低温等离子体介绍PPT课件
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18
已承担国家级课题4项，省部级课题3项,国 家科技部创新项目1项，上海市创新项目1项
国家自然基金项目（No. 29577271 ）
国家自然基金项目（No. 29477265 ）
国家自然基金项目（No. 29607001 ）
国家自然基金项目（No. 20177004 ）
上海市科技攻关项目（No.上海市科委98－016 ）
化碳技术证书
25
以介质阻挡放 电为核心技术 的臭氧发生器 专利
低温等离子体 工业废气 治理 装置获奖证书
26
等离子体放 电管专利
等离子体工 业废气处理 技术优秀发 明奖杯
27
低温等离子体 恶臭废气治理 专利证书
28
低温等离子体 恶臭废气治理 专利证书
29
授权的等离子 体有关专利
正在受理的低 温等离子体废 气治理专利
3
一.等离子体原理及简介
4
1-1 何为等离子体
等离子体是继固、液、气三态后被列 为物质的第四态。由正离子、负离子、 电子和中性粒子组成。在这个体系中 因其总的正、负电荷数相等，故称为 等离子体。
5
1-2 等离子体分类
按粒子温度划分
平衡态等离子体
电子温度和离子温度相等时， 等离子体在宏观上处于热力学 平衡状态，因体系温度可达到 上万度，故又称之为高温等离 子体。恒星等离子体和热核聚 变反应中的等离子体均属于这 一类型
30
31
成果证书 32
四.社会关注
33
在工博会的 高新技术推 广会上，进 行技术展示
高新技术推 广会上，复 旦侯惠奇教 授陪同上海 市前市长徐 匡迪参观
上海市专项开发项目（No.上海市科委 972312020 ）
上海市自然基金项目（No. 07ZR14004）
科技部科技创新项目（No. 06C26213100973)
上海市科技创新项目 （No. 99C281271)
19
对多种类型废气进行了降解处理
氯氟烃类物质：CF2ClBr、CF3Br、 CF3Cl、氯丁二烯等。 含氮化合物：甲胺、二甲胺、DMF等。 含硫化合物： H2S、CS2、二甲二硫、硫醇、硫醚等。 苯系物：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。 VOCs类废气: 烃、芳烃、脂、酯、醇、醛、酮、醚等。 其他恶臭气体。
避免了电极腐蚀。
8
1-5 等离子体去除污染物的基本原理
能量传递过程：
电场 ＋ 电子 → 高能电子 高能电子＋污染物 →
受激原子 受激分子 活性基团 自由基
活性基团 ＋氧气 → 生成物 ＋ 热
活性基团 ＋活性基团 → 生成物 ＋ 热
9
反应体系可产生活性粒子，如氧原子、OH自 由基、HO2自由基等：
O 2 e O 2* O • O •
eH 2 O O• H H •
O•H2O 2O• H
10
以H2S为例说明：
途径一：H2S直接分解
H 2S e 、 h 、 v 活 性 H 粒 H 子 •S
HS• 进 一 步 氧 S化 • S•S•S2
S•、 H• SO 2 S2O
11
以H2S为例说明：
途径二：产生O原子和臭氧
O2 + e → 2O
O + O2 → O3 进而H2S被O原子和臭氧氧化分解。
H2S + O → H2O + S eO 3 eO O 2 H2S + O3 → H2O + SO2
12
以H2S为例说明：
途径三：产生OH自由基 H2O + e → OH + H H2O + O → 2OH H +O2 → OH + O
OH
+e
OH
OH
O • /O • H C C O 2 O H 2 O
16
二.技术开发历程
17
复旦开发该技术历程
自1994年开始研发，至今已有21名博士、 32名硕士参与开发。
历经三代产品升级
该技术已从第一、二代产品，进入第三代产品应 用阶段。
已出版印刷相关技术文献100余篇,申请专利 10余项.
