起电磁场,反应气体中的电子在微波场作用下获得能量,与气体分子碰撞使其电离,从而得到更多的

外国等离子体技术公司

英国Tetronics公司 使用中间包加热装置的直接优点如下: (1).由于过热度低,通过回收冷包装料提高了收得率; (2).由于降低了钢水熔炼的过热度,节约了成本; (3).改善了大包和熔炼炉耐火材料的使用寿命,降低了出钢温度; (4).中间包的钢水温度控制精确,可生产洁净、质量稳定、细质等轴晶粒组织的优质钢。 英国TETRONICS公司是国际上一家知名的专营中间包加热装置的公司。过去的中间包加热装置是一种常用的单极火焰喷嘴,这种方式的装置,电极必须浸入在钢水中,以提供电弧电流的输出通道。这种系统需要整改中间包和中间包小车。现在,取而代之,TETRONICS 公司使用了一种双火焰喷嘴加热装置。 这种双火焰喷嘴加热装置,是一对正、负电极火焰喷嘴,它们位于中间包钢水熔池的上方,双火焰喷嘴提供电弧电流的输入和输出通道,不需要对中间包做任何大的整改。这种双火焰喷嘴加热装置的紧凑型设计还减少了热损失,加快了电能到热能的转换。该装置的投资成本收回周期为6个月。

美国Retech公司 https://www.360docs.net/doc/c14888264.html,.tw/1_file/moeaidb/012844/2004071308.pdf Retech公司開發之專利技術PACT處理系統係利用傳輸型電弧電漿火炬(Transferred Arc Plasma Torch)產生1,400到1,700℃之高溫,直接加熱一定量之金屬及其氧化物以形成slag bath 。 此一高溫slag bath則保留在轉速為10到50 rpm之離心式爐體內,作為熔融處理之liquid bath, 在爐內負壓之環境下,進一步處理其他有害事業廢棄物。 PACT處理系統爐體之設計運用採電漿火炬離心式運轉,而非固定爐床式。 其相關之週邊系統設備,如進料系統、能源回收系統、空氣污染防治系統均與一般焚化系統並無太大差異,其處理系統流程如圖所示。 PACT處理系統流程圖

等离子体技术的应用

等离子体技术的应用 -------废气处理及航天推进器 等离子体是一种电离气体,由电子、离子、中性粒子等组成,属于物质的高能凝聚态。等离子体中含有大量的带电粒子,使得它与普通气体有着本质的区别,具有很多普通气体没有的特性。对等离子体的研究己发展成为一门独立的物理学分支——等离子体物理学,等离子体物理学在工程技术中的应用形成了大有发展前景的专门技术,即等离子体技术。近年来,等离子体技术的实际应用获得了快速的发展,应用领域越来越广泛。目前,世界各国正加紧研究把等离子体技术用于武器系统隐身、通信和探测、火炮发射、飞行器拦截、环境污染、航天推进等方面,等离子体技术的应用对未来具有深远的意义 一、环境污染 近几年来,等离子体技术在能源、信息、材料、化工、物理医学、军工、航天等领域中大量应用,同时,国外许多研究机构不断将等离子体技术应用在环境工程中。目前,等离子体技术处理废水、废气及固体废弃物的研究已经取得了一定进展。在环境监测中电感耦合等离子体原子发射光谱法和质谱法已广泛应用于生态环境监测体系中(包括大气、水、土壤等)微量元素的测定。在大气污染治理中主要应用于烟气净化、脱硫、脱硝等方面。在水污染治理中主要应用于高浓度有机废液、垃圾渗滤液等废水的治理。在固体废物处理方面,等离子体技术逐渐取代传统的焚烧法应用于城市固体废弃物及生物武器、化学武器、化学毒品等特种固体废物的处理。1997年,美国开始采用等离子体废物处理系统处理军方废弃武器,1999年初,美国、欧盟、日本等逐渐关闭焚化炉后开始转向等离子废物处理系统,目前,瑞典、美国、德国、日本等国已建立了一定规模的城市固体废物的等离子体处理厂。 随着工业现代化的不断进步和发展,排放到大气中的硫氧化物、氮氧化物及有机废气等不断增加,大气污染造成的大气质量的恶化、酸雨现象、温室效应及臭氧层破坏足以威胁人类在地球上的生存和居住,其后果十分严峻,废气排放造成的环境污染问题逐渐引起人们的广泛重视。大气压等离子体技术是一门新兴的环境污染处理手段,其在废气处理应用中具有成本低,效果好、操作简单,无需高价格的真空系统等特点,具有广泛的应用前景。大气压等离子体技术的实质也就是气体放电原理,气体在电场作用下被击穿而导电,由此产生的电离气体叫做气体放电等离子体。大气压等离子体分解气态污染物的机理为:等离子体中的高能电子在大气压等离子体分解气体污染物中起决定性的作用,数万度的高能电子与气体分子(原子)发生非弹性碰撞,巨大的能量转换成基态分子(原子)的内能,发生激发、离解以及电离等一系列物理和化学变化使气体处于活化状态。电子能量小于10ev时产生活性自由基,活化后的污染物分子经过等离子体定向链化学反应后被脱除。而当电子平均能量超过污染物分子化学键结合能时,污染物气体分子键断裂,污染物分解,在大气压等离子体中可能发生各种类型的化学反应,反应程度取决于电子的平均能量、电子密度、气体温度、污染物气体分子浓度及共存的气体成分。大气压等离子体在废气处理中应用的机理是在等离子体中的高能电子、离子、自由基、激发态分子和原子等的作用下,将NOx与SO2被氧化成更易参与反应和更易吸收的NO2和SO3,从而实现对废气的净化处理。大气压等离子体降解污染物是一个十分复杂的过程,而且影响这一过程的因素很多,虽然目前已有大量有关低温等离子体降解污染物机理的研究,但还未形成能指导实践的理论体系,使其工业应用缺乏理论保障。其

