等离子净化器空气净化技术以及排放污染现状

近几年我国室内装修业以平均每年25%的速发展。在装修过程中，由于甲醛具有较强的勃合性，能加强板材的硬度，并具有、的功能，以甲醛为主要成分的脉醛树脂就成了生产室内装修用的胶合板、人造板、细木工板、中密度纤维板和刨花板的重要原料。而以甲醛为的挥发性气体在室内空气中的存在，严重危害着人们的身体健康，这些气体的存在可引起呼吸系统、神经系统、生殖系统等方面的。少量短期的吸入会引起头晕、头疼、恶心、胸闷、乏力、意识模糊、记忆力减退、思维及判断力降低等症状；若长期大量的吸入会导致鼻腔、口腔、皮肤和消化道的癌症，导致畸形，并影响骨髓造血机能而引起白血病，人类有70%的病症与这些室内的污染物相关，90%以上的幼儿白血病都是由室内的污染气体所引起的。

光催化一低温等离子体空气净化技术是通过应用电场反应器内的气体分子直接传递能量，产生具有足够大能量的电子与气体分子进行弹性和非弹性碰撞，将电子的几乎全部能量传递给参加反应的气体分子，使腔内气体产生光子、电子、离子、自由基以及活性原子、激发态原子、激发态分子和活性分子碎片等，为化学反应提供较活泼的活性粒子。使得许多通常不能发生，或者需要苛刻的条件才能发生的化学反应在室温或接近室温和常压条件下变得容易进行，为恶臭物质的化学转化提供了新方法。光氧催化净化器选择具有光催化效果的催化剂，在利用低温等离子体对污染物进行处理的同时，使光催化作用也利用，从而能够将恶臭物质为的H20和C02等无机物或的小分子物。两种技术的结合可应用于各种工业废气处理，包括烟草加工废气、生物加工有毒废气、化工废气、印刷喷漆车间废气、半导体工业废气、金属加工废气和塑料加工废气等。

也可用于畜牧场臭气、餐馆油烟、公共场所臭气和氨气、民宅臭气等场所空气污染处理。本文将等离子体与光催化技术相结合进行室内污染气体去除的研究，在分析污染物去除机理的基础上进行反应器的设计。因此，本章将对光催化、低温等离子体及结合作用下污染物的去除理论进行分析，并根据所选放电方式的要求制作电较结构。

二、等离子废气净化器排放污染现状及危害

1汽车尾气排放污染现状

汽车作为较主要的现代交通运输工具，它给人们带来方便和的同时，也带来了无法回避的问题。城市空气中90%以上的一碳、60%以上的碳氢化合物和30%以上的氮物来自汽车排放。随着世界各国汽车保有量的增加，汽车已成为城市大气质量恶化的主要污染源，其排放的CO，NOx，HC，SO2，Pb等污染物不仅危害人体健康，还是酸雨和光化学烟雾的主要成分，汽车尾气污染已受到广泛的注视。

随着我国建设小康社会，经济持续高速发展，城市规模不断扩大，我国的汽车保有量也急剧增加，年增长率自2001年起一直保持在13%以上。截至2007年底，汽车保有量达到5700万，超过1985年的18倍。目前，我国已取代口本成为仅次于美国的世界二大新车消费市场，同时还是仅次于口本和美国的世界第三大汽车生产国。伴随着汽车保有量的急剧增长，我国汽车污染物排放总量也持续攀升。2003年机动车碳氢化合物(HC)、一碳(CO)和氮物(NOx)排放量已分别达到836.1万t，3639.8万t和549.2万t，比1995年分别增加了2.51，2.05和3.01倍。

虽然汽车污染物排放量越来越大，但是目前我国的汽车尾气污染物控制水平还比较低，基本上处于起步时的水平。因此，研究措施控制汽车尾气污染物排放已经刻不容缓。

2尾气中主要成分的危害

汽车废气排放主要来源于三个方面：①从排气管排出的尾气，主要成分是一碳，碳氢化合物(HC)和氮合物(NOx)，其它还有二硫(SOZ)、铅化合物和炭烟等；②窜气，即从活塞与气缸之间的间隙漏出，再自曲轴箱经通气管排出的燃烧气体，其主要成分是HC；③从油箱、化油器浮子室以及油泵接头等处蒸发出的汽油蒸汽，成分是HC。

上述成分中，CO，HC和NOx是汽油汽车尾气排放的主要污染物。目前实施的排放法规和净化措施都旨在降低这三种成分的含量。本文研究的低温等离子体净化装置即以降低汽油汽车尾气中CO，HC和NOx三种污染物的排放量为目标。下面分别介绍这三种主要污染物的危害。

①一碳的危害

一碳(CO)无色无臭，是一种窒息性的有毒气体。它由汽车燃料中烃的不燃烧产生，可经呼吸道进入肺泡，被血液吸收，而它较易与血液中有输氧能力的血红素蛋白(Hb)结合，它与Hb的亲和力是氧与Hb亲和力的300倍，因而当人吸入含有CO的气体时，人体血液中的Hb便立即同CO结合，生成CO-Hb，而不是与O：结合成O-Hb，从而降低血液的载氧能力，削弱血液对人体组织的输氧量，导致心脏、头脑等重要器官严重缺氧，引起头晕、恶心等症状，严重时会使心血管工作困难，直至死亡。另外，CO也能促使NO向NOZ转化，使形成光化学烟雾的趋势加强。

②碳氢化合物的危害

碳氢化合物(HC)包括未燃和未燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分物，如苯、醛、酮、烯、多环芳香族碳氢化物等200多种复杂成分。饱和烃的危害一般不大，甲烷气体性，乙烯、丙烯和乙炔主要会对植物伤害。

但是，不饱和烃有很大的危害性。苯是无色类似汽油味的气体，可引起食欲不振、体重减轻、易倦、头晕粘膜出血等症状，也可引起血液变化，红血球减少，出现贫血，还可导致白血病。而甲醛，丙烯醛对醛类气体也会对眼、呼吸道和皮肤有强刺激作用，超过浓度，会引起头晕、恶心、红血球减少、贫血和中毒。光氧净化器特别是带多环的多环芳香烃，如苯并花及硝基烯都是强致癌物。同时，烃类成分还是引起光化学烟雾的重要物质。

③氮物的危害

氮物(NOx)是NO及NOx的总称。汽车尾气中氮物的排放量取决于气缸内燃烧温度、燃烧时间和空燃比等因素。燃烧过程排放的氮物中以上可能是NOx，NO2只占其余的少量。NO无色无味，只有轻度刺激性，它与血液中血红蛋白(Hb)的结合能力比CO还强，时还能引起神经系统的障碍，且易成剧毒的NO2。NO：褐色有毒，空气中含量为0.1ppm时，即可嗅到它的臭味；含量在150ppm以上对人的呼吸器官就有强烈刺激作用，引起肺水肿，严重者可致肺疽，有生命危险。同时，NOx还是产生酸雨和引起气候变化、产生烟雾的主要原因。NOx与HC会在强烈太阳光紫外线照射下相互作用，从而产生光化学烟雾，使毒性加剧。光化学烟雾具有的性，可使橡胶开裂，并使大气能见度降低；对眼睛和呼吸道具有的刺激性，损害人脑，影响儿童智商，同时还损害人体的肺功能，是目前城市中肺癌发病率增加的重要原因之一。