进而H2S被OH自由基氧化分解。 H2S + OH →（HO·H2S）→ H2O + SH
SH + O2 → SO + OH
13
以苯乙烯为例说明：
苯乙烯在高能电子的攻击下，可发生如下反应：
C6H5CH C2 H •
C 6H 5 C H C• H H •
C 6H 5C H C2H e C6H5••CH C2 H
C 6H 4• C H C H H •
C H C H 2C HCC HC HC HC H
14
OH•、H•、HO2•和氧原子能继续与生成的苯 基和乙烯基等基团继续作用，使其氧化成为 CO、CO2和H2O。反应过程如下：
+ O H
OH
OH
*
+ OH
OH
15
酚在等离子体中受到O·、OH·等自由基的进 一步碰撞，发生开环解离，最终氧化成CO、 CO2和H2O：
“低温等离子体”
废气治理专利技术介绍
复旦-
1
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总体概述
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2
目录
一． 等离子体原理及简介 二． 技术开发历程 三． 科研成果简介 四． 社会关注 五． 试验平台及中试设备 六． 工程应用及样板工程 七． 技术特点及优势 八． 低温等离子体与生物法的比较
光 光 光合 放 导 挡 电
放 放 放射 电 放 放
电 电 电频
电电
7
1-4 介质阻挡放电示意图：
介质阻挡放电的电极结构
利用介质阻挡放电 去除环境中的难降解物质
成为可能
具有电子密度高和常压下进行的特点；
电荷的传递和能量分散有限，大部分的能量被应
用于激发原子和分子，产生自由基等活性粒子；
双介质层的阻挡放电不直接与放电气体发生接触,
20
与复旦大学共同成立“复旦-派力迪污染 控制工程研究中心”
21
中心主要组成人员结构：教授3名，副教授
5名，讲师1名，高工3名，工程师6名，多具有研究生 学历，另有中心辅助人员20余名.
22
三.相关科研成果
23
等离子体技术处理恶臭项目验收会：
24
介质阻挡放电
处理工业废气
专利
介质阻挡放电处
理硫化氢和二硫
非平衡态等离子体
电子温度>>离子温度，电子温 度可达上万度，而离子和中性 粒子的温度却可低至室温，因 此，整个体系的表观温度还是 很低，故又称为低温等离子体。 一般气体放电产生的等离子体 属于这一类型
6
1-3 低温等离子体产生方法
气体放电
直 脉 常电 磁 微 介 电
流 冲 压容 控 波 质 晕
辉 辉 辉耦 管 诱 阻 放
已承担国家级课题4项，省部级课题3项,国 家科技部创新项目1项，上海市创新项目1项
国家自然基金项目（No. 29577271 ）
国家自然基金项目（No. 29477265 ）
国家自然基金项目（No. 29607001 ）
国家自然基金项目（No. 20177004 ）
上海市科技攻关项目（No.上海市科委98－016 ）
化碳技术证书
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以介质阻挡放 电为核心技术 的臭氧发生器 专利
低温等离子体 工业废气 治理 装置获奖证书
26
等离子体放 电管专利
等离子体工 业废气处理 技术优秀发 明奖杯
27
低温等离子体 恶臭废气治理 专利证书
28
低温等离子体 恶臭废气治理 专利证书
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授权的等离子 体有关专利
正在受理的低 温等离子体废 气治理专利
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一.等离子体原理及简介
4
1-1 何为等离子体
等离子体是继固、液、气三态后被列 为物质的第四态。由正离子、负离子、 电子和中性粒子组成。在这个体系中 因其总的正、负电荷数相等，故称为 等离子体。
5
1-2 等离子体分类
按粒子温度划分
平衡态等离子体
电子温度和离子温度相等时， 等离子体在宏观上处于热力学 平衡状态，因体系温度可达到 上万度，故又称之为高温等离 子体。恒星等离子体和热核聚 变反应中的等离子体均属于这 一类型
30
31
成果证书 32
四.社会关注
33
在工博会的 高新技术推 广会上，进 行技术展示
高新技术推 广会上，复 旦侯惠奇教 授陪同上海 市前市长徐 匡迪参观
上海市专项开发项目（No.上海市科委 972312020 ）
上海市自然基金项目（No. 07ZR14004）
科技部科技创新项目（No. 06C26213100973)
上海市科技创新项目 （No. 99C281271)
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对多种类型废气进行了降解处理
