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    大氣常壓等離子清洗機工作原理及清洗原理

    文章出處:等離子清洗機廠(chǎng)家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間:2022-04-11
    等離子體是指被電離的氣體,它與固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)物質(zhì)比較有不同的物理和化學(xué)性質(zhì),常被稱(chēng)為物質(zhì)的第四態(tài)。由于等離子體中存在大量電子、正離子、自由基、亞穩態(tài)的分子和原子等,當等離子體與被清洗物質(zhì)表面相互接觸時(shí),會(huì )產(chǎn)生物理刻蝕、化學(xué)分解等物理和化學(xué)過(guò)程,從而分解或清除污染物。
     

    大氣常壓等離子清洗機結構組成:


    大氣常壓等離子清洗機,包括高頻電源、供氣源、電極、等離子體放電區間和噴口等,如圖1所示。
    大氣等離子清洗機工作原理
    圖一 大氣等離子清洗機結構簡(jiǎn)圖

    大氣常壓等離子清洗機工作原理:


    等離子體噴槍是由一個(gè)圓柱體的金屬射頻電極和圓簡(jiǎn)狀的金屬地電極構成,在圓柱體電極和圓簡(jiǎn)地電極之間有一個(gè)圓簡(jiǎn)狀的放電縫隙,在電極的--端用絕緣材料密封,另一端設有一個(gè)噴口,當工作氣體通過(guò)該電極之間的縫隙時(shí)被擊穿電離形成等離子體,在氣體壓力推動(dòng)下,從噴口向外噴出。從噴口向外噴出的等離子體束流的長(cháng)度取決于放電功率和進(jìn)氣量。供氣源可以根據被清洗污染物的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。
     

    大氣常壓等離子清洗機清洗原理:


    由于在等離子體噴槍的噴口處包含有大量電子、離子、自由基和亞穩態(tài)的分子和原子,當該等離子體束流成分與被清洗的物質(zhì)接觸時(shí),會(huì )發(fā)生干化學(xué)反應,從而清洗掉污染物。圖2是氫等離子體和氧等離子體分別清洗氧化物和有機物的干化學(xué)過(guò)程。氫等離子體與氧化物作用,把氧化物分解成水氧等離子體與有機物作用,把有機物分解為CO2。兩個(gè)清洗過(guò)程所生成產(chǎn)物是H20和CO2,無(wú)任何液體廢物排放,不存在二次污染。

    圖2 干化學(xué)清洗過(guò)程示意圖
    (a)干化學(xué)氧化物清洗工藝; (b)干化學(xué)有機物清洗工藝

    等離子清洗過(guò)程


    從反應機理來(lái)看,清洗過(guò)程包括:(1)無(wú)機氣體被激發(fā)到等離子態(tài);(2)氣相物質(zhì)被吸附在固體表面;(3)被吸附基團與固體表面分子反應生成了產(chǎn)物分子;(4)產(chǎn)物分子解析形成氣相;(5)反應殘余物脫離表面。

    從反應方式來(lái)看,清洗過(guò)程包括化學(xué)反應與物理反應兩種清洗過(guò)程。

    (1) 化學(xué)過(guò)程:在化學(xué)等離子體過(guò)程中,自由激進(jìn)分子與待清洗物表面的元素發(fā)生化學(xué)反應。這些反應產(chǎn)物是非常小的易揮發(fā)分子,可以用真空泵抽出。在有機物清洗應用中,主要的副產(chǎn)物包括H20、C0和CO2。有機物(C,H,O)+0-→H20+CO2+CO以化學(xué)反應為主的等離子體清洗,清洗速度快、選擇性好、對去除有機污染物最為有效,缺點(diǎn)是會(huì )在表面產(chǎn)生氧化。典型的是采用氧氣等離子體。

    (2) 物理過(guò)程:物理過(guò)程中,原子和離子以高能量、高速度轟擊待清洗物表面,使分子分解,通過(guò)真空泵抽出。在清洗過(guò)程中,為使原子和離子達到最大的速度需要高能量和低壓力。以物理反應為主的等離子體清洗,本身不發(fā)生化學(xué)反應,清洗表面不留下任何氧化物,缺點(diǎn)是會(huì )對表面產(chǎn)生損害,會(huì )有很大的熱效應。典型的是氫氣等離子體清洗。

    以上就是關(guān)于大氣常壓等離子清洗機的工作原理及其清洗原理介紹,從應用的角度來(lái)看,大氣常壓等離子清洗機具有很多優(yōu)點(diǎn),由于等離子體在大氣壓開(kāi)放環(huán)境條件下產(chǎn)生和應用,因此,一方面,等離子體自身的產(chǎn)生和維持系統變得簡(jiǎn)單、設備的制造和維護成本大大降低,等離子體源具有更好的移動(dòng)性,材料處理工藝過(guò)程易于實(shí)現自動(dòng)化,操作方便、效率高。

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