废物处理处置及工业服务合同

废物处理处置及工业服务合同 Waste disposal and industrial service contract 甲方:___________________________ 乙方:___________________________ 签订日期:____ 年 ____ 月 ____ 日 合同编号:XX-2020-01

废物处理处置及工业服务合同 前言:合同是民事主体之间设立、变更、终止民事法律关系的协议。依法成立的合同,受法律保护。本文档根据合同内容要求和特点展开说明,具有实践指导意义,便于学习和使用,本文档下载后内容可按需编辑修改及打印。 合同号:__________ 甲方:__________ 地址:__________ 乙方:__________ 地址:__________ 根据《中华人民共和国环境保护法》以及相关环境保护法律,法规规定,甲方在生产过程中形成的工业废物(液),不得随意排放、弃置或者转移,应当依法集中处理,经双方洽谈,乙方作为广东省有资质处理工业废物(液)的专业机构,受甲方委托,负责处理甲方产生的工业废物(液),为确保双方合法利益,维护正常合作,特签定如下协议,由双方工同遵照执行。 第一条甲方合同义务:

(一)甲方生产过程中所形成的工业废物(液)连同包装物全部交予乙方处理,协议期内 不得自行处理或者交由第三方进行处理。 (二)甲方应将各类工业废物(液)分开存放,做好标记标识,不可混入其他杂物,以 保障乙方处理方便及操作安全。袋裴、桶装工业废物(液)应按照工业废物(液)包装、 标识及贮存技术规范的要求贴上标签。 (三)甲方应将待处理的工业废物(液)集中摆放,并向乙方提供工业废物(液)装车所需的提升机械(叉车等),以便于乙方装运。 (四)甲方承诺并保证提供给乙方的工业废物(液)不出现下列异常情况: 1.品种未列入本协议(工业废物(液)尤其不得含有易爆物质、放射性物质、多氯联苯以及 氯化物等剧毒物质); 2.标识不规范或者错误;包装破损或者密封不严,污泥率>85%(或游离水滴出);

等离子体化学的基本原理及应用

等离子体化学的基本原理及应用等离子体化学是20世纪六十年代发展起来的一门新兴交叉科学。经过40多年的研究发展,已经广泛地引用于化工、冶金、机械、纺织、电子、能源、半导体,医药等不同领域。本文对等离子体化学在材料、电子、光学、医药、化学合成、环境保护几个方面的一些应用进行综述。[1-2] 1理论概述[3] 对常温常压条件下的气体通过高温加速电子加速离子给物质以能量,物质被解离成阴、阳离子的状态,由于整个体系阴、阳离子总电荷相等,故称为等离子体。而从通常的能量排布:气体>液体>固体的角度来说,等离子的能量比气体更高,能表现出一般气体所不具有的特性,所以也被称为物质的第四态。 当气体电离生成电子正离子一般在段时间内发生结合,回到中性分子状态,这个过程产生的电子、离子的一部分能量以电磁波等不同形式消耗,在分子离解时常生成自由基,生成的电子结合中性原子,分子形成负离子。因此,整个等离子体是电子正负离子激发态原子,原子以及自由基的混合状态。因为各种化学反应都是在高激发态下进行的,与经典的化学反应完全不同。这样使等离子体的原子或分子的本性通常都发生改变,即使是较稳定的惰性气体也会变得具有很强的化学活泼性。 在放电气体中发生的反应称为等离子体化学反应,用电子温度Te和离子温度Ti作为参数。若Te ≈Ti称为平衡等离子体或高温等离子体。若Te >>Ti称为非平衡等离子体或低温等离子体。这两种不同的情况在不同的领域都有广泛的运用。 2设备与装置[3-4] 可以将等离子的产生理解为:一定的真空度,外加电场/磁场,通电条件下射频放电产生的特殊物质。各国学者一直努力研制一种能得到均匀稳定的等离子的设备。可以通过(1)解光放电、(2)电晕放电、(3)寂静放电、(4)RF放电、(5)微波放电这5种放电方式(基本特征见图1)来得到等离子体,但为了保证反应产物不分解,一般采用辉光放电形式。这类仪器通过外加电场可以有效地把能量直接传递给反应体系中的气体分子,反应腔里将发生气体放电,产生非平衡等离子体,这种能量传递方法不仅经济有效,而且产生的等离子体具有能量高密度大的特点,所以应用较为广泛。根据反应器的结构不同分为内部电极方式的反应器、外部电极方式的反应器、直流放电反映器、采用商业频率的反映器、微波放电反映器(见图2)。而大多数工业活动需在常压或加压(高气体浓度)条件下进行,尤其化学工业、环境工程和材料工业等还不具备在低气压条件下进行化学反应的工艺条件。