氯氟烃类物质：CF2ClBr、CF3Br、 CF3Cl、氯丁二烯等。 含氮化合物：甲胺、二甲胺、DMF等。 含硫化合物： H2S、CS2、二甲二硫、硫醇、硫醚等。 苯系物：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。 VOCs类废气: 烃、芳烃、脂、酯、醇、醛、酮、醚等。 其他恶臭气体。
避免了电极腐蚀。
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1-5 等离子体去除污染物的基本原理
能量传递过程：
电场 ＋ 电子 → 高能电子 高能电子＋污染物 →
受激原子 受激分子 活性基团 自由基
活性基团 ＋氧气 → 生成物 ＋ 热
活性基团 ＋活性基团 → 生成物 ＋ 热
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反应体系可产生活性粒子，如氧原子、OH自 由基、HO2自由基等：
O 2 e O 2* O • O •
eH 2 O O• H H •
O•H2O 2O• H
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以H2S为例说明：
途径一：H2S直接分解
H 2S e 、 h 、 v 活 性 H 粒 H 子 •S
HS• 进 一 步 氧 S化 • S•S•S2
S•、 H• SO 2 S2O
11
以H2S为例说明：
途径二：产生O原子和臭氧
O2 + e → 2O
O + O2 → O3 进而H2S被O原子和臭氧氧化分解。
H2S + O → H2O + S eO 3 eO O 2 H2S + O3 → H2O + SO2
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以H2S为例说明：
途径三：产生OH自由基 H2O + e → OH + H H2O + O → 2OH H +O2 → OH + O
OH
+e
OH
OH
O • /O • H C C O 2 O H 2 O
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二.技术开发历程
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复旦开发该技术历程
自1994年开始研发，至今已有21名博士、 32名硕士参与开发。
历经三代产品升级
该技术已从第一、二代产品，进入第三代产品应 用阶段。
已出版印刷相关技术文献100余篇,申请专利 10余项.
进而H2S被OH自由基氧化分解。 H2S + OH →（HO·H2S）→ H2O + SH
SH + O2 → SO + OH
13
以苯乙烯为例说明：
苯乙烯在高能电子的攻击下，可发生如下反应：
C6H5CH C2 H •
C 6H 5 C H C• H H •
C 6H 5C H C2H e C6H5••CH C2 H
C 6H 4• C H C H H •
C H C H 2C HCC HC HC HC H
14
OH•、H•、HO2•和氧原子能继续与生成的苯 基和乙烯基等基团继续作用，使其氧化成为 CO、CO2和H2O。反应过程如下：
+ O H
OH
OH
*
+ OH
OH
15
酚在等离子体中受到O·、OH·等自由基的进 一步碰撞，发生开环解离，最终氧化成CO、 CO2和H2O：
“低温等离子体”
废气治理专利技术介绍
复旦-
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目录
一． 等离子体原理及简介 二． 技术开发历程 三． 科研成果简介 四． 社会关注 五． 试验平台及中试设备 六． 工程应用及样板工程 七． 技术特点及优势 八． 低温等离子体与生物法的比较
光 光 光合 放 导 挡 电
放 放 放射 电 放 放
电 电 电频
电电
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1-4 介质阻挡放电示意图：
介质阻挡放电的电极结构
利用介质阻挡放电 去除环境中的难降解物质
成为可能
具有电子密度高和常压下进行的特点；
电荷的传递和能量分散有限，大部分的能量被应
用于激发原子和分子，产生自由基等活性粒子；
双介质层的阻挡放电不直接与放电气体发生接触,
20
与复旦大学共同成立“复旦-派力迪污染 控制工程研究中心”
21
中心主要组成人员结构：教授3名，副教授
5名，讲师1名，高工3名，工程师6名，多具有研究生 学历，另有中心辅助人员20余名.
22
三.相关科研成果
23
等离子体技术处理恶臭项目验收会：
24
介质阻挡放电
处理工业废气
专利
介质阻挡放电处
理硫化氢和二硫
非平衡态等离子体
电子温度>>离子温度，电子温 度可达上万度，而离子和中性 粒子的温度却可低至室温，因 此，整个体系的表观温度还是 很低，故又称为低温等离子体。 一般气体放电产生的等离子体 属于这一类型
6
1-3 低温等离子体产生方法
气体放电
直 脉 常电 磁 微 介 电
流 冲 压容 控 波 质 晕
辉 辉 辉耦 管 诱 阻 放