熱等離子體技術(shù)在環(huán)境污染物處理上的應(yīng)用
等離子體是物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)，是由電子、離子、原子、分子或自由基等粒子組成的集合體，具有宏觀尺度內(nèi)的電中性與高導(dǎo)電性。等離子體中的離子、電子、激發(fā)態(tài)原子、分子及自由基都是極活潑的反應(yīng)性物種，使通常條件下難以進(jìn)行或速度很慢的反應(yīng)變得十分快速，尤其有利于難消解污染物的處理。
等離子體可分為兩大類，熱平衡等離子體(或熱等離子體)與非熱平衡等離子體(或冷等離子體)。冷等離子體包括輝光放電、低壓射頻放電、電暈放電等，日常用的熒光燈、半導(dǎo)體工業(yè)中所用到的刻蝕技術(shù)等都屬于此類。冷等離子體的特征是它的能量密度較低，重粒子溫度接近室溫而電子溫度卻很高，電子與離子有很高的反應(yīng)活性。相對的，熱等離子體的能量密度很高，重粒子溫度與電子溫度相近，通常為10000K至20000K的數(shù)量級，各種粒子的反應(yīng)活性都很高。熱等離子體的產(chǎn)生方法包括大氣壓下電極間的交流(AC)與直流(DC)放電、常壓電感耦合等離子體、常壓微波放電等。冷等離子體技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中已得到極為廣泛的應(yīng)用，如霓虹燈、半導(dǎo)體刻蝕、真空鍍膜、紡織品表面改性、非晶新材料的生產(chǎn)等。而熱等離子體技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛，磁流體發(fā)電，核聚變技術(shù)，等離子體切割、焊接，耐熱耐磨表面噴涂，特種冶金，新材料合成，顆粒球化，超細(xì)粉末生產(chǎn)等都應(yīng)用了熱等離子體技術(shù)。隨著等離子體技術(shù)的日益廣泛的應(yīng)用，其技術(shù)也日益成熟，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越多。近年來等離子體技術(shù)在環(huán)境污染物處理方面的應(yīng)用研究引起了人們的極大關(guān)注，其中許多技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益，被認(rèn)為是環(huán)境污染物處理領(lǐng)域中最有廣適性、最有發(fā)展前途的技術(shù)之一。
冷等離子體技術(shù)一般應(yīng)用于氣態(tài)污染物的處理，最熱門的研究領(lǐng)域是各種溫室氣體的處理，一般還處于實驗室研究階段，相信在不久的將來，其中的一些技術(shù)將可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
熱等離子體技術(shù)由于其高溫與高熱傳導(dǎo)效率已在合成、冶金等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，煉鋼粉塵及其他工業(yè)粉塵的處理首先使之走向污染物處理領(lǐng)域。隨著對固體污染物處理的要求，多種等離子體處理技術(shù)發(fā)展起來了，其中最有代表性的有等離子體電弧爐(Plasma Arc Furnace)與等離子體離心式反應(yīng)器(Plasma Centrifugal Furnace)。針對難處理的液體污染物(如廢溶劑、PCB、農(nóng)藥廢液等)及氣體污染物(如氟里昂類，化學(xué)毒氣、生物戰(zhàn)劑等)的完善處理，新型的等離子體技術(shù)得到發(fā)展，較有代表性的技術(shù)是澳大利亞CSIRO公司與SRL Plasma公司聯(lián)合發(fā)展的PLASCONTM技術(shù)；各國的大公司與著名的等離子體研究所紛紛加入發(fā)展用于污染物處理的等離子體技術(shù)研究行列，許多設(shè)備建立起來并進(jìn)入商業(yè)化，較著名的有：法國的電感耦合等離子體流化床反應(yīng)器(Plasma Fluidized-bed Reactor)，加拿大的電感耦合等離子體污染物處理系統(tǒng)，俄國的三相等離子體處理裝置，波蘭的聯(lián)合等離子體PCB處理裝置，還有已進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行的等離子體技術(shù)如瑞士MGC Plasma公司的PLASMARC和PLASMOX系統(tǒng)，INERTAM系統(tǒng)，EUROPLASMA系統(tǒng)，INCIDIS系統(tǒng)等。
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