等离子体及其在微电子封装领域的应用

等离子体及其在微电子封装领域的应用 在微电子元件制造过程中, 封装是一个重要步骤。优良的封装技术可以提高微电子产品的寿命,可靠性和降低环境对产品性能的影响。在微电子封装工艺中,常见的问题是芯片粘接中的空隙, 引线键合中较低的键合强度, 塑料封装后的界面剥离等等。所有这些问题均与材料的表面特性有关。 未经表面处理的材料通常不具备符合粘结的物理和化学特性而需要表面活化。表面上沉积的污染物影响了表面粘结能力而需要表面清洗。等离子工艺提供了有效的表面清洗和活化方法。在保证整体材料性质不变的情况下,等离子工艺能够实现固体表面几个分子层的物理或化学改性。 等离子体介绍 等离子体是部分电离的电中性的气体,是常见的固态,液态,气态以外的第四态。等离子体由电子,离子,自由基,光子,及其它中性粒子组成。由于等离子体中电子, 离子和自由基等活泼粒子的存在, 因而很容易与固体表面发生反应。这种反应可分为物理溅射和化学反应。物理溅射是指等离子体中的正离子在电场中获得能量去撞击表面。这种碰撞能移去表面分子片段和原子,因而使污染物从表面去除。另一方面,物理溅射能够改变表面的微观形态,使表面在分子级范围内变得更加"粗糙",从而改善表面的粘结性能。 等离子体表面化学清洗是通过等离子体自由基参与的化学反应来完成。因为等离子体产生的自由基具有很强的化学活性而降低了反应的活化能,从而有利于化学反应的进行。反应中产生的易挥发产物(主要是气体) 会脱离表面, 因而表面污染物被清除。反应的有效性, 即表面改性的有效性取决于等离子体气源, 等离子系统的组合, 及等离子工艺操作参数。 等离子体表面清洗及活化工艺具有诸多优点。主要表现为: 1. 等离子工艺是有利于环境保护的工艺。等离子清洗过程中仅使用微量气体,没有污染物排放。 2. 等离子清洗工艺成本较低, 容易使用。可以处理拥有各种表面的材料, 并具有良好的均匀性和重复性。 3. 维护及保养费用较低。 4. 适合于高级封装及其它需要表面改性的工艺。 随着电子电路集成化的提高, 芯片尺寸变得越来越小, 表面清洗的要求越来越高。等离子体表面清洗工艺已经成为最好的选择之一。 等离子体应用 集成电路封装工艺包括芯片粘结, 引线键合及塑料封装。由于表面氧化物和有机污染物的存在, 导致了不完全有效的芯片粘结, 不良的引线键合强度, 以及封装后微电子装置中的剥离现象。所有形式的表面污染降低了集成电路封装中的可靠性和产率. 等离子体清洗可应用于芯片粘结工艺之前。等离子清洗和活化后的表面将改善芯片的粘结能力并减少可能产生的空隙。这种良好的粘结性能改善了封装的热消散能力。当共晶焊锡在芯片粘结中被用作粘结材料时, 表面的氧化会影响芯片粘结。等离子工艺能有效去除表面的金属氧化物, 从而确保无空隙的芯片粘结。 金属焊盘上污染物的存在会降低引线的键合能力。在高级封装工业中, 日益缩小的焊盘限制了键合表面尺寸, 从而增加对无污染表面的要求。在引线键合之前, 等离子体被用于去除焊盘上的污染物和氧化物, 增加键合可靠性和能力。研究发现, 经等离子体清洗后的表面, 引线键合力平均增加24.3%。 在BGA封装中, 由于封装化合物和各种材料界面之间存在不良的粘结能力, 易于产生界面剥离。通过增加BGA产品的表面能, 等离子体工艺能极大地改善材料界面的粘结能力,

农业固体废物处置

nongye guti feiwu chuzhi 农业固体废物处置(agricultural solid waste disposal)指对作物种植业、动物养殖业和农副产品(含食品)加工业中产生的固体废物的处理与利用,使整个固体废物处理与利用的重要部分。 植物纤维性废弃物的处置 废物还田技术秸秆等植物纤维性废弃物退还土壤后,可以大量补充和更新土壤有机质,提供丰富的氮、磷、钾、硅等元素。同时,农作物秸秆中含有大量的木质素和纤维素,腐烂分解后可使十壤腐殖质增加,孔隙度提高,通气透水,理化性状大为改善。 秸秆等植物纤维性废弃物还田的方法主要有直接还田、间接还田(高温堆肥)和利用生化快速腐熟技术制造优质有机肥三种方法。 秸秆直接还田近年来的推广项目,采用秸秆还田机作业机械化程度高,秸秆处理时间短,腐烂时间长,是用机械对秸秆简单处理的方法。在直接还田中应注意的问题有秸秆覆盖量、配合施用氮、磷肥料和减少病虫害传播等。 秸秆间接还田是一种传统的积肥方式,利用夏秋季高温季节,采用厌氧发酵沤制而成的,其特点是时间长,受环境影响大,劳动强度高,产出量少,成本低廉。包括堆沤腐解还田、烧灰还田、过腹还田、菇渣还田和沼渣还田。 ①堆沤腐解还田:是解决我国当前有机肥源短缺的主要途径,也是中低产田改良土壤、培肥地力的一项重要措施。主要利用快速堆肥剂产生大量纤维素酶,在较短的时间内将各种作物秸秆堆制成有机肥。 ②烧灰还田:主要有两种形式:一是作为燃料,这是国内外农户传统的做法;而是在田间直接焚烧。 ③过腹还田:是一种效益很高的秸秆利用方式,在我国有悠久历史。秸秆经过青贮、氨化、微贮处理,饲喂牲畜,通过发展畜牧增值增收,同时达到秸秆过腹还田, ④菇渣还田:利用作物秸秆培育食用菌,再经菇渣还田,经济、社会、生态效益几者兼得。 ⑤沼渣还田:秸秆发酵产生的沼渣、沼液是优质的有机肥料,其养分丰富,腐殖酸含量高,,肥效缓速兼备,是生产无公害农产品、有机食品的良好选择。 秸秆生化腐熟快速还田利用生化快速腐熟技术制造优质有机肥,是一种应用于上世纪90年代的国际先进生物技术,将秸秆制造成优质生物有机肥的先进方法,在国外已实现产业化,其特点是:采用先进技术培养能分解粗纤维的优良微生物菌种,生产出加快秸秆腐熟的化学制剂,并采用现代化设备控制温度、湿度、数量、质量和时间,经机械翻抛、高温堆腐、生物发酵等过程,将农业废弃物转化成优质有机肥。它具有自动化程度高(生产设备一人即可操作),腐熟周期短(4~6周),产量高(一台设备可年产肥料2万~3万吨),无环境污染(采用好氧发酵,无恶臭气味),肥效高等特点。 饲料化利用技术植物纤维性废弃物往往因其营养价值低或可消化性低,不能直接用作饲料,但若将之进行适当处理,即可大大改善其营养价值和可消化性。具体处理方法一般有以下几种: 微生物处理技术农业植物纤维性废弃物中的成分一般都能被微生物分解利用,这些微生物含有较多的蛋白质并含有较丰富的维生素,加到动物饲料中可大大提高饲料效果。微生物处理技术就是指应用微生物工业技术,采用生物工程手段,将秸秆、术屑等农业植物纤维性废弃物加工变为微生物蛋白产品,其应用的微生物包括细菌、酵母菌及微型藻类,发酵主要有液体发酵和固体发酵两种方式。 青贮法主要是利用自然的乳酸在厌氧条件下对青绿秸秆进行发酵处理。通过青贮处理可以使原来粗硬的秸秆变软熟化,增加原料的营养价值和可消化率,是牲畜的好饲料。目前

