什么是低温等离子体?

冰升温至0℃会变成水,如继续使温度升至100℃,那么水就会沸腾成为水蒸气。随着温度的上升,物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程,我们把这三种基本形态称为物质的三态。那么对于气态物质,温度升至几千度时,将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧,相互间的碰撞就会使气体分子产生电离,这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物(蜡烛的火焰就处于这种状态)。我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态,即等离子体(plasma)。因为电离过程中正离子和电子总是成对出现,所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等,总体来看为准电中性。反过来,我们可以把等离子体定义为:正离子和电子的密度大致相等的电离气体。

从刚才提到的微弱的蜡烛火焰,我们可以看到等离子体的存在,而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。据印度天体物理学家沙哈(M.Saha,1893-1956)的计算,宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。此外,对于自然界中的等离子体,我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。在人工生成等离子体的方法中,气体放电法比加热的办法更加简便高效,诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。在自然和人工生成的各种主要类型的等离子体的密度和温度的数值,其密度为106(单位:个/m3)的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体,跨越近20个数量级。其温度分布范围则从100K的低温到超高温核聚变等离子体的108-109K(1-10亿度)。 温度轴的单位eV(electron volt)是等离子体领域中常用的温度单位,1eV=11600K。

通常,等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)等三种粒子。设它们的密度分别为ne,ni,nn,由于准电中性,所以电离前气体分子密度为ne≈nn。于是,我们定义电离度β=ne/(ne+nn),以此来衡量等离子体的电离程度。日冕、核聚变中的高温等离子体的电离度都是100%,像这样β=1的等离子体称为完全电离等离子体。电离度大于1%(β≥10-2)的称为强电离等离子体,像火焰中的等离子体大部分是中性粒子(β<10-3 ),称之为弱电离等离子体。

若放电是在接近于大气压的高气压条件下进行,那么电子、离子、中性粒子会通过激烈碰撞而充分交换动能,从而使等离子体达到热平衡状态。若电子、离子、中性粒子的温度分别为了Te,Ti,Tn,我们把这三种粒子的温度近似相等(Te≈Ti≈Tn)的热平衡等离子体称为热等离子体(thermal plasma),在实际的热等离子体发生装置中,阴极和阳极间的电弧放电作用使得流入的工作气体发生电离,输出的等离子体呈喷射状,可用作等离子体射流(plasma jet)、等离子体喷焰(plasma torch)等。

另一方面,数百帕以下的低气压等离子体常常处于非热平衡状态。此时,电子在与离子或中性粒子的碰撞过程中几乎不损失能量,所以有Te>>Ti , Te>>Tn。我们把这样的等离子体称为低温等离子体(cold plasma)。当然,即使是在高气压下,低温等离子体还可以通过不产生热效应的短脉冲放电模式即电晕放电(corona discharge)或电弧滑动喷射式放电来生成。大气压下的辉光放电技术目前也已成为世界各国的研究热点。可产生大气压非平衡态等离子体的机理尚不清楚,在高气压下等离子体的输运特性的研究也刚刚起步,现已形成新的研究热点。

低温等离子空气净化技术一直以来处于国际空气净化领域的尖端,在世界范围内已经被广泛应用,它可以高效清除空气中的恶臭气体、TVOC(总挥发性有机物)、各种细菌、可吸入颗粒物等有害物质,同时还可以有效保护在污染环境中的各类电子设备,使其避免了有害气体的侵蚀。拥有了等离子净化技术,我们可以为不同的环境场所提供最佳的空气净化解决方案,从很大程度上解决长期困扰我国工业发展造成的空气污染问题。

等离子系列产品应用领域广泛,几乎覆盖了如污水处理厂、垃圾处理厂、化工厂、印染厂、皮革厂等所有污染工业企业及各类公共场所。

用于污水厂、泵站、粪便场、污水管道等

主要功能:去除有害气体、消除悬浮物及有害气体、异味;减少灰尘、杀灭病毒。
污水沉淀池除臭 水泵房除臭 。
污水处理厂的气态污染物以挥发性有机物以及硫化氢、甲硫醇氨等恶臭物质为主。多发区域为:储泥池、污泥浓缩池、污泥脱水机房、曝气池和格栅井。臭气的扩散直接影响到员工的身体健康和工作效率,并对周围居民的生活产生影响。
低温等离子高效空气净化系统借助通风管路系统向散发VOC气体和臭气的空间送入可控浓度的正负氧离子空气,用离子空气“罩住”污染源表面(如污水池等)或使离子空气充满被污染的空间,使离子在极短的时间内与气体污染物分子发生反应,有效地扼制气体污染物的扩散和降低室内气体污染物的浓度。
低温等离子高效空气净化系统以人为本,从根本改善污水处理工作空间内的空气品质出发,以极低的能耗有效降低室内臭气浓度和细菌浓度,进而使外排气体臭气得到有效地扼制,彻底保护人员的身体健康和外部大气环境。