低温等离子体技术介绍

技术介绍 --低温等离子体 低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质的第四态,当外加电压达到气体的着火电压时,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分解污染物的目的。 “QHDD-Ⅱ”低温等离子体工业废气处理成套设备和技术作为一种新型的气态污染物的治理技术是一个集物理学、化学、生物学和环境科学于一体的交叉综合性电子化学技术,由于能很容易使污染物分子高效分解且处理能耗低等特点,是目前国内外大气污染治理中最富有前景、最行之有效的技术方法之一,其使用和推广前景广阔,为工业领域VOC类有机废气及恶臭气体的治理开辟了一条新的思路。 低温等离子体废气处理技术与其他废气治理方法优缺点对比 表1-2 几种废气处理工艺的适用范围及优缺点 工艺名称原理适用范围优点缺点 掩蔽法采用更强烈的芳香气味与臭气掺和,以掩蔽臭气,使之能被人接收适用于需立即、暂时地消除低浓度恶臭气体影响地场合,恶臭强度左右,无组织排放源可尽快消除恶臭影响,灵活性大,费用低恶臭成分并没有被去除,麻痹了对原有污染物的感知 热力燃烧法在高温下恶臭物质与燃料气充分混和,实现完全燃烧适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体净化效率高,恶臭物质被彻底氧化分解设备易腐蚀,消耗燃料,处理成本高,易形成二次污染,催化剂中毒 催化燃烧法

水吸收法利用臭气中某些物质易溶于水的特性,使臭气成分直接与水接触,从而溶解于水达到脱臭目的水溶性、有组织排放源的恶臭气体工艺简单,管理方便,设备运转费用低产生二次污染,需对洗涤液进行处理;净化效率低,应与其他技术联合使用,对水溶性差的物质等处理效果差 药液吸收法利用臭气中某些物质和药液产生化学反应的特性,去除某些臭气成分适用于处理大气量、高中浓度的臭气能够有针对性处理某些臭气成分,工艺较成熟净化效率不高,消耗吸收剂,易形成而二次污染 吸附法利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相适用于处理低浓度,高净化要求的恶臭气体净化效率很高,可以处理多组分恶臭气体吸附剂费用昂贵,再生较困难,要求待处理的恶臭气体有较低的温度和含尘量 生物滤池恶臭气体经过除尘增湿或降温等预处理工艺后,从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床,恶臭气体由气相转移至水—微生物混和相,通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解掉目前研究最多,工艺最成熟,在实际中也最常用的生物脱臭方法,又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。净化效率高,处理费用低占地面积大,易堵塞,填料需定期更换,脱臭过程很难控制,受温度和湿度的影响大,生物菌培训需要较长时间,遭到破坏后恢复时间较长。 生物滴滤池原理同生物滤池式类似,不过使用的滤料是诸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供营养物的惰性材料。只有针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上,而不会出现生物滤池中混和微生物群同时消耗滤料有机质的情况池内微生物数量大,能承受比生物滤池大的污染负荷,惰性滤料可以不用更换,造成压力损失小,而且操作条件极易控制占地面积大,需不断投加营养物质,而且操作复杂,受温度和湿度的影响大,生物菌培训需要较长时间,遭到破坏后恢复时间较长。 洗涤式活性污泥脱臭法将恶臭物质和含悬浮物泥浆的混和液充分接触,使之在吸收器中从臭气中去除掉,洗涤液再送到反应器中,通过悬浮生长的微生物代谢活动降解溶解的恶臭物质有较大的适用范围可以处理大气量的臭气,同时操作条件易于控制,占地面积小设备费用大,操作复杂而且需要投加营养物质 曝气式活性污泥脱臭法将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中,通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质适用范围广,目前日本已用于粪便处理场、污水处理厂的臭气处理活性污泥经过驯化后,对不超过极限负荷量的恶臭成分,去除率可达%以上。受到曝气强度的限制,该法的应用还有一定局限

等离子体技术在大气污染防治中的应用

等离子体技术在大气污染防治中的应用 等离子体技术在大气污染防治中的应用 发布时间:2010-09-19 08:51:48 1 等离子体概况 1.1 等离子体及等离子体技术的基本概念等离子体是由大量正负带电粒子和中性粒子组成的,并表现出集体行为的一种准中性非凝聚系统,整个体系呈电中性,具有与一般气体不同的性质, 容易受磁场、电场的影响它为化学反应提供必须的能量粒子和活性物种,在化学工业、 材料工业、电子工业、机械工业、国防工业、生物医学和环境保护等方面有着广泛的应用。它是物质存在的基本形态之一,与固态、液态、气态并列,成为物质第四态。 1.2 等离子体产生的机理及方法当气体分子以一定的方式在外部激励 源的电场被加速 获能时, 能量高于气体原子的电离电势时, 电子与原子间的 非弹性碰撞将导致电离而产生离子电子,当气体的电离率足够大

时,中性粒子的物理性质开始退居次要地位。整个系统受带电粒子的支配,此时电离的气体即为等离子体。等离子体发生器有以下两大类共计八种产生方法。 等离子包括放电等离子和化学等离子,放电等离子可分 为有电极和无电极两类。有电极有电弧放电、辉光放电、电晕放电 和无声放电。无电极有高频感应、微波放电和激波 放电。其中电弧放电、辉光放电和高频放电分直流和交流两种。电弧 直流放电有内极和外极之分。 1.3 等离子体的分类及特点应用按热力学状态不同和中性气体温度的 高低,等离子体可分为高温等离子体和低温等离子体,按温度可将等 离子体划分为热力学平衡态等离子体和非热力学平衡态等离子体。当 电子温度(Te)与离子温度(Ti)、中性粒子温度(Tg)相等时,等离子体处于热力学平衡状态,称之为平衡态等离子体(Equilibrium Plasma) 。因为温度一般在5000K 以上,故而又称其为高温等离子体(Thermal Plasma) 。当Te>>Ti 时,称之为非平衡态等离子体(Non—thermal Equilibrium Plasma) 。其电子温度高达10 的四次方K 以上,而其离子和中性粒子的温度却低至300~500 K ,因此,整个体系的表观温度还是很低的,故又称之为低温等离子体(Cold Plasma), 而低温等离子体可分为热等离子体、冷等离子体和燃烧等离子体。热等 离子体为局域热力学平衡态等离子体,是由高强度直流电弧放电与高频感应耦合放电产生的,其特点是重粒子(原子、分子、离子)温度接近于电子温度;冷等离子体是非平衡等离子体,是由辉光放电、微波放电、电晕放电或无声放电产生的,其特点是电子温度远远高于重粒子温度;燃烧等离子体通过燃烧形成,其特点是电离度极

等离子体表面处理技术

等离子体表面处理技术的原理及应用 前言:随着高科技产业的讯速发展,各种工艺对使用产品的技术要求越来越高。 等离子表面处理技术的出现,不仅改进了产品性能、提高了生产效率,更随着高科技产业的迅猛发展,各种工艺对使用产品的技术要求也越来越高。这种材料表面处理技术是目前材料科学的前沿领域,利用它在一些表面性能差和价格便宜的基材表面形成合金层,取代昂贵的整体合金,节约贵金属和战略材料,从而大幅度降低成本。正是这种广泛的应用领域和巨大的发展空间使等离子表面处理技术迅速在国外发达国家发展起来。 一、等离子体表面改性的原理 等离子,即物质的第四态,是由部分电子被剥夺后的原子以及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气状物质。它的能量范围比气态、液态、固态物质都高,存在具有一定能量分布的电子、离子和中性粒子,在与材料表面的撞击时会将自己的能量传递给材料表面的分子和原子,产生一系列物理和化学过程。其作用在物体表面可以实现物体的超洁净清洗、物体表面活化、蚀刻、精整以及等离子表面涂覆。 二、等离子体表面处理技术的应用 1、在工艺产业方面的应用 1)、在测量被处理材料的表面张力 表面张力测定是用来评估材料表面是否能够获得良好的油墨附着力或者粘接附着品质的重要手段。为了能够评估等离子处理是否有效的改善了表面状态,或者为了寻求最佳的等离子表面处理工艺参数,通常通过测量表面能的方式来测定表面,比如使用Plasmatreat 测试墨水。最主要的表面测定方式包括测试墨水,接触角测量以及动态测量 评价表面状态 低表面能, 低于28 mN/m良好的表面附着能力,高表面能 2)预处理–Openair? 等离子技术,对表面进行清洗、活化和涂层处理的高技术表面处理工艺 常压等离子处理是最有效的对表面进行清洗、活化和涂层的处理工艺之一,可以用于处理各种材料,包括塑料、金属或者玻璃等等。 使用Openair?等离子技术进行表面清洗,可以清除表面上的脱模剂和添加剂等,而其活化过程,则可以确保后续的粘接工艺和涂装工艺等的品质,对于涂层处理而言,则可以进一步改善复合物的表面特性。使用这种等离子技术,可以根据特定的工艺需求,高效地对材料进行表面预处理。