适用:医院候诊大厅、病理室、重症监护室、呼吸科门诊及病房、烧伤病房等
功能:杀灭细菌、病毒
医院中的人流复杂,密度大,病人的排泄物.消毒药水、药剂气味使医院领域内的空气污染严重;手术前关闭杀菌消毒设备,无法有效控制患者和医生之间的交叉感染;特别是SARS期间,在医院里感染的病人和医生比例,让患者和家属恐惧,后SARS时代,医院基础设施的建设及疾病控制中心项目的纷纷上马,引发的装修污染问题令人担忧。

医院领域空气主要污染源:

a.医院人员复杂,密度大,病人携带多种病原体及产生的污秽物造成的空气污染;
b.医院建筑物本身产生的空气污染物:建筑材料本身和装修带来的挥发性化学物质,如甲醛、苯、氯化物等;
c.提取血、便、体液标本不当造成的污染物,手术产生的污物挥发,医院使用的各种消毒药水及其他药物的挥发
d.大量电子设备辐射;
e.医院内使用的中央空调新风量不够及净化设备不健全造成空气二次污染。
医院领域空气污染源分类及危害:

微生物类:: 细菌类有肺炎双球菌、大肠杆菌、变形杆菌、军团杆菌.结核杆菌,肺炎克雷白氏菌、粘质沙雷氏菌,金黄色葡萄球菌。绿脓杆菌,这些病毒可导致结核病,肺炎等。

病毒类:流行性感冒病毒、麻疹病毒、流行性腮腺炎病毒,风疹病毒、SARS病毒等,这些病毒会导致呼吸道感染,流感。风疹.病毒性肺炎等。

有害气体: 甲醛.苯,二氧化氮引起眼、喉部不适,咳嗽,支气管哮喘,头痛,头晕,严重时可诱发鼻腔。口腔.咽喉,皮肤和呼吸道等癌症。

挥发性有机物(TVOC):是指挥发性有机物的总量指标。目前,能检测到的已达数百种,TVOC能引起机体免疫功能失调,影响中枢神经系统功能,表现为眼睛不适,喉部不适,气喘,头痛,疲倦,烦躁等。

医院空气污染状况及“朗天”系统的作用
序号 场 所 主要污染物 主要危害 “朗天”作用
1 候诊大厅 细菌、病毒 人体异味 交叉感染异味 有效阻止交叉感染去除异味
2 VIP病房 VOC 异味 清新空气,提高人体免疫、呼吸、循环、神经系统机能,促进康复,防止空调病
3 ICU病房 VOC静电 异味静电 去除异味消除静电清新空气,促进伤口愈合,加速体力恢复
4 手术室 VOC(麻醉剂、乙醇、甲醛等)静电、人体异味室内负离子量不足 循环过程中VOC气体积累静电、异味工作效率下降 去除异味补充室内离子数量消除静电、去除异味消除疲劳,提高工作效率提高高效过滤器效率
5 急症输液室 VOC、细菌、病毒人体新陈代谢异味 交叉感染异味 有效阻止交叉感染去除异味
6 病理室 VOC(甲醛、二甲苯、丙酮等)人体标本异味静电 异味静电 去除异味消除静电
7 化验及检验室 VOC、氨 异味 去除异味
8 动物实验室 恶臭气体(氨、硫化氢、胺类等)细菌、病毒、尘埃静电 异味交叉感染静电 去除异味有效阻止交叉感染消除静电
AISA低温等离子高效空气净化系统采取在污染源表面形成离子层的主动方式消除污染,同时改善了工作环境和保证气体达标排放。在医疗领域,对提升医院空气品质、消除异味、阻止交叉感染、节能等方面有着显著的效果。