等离子体及其技术的应用

等离子体及其技术的应用 摘要: 随着等离子体技术的迅速发展,逐渐形成了一个新兴的等离子体化工体系。我们知道,普通化学反应和化工设备中所产生的温度只有二千多度。而在各种形式的气体放电所形成的低温等离子体中电子温度可达一万度以上,足以造成各种化学键的断裂,或使气体分子激发电离,产生许多在通常条件下不能发生的化学反应,获得通常条件下不能得到的化合物或化工产品,并且获得的化合物与化工产品不会产生热分解。这势必会造就很多性能优良的新物质,其也将会有广泛的应用前景。 关键词:等离子体;喷涂;焊接;尾气处理;隐身技术

Plasma and its technical application ABSTRACT With the rapid development of plasma technology, and gradually formed a new plasma chemical system.We know, the common chemical reaction and chemical engineering equipments only produce two thousand degrees temperature.The temperatures that in low temperature plasma electronic produced by all forms of gas discharge up to ten thousand degrees or above,more enough to fracture all sorts of the chemical bonds, or make the gas molecule ionization, produce many chemical reactions that can't happened in usual conditions , get compound or chemical products that can't achieved in usual conditions , and the products won't occur thermal decomposition.It will produce a lot of new substances that performance excellent ,and have a broad application prospect. keywords:plasma;flame plating;soldering;tail gas treatment;invisible technology

一般工业固废台账

编号:- - 浙江省普通工业固废利用处置管理台帐单位名称:(公章) 声明:我特此确认,本台帐所填写的内容均为真实。本单位对本台帐的真实性负责,并承担内容不实的后果。单位负责人/法定代表人签名: 浙江省环境保护厅制

填写说明(请务必仔细阅读) 本台帐用于本省行政区域内企业记录其普通工业固废产生、贮存、利用、处理处置等情况。产生的普通工业固废属危险废物的,应当执行危险废物管理的有关规定。台帐使用期限为一年,即:每年1月1日至12月31日。帐共分为六部分,依次为封面、填写说明、环保部门核查记录、基本信息(含流向信息)、管理记录表和汇总表。 企业应当每半年统计汇总台帐数据,填写《工业企业普通工业固废产生和流向情况汇总表》,分别于每年7月和次年1月份上报所在地县(市、区)环保局。其中,每年7月份上报当年上半年的情况,次年1月则上报上一年度全年的情况。 本台帐和《工业企业普通工业固废产生和流向情况汇总表》由企业从浙江省环保厅网站(https://www.360docs.net/doc/c14888264.html,)处下载并打印(下载路径:网站首页→表格下载→浙江省普通工业固废利用处置管理台帐相关材料→台帐标准格式及统计表),按顺序装订成册后使用。 本台帐中“管理记录表”部分应当以手工填写,打印无效。使用后的台帐,应当保存至少五年。 一、封面部分 1、【编号】:由三部分组成,第一部分填写该企业所属行业,第二部分填写该本台帐启用的年份,第三部分填写该本台帐启用的具体日期。如:某印染企业2010年9月1日启用的废盐酸台帐的封面编号应填写为:印染– 2009 – 0901 2、【单位名称】:按照工商营业执照或组织机构代码证填写,并加盖公章。 二、环保部门核查记录 该部分由环保部门填写,企业陪同人员应当在相应栏目内签字。 三、基本信息部分 (一)危险废物基本信息 1、【贮存情况】:是指普通工业固废在企业内贮存的基本情况,请根据实际情况勾选; 2、【累计贮存量】:台帐起用之日,企业内部累计贮存普通工业固废的数量(吨); 3、【利用处置类型】:根据实际情况勾选; 4、【利用处置方式】:请根据实际情况勾选,属于其它的应当填写具体的利用处置方式; 5、【委托利用处置单位】:请填写委托利用处置单位的名称、联系人、联系方式及地址,地址应按以下格式填写“XX市XX县ХХ镇ХХ街ХХ号”; (三)流向信息变更记录 普通工业固废流向基本信息中的任何一项发生变更的,请在该部分内注明变更项目的名称、变更日期及变更后的内容,同时在《管理记录表》当日备注栏中注明变更项目的名称。如:委托利用处置单位发生改变,则变更项目填写“委托利用单位名称”,变更日期填写变更委托利用单位的日期,变更内容填写现委托利用单位名称、地址、联系人及联系电话。 四、废物管理记录表 1、(1)【日期】:普通工业固废产生、贮存、自行利用处置或委托贮存、利用、处置的日期(月、日);

2.2和2.3气体放电等离子体及其应用

电容耦合射频放电 为了维持直流辉光放电,电极必须是可导电的。如果其中一端或两端电极都不可导电,如当辉光放电用于绝缘材料的光谱化学分析或介质薄膜的沉积,此时电极表面附着绝缘材料,电极因正负电荷的积累而充电,辉光放电熄灭。为了解 决这个问题,可以在电极间加交流电压,这样,每个电极都可以充当阳极和阴极,在电压正半周期时积累的部分电荷将会在电压负半周期时被抵消。 通常,电压频率为射频范围(1kHz-310kHz ,常见频率为13.56MHz )。严格的说,在其他电压频率时,也会产生电容耦合放电,所以称其为交流放电更合适。另外,频率应该很高,这样半个周期才会比绝缘体充满电的时间短。否则,电极将会相继呈相反极性,引起短暂放电,而不是持续放电。由计算可得,当所加电压频率大于100kHz 时,放电能持续。实际上,很多射频辉光放电过程产生于13.56MHz 。因为该频率是国际通信局规定的,其在传播一定能量的时候不会对通信产生干扰。 此时需要强调,所谓电容耦合,指的是将输入功率耦合为放电一种方式,也就是说,利用两个电极及其鞘层形成一个电容。后面会讲到,射频功率也可以利用其它方法耦合放电。 在典型射频频率下,电子和离子的行为完全不同,这可通过它们不同的质量解释。电子质量小,可以跟得上射频电压产生的时变电场的变化。实际上,电子的固有频率,或所谓的电子等离子体频率为:;02εe e pe m e n w = e pe n f 9000=(Hz ) (1) e n 用3-cm 表示。当电子密度从1010变化到 31310-cm 时,等离子体频率由9×810变化至3× 1010Hz ,比13.56MHz 大很多。如果电压频率小于 离子等离子体频率,离子可以跟得上鞘层内的电 场的变化。由于离子等离子体频率与质量呈反 比,电子可以跟的上典型射频时电场的变化,而 离子只能跟得上随时间均匀变化的电场。 电容耦合射频放电的另一个重要的方面是, 自给偏压现象,也是由电子和离子质量的不同引 起的。当两电极大小不同时,或当射频电源与电 极之间形成耦合电容时,或电极是绝缘的(因为可以把它当作电容),自给偏压也称直流偏压便会形成。当在由电极形成的电容上施加一方波(见图3)时,等离子体电压值将达到所加电压的值。当所加电压刚开始为正时,如图3,电子将加速向电极运动。因此,电容将通过电子电流迅速充电,等离子体电压下降。半个周期后,所加电压极性改变时,等离子体电压改变相同的数值(即施加电压幅值的2倍)。电容此时通过离子电流已充电完成,等离子体电压将下降,但比先前下降的少,因为离子的迁移率较低,导致离子流通量较小。又经过半个周期时,电压极性改变,同样等离子体电压极性也改变。此时,等离子体电压下降更快,因为电容因电子流又充满了电。此过程周而复始,直到电容最终充满足够的阴极电荷,此时电子和离子在一个射频周期内流量相同。最终在射频功率电极间形成一个随时间均匀变化的负直流偏压(图3中的虚线表示)。需要说明的是,该现象也会发生在地极中,但影响很小。图4为一典型的正弦电压,其频率为13.56MHz ,以及其所对应的直流偏压。

等离子体及其技术应用

等离子体及其技术应用 生化系化学教育姓名:蒋敏学号:20101420 摘要:通过介绍等离子体的概念、分类、特性、原理及其在化学工业、材料工业、电子工业、能源方面和机械工业、国防工业、生物医学及环境保护方面的技术应用。 关键词:等离子体、概念、特性、原理、应用 前言:等离子体是宇宙中物质存在的一种状态。物质除固、液、气三态外,还有第四种状态即等离子态。所谓等离子体就是气体在外力作用下发生电离,产生电荷相反、数量相等的电子和正离子以及游离基(电子、离子和游离基之间又可复合成原子和分子),由于在宏观上呈中性,故称之为等离子体。处于等离于态的各种物质微粒具有较强的化学活性,在一定的条件下可获得较完全的化学反应,物质的各态之间是可以相互转化的。 1. 等离子体 等离子体是由电子、离子等带电粒子以及中性粒子(原子、分子、微料等)组成的, 宏观上呈现准中性, 且具有集体效应的混合气体。所谓准中性是指在等离子体中的正负离子数目基本相等, 系统在宏观上呈现中性, 但在小尺度上则呈现出电磁性, 而集体效应则突出地反映了等离子体与中性气体的区别。 1.1等离子体的含义 由电子、离子和中性粒子三种成分组成。其中电子和离子的电荷总数基本相等,因而作为整体是电中性的。等离子体是由大量带电粒子组成的有宏观空间尺度和时间尺度的体系。 1.2等离子体的产生 对液体加热使之温度升高,可以使它转化为气体。在通常的气体中,物质的最小单元是分子。如果对气体再加热使气体温度升高时,分子会分解成单个原子,这种以原子为基本单元而组成的气体叫做原子气体。使原子气体的温度再升高,原子运动的速度增大。通过相互碰撞使之电离出自由电子和阳离子,当许多原子被电离之后,会形成一个电离过程、电离成的离子与电子复合成中性微粒过程之间的动态平衡,因此

等离子体物理及应用领域

等离子体物理及应用领域 什么是等离子体? 由大量的带电粒子组成的非束缚态的宏观体系 非束缚性:异类带电粒子之间相互“自由”,等离子体的基本粒子元是正负荷电的粒子(电子、离子),而不是其结合体。 粒子与电磁场的不可分割性:等离子体中粒子的运动与电磁场(外场及粒子产生的自洽场)的运动紧密耦合,不可分割。 集体效应起主导作用:等离子体中相互作用的电磁力是长程的。 等离子体是物质第四态 电离气体是一种常见的等离子体 需要有足够的电离度的电离气体才具有等离子体性质。 “电性”比“中性”更重要 ( 电离度 >10-4 ) 放电是使气体转变成等离子体的一种常见形式 等离子体 电离气体 宇宙中90%物质处于等离子体态 人类的生存伴随着水,水存在的环境是地球文明得以进化、发展的的热力学环境,这种环境远离等离子体物态普遍存在的状态。因而,天然等离子

体就只能存在于远离人群的地方,以闪电、极光的形式为人们所敬畏、所赞叹。 由地球表面向外,等离子体是几乎所有可见物质的存在形式,大气外侧的电离层、日地空间的太阳风、太阳日冕、太阳内部、星际空间、星云及星团,毫无例外的都是等离子体。 地球上,人造的等离子体也越来越多地出现在我们的周围。 日常生活中:日光灯、电弧、等离子体显示屏、臭氧发生器 典型的工业应用:等离子体刻蚀、镀膜、表面改性、喷涂、烧结、冶炼、加热、有害物处理 高技术应用:托卡马克、惯性约束聚变、氢弹、高功率微波器件、离子源、强流束、飞行器鞘套与尾迹 等离子体参数空间 密度(cm -3) 温度 (度) 太阳核心 磁约束 聚 变 霓虹灯 北极光 火 闪电 日冕 氢 星际空间 荧光 气体 液 体 固 体 惯性聚变 星 太阳风

低温等离子体的应用领域

低温等离子体的应用领域 低温等离子体物理与技术经历了一个由60年代初的空间等离子体研究向80年代和90年代以材料为导向研究领域的大转变,高速发展的微电子科学、环境科学、能源与材料科学等,为低温等离子体科学发展带来了新的机遇和挑战。 现在,低温等离子体物理与应用已经是一个具有全球影响的重要的科学与工程,对高科技经济的发展及传统工业的改造有着巨大的影响。例如,1995年全球微电子工业的销售额达1400亿美元,而三分之一微电子器件设备采用等离子体技术。塑料包装材料百分之九十都要经过低温等离子体的表面处理和改性。科学家预测:二十一世纪低温等离子体科学与技术将会产生突破。据估计,低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域的潜在市场每年将达一千几百亿美元。 等离子体辅助加工被用来制造特种优良性能的新材料、研制新的化学物质和化学过程,加工、改造和精制材料及其表面,具有极其广泛的工业应用--从薄膜沉积、等离子体聚合、微电路制造到焊接、工具硬化、超微粉的合成、等离子体喷涂、等离子体冶金、等离子体化工、微波源。等离子体辅助加工已开辟的和潜在的应用领域包括: ●半导体集成电路及其它微电子设备的制造 ●工具、模具及工程金属的硬化 ●药品的生物相溶性包装材料的制备 ●表面防蚀及其它薄层的沉积 ●特殊陶瓷(包括超导材料) ●新的化学物质及材料的制造 ●金属的提炼 ●聚合物薄膜的印刷和制备 ●有害废物的处理 ●焊接 ●磁记录材料和光学波导材料 ●精细加工 ●照明及显示 ●电子电路及等离子体二极管开关 ●等离子体化工(氢等离子体裂解煤制乙炔、等离子体煤气化、等离子体裂解重烃、等离子体制炭黑、等离子体制电石等) 对上述某些部分领域的目前潜在市场估计: ●半导体工业约为260亿美元 ●等离子体电子学约为400亿美元 ●工具及模具硬化约为20亿美元 ●作记录和医用聚合物薄膜领域约为几十亿美元的市场 对一些新的有活力的市场估计: ●金属腐蚀防护约为500亿美元 ●优质陶瓷约为50亿美元 ●在废物处理、金属提练、包装材料及制药业中的应用约为几十亿美元市场。 低温等离子体物理与应用是一个具有全球性影响的重要的科学与工程,对全世界的高科技工业发展及许多传统工业的改造都有着直接的影响,二十一世纪初等离子体辅助加工会产生重要的突破,而这些突破对高科技产业的保护及提高其在市场中的地位将是极为重要的,例如

一般工业固废分类、贮存、处置制度

浙江隆源工贸有限公司 一般工业固废分类、贮存、处置制度 一、目的 为了减少固体废物的产生,充分利用和无害化处置固体废物,防治固体废物污染环境,保障人身健康,提高员工生活质量、特制定本管理制度。 二、使用范围 适用于厂区范围内生产、服务、及办公室和生活区各项活动中产生的一般固废垃圾。 三、职责 3.1不可回收利用的一般固体废弃物: 是指在工程施工、生活中产生的不可回收的固体废弃物,主要有建筑垃圾、食堂产生的食物垃圾及生活垃圾等。 3.2可回收利用的一般固体废弃物: 是指在生产、办公活动中产生的可回收的固体废弃物,主要有生产和设备维修产生的废编制袋、回收粉尘、金属零件(铝屑/铁屑)、废纸箱、废木箱、玻璃瓶罐、废塑料、废纸等。 3.3办公室负责废弃物存放和处理的监督、检查和指导。 3.4各部门负责本部门的生产、办公和生活过程中产生的固体废弃物的分类、收集等工作。 3.5清洁工负责对各个存放点的固体废物统一收集、固体废物的管理及相关记录的填写。 3.6各单位对本单位产生的固体废弃物进行分类,按类别放收集箱(场所)内,便于回收利用和处置,所产生的垃圾,相关单位要做好收集,严禁私自处置,乱丢乱放,否则,按环境目标分解考核责任单位或责任人。 四、固体废物处置控制措施 4.2 固体废弃物的收集和存放 4.2.1各部门、各车间应按照废弃物分类,设置不可回收、可回收废物箱,并分别设置明显标识。 4.2.2 废弃物产生后,应按不同类别和相应要求及时放置到不可回收、可回收废物箱。 五、其它未尽事宜按公司《固体废物控制程序执行》 1、精工车间产生的固体废物主要包括:废纸箱/板、废纸、编织袋、抹布、扫地灰尘及生活垃圾等。 2、喷漆车间产生的固体废物主要包括:废纸箱/板、抹布扫地灰尘及生活垃圾等。

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