摘 要：含硫惡臭氣體治理已經(jīng)發(fā)展成為環(huán)境保護(hù)過程中不得不解決的關(guān)鍵問題。文章簡述了含硫惡臭的來源與危害，闡述了低溫等離子技術(shù)處理含硫惡臭氣體的機(jī)理，介紹了幾種主要含硫惡臭氣體的去除方法與去除過程中影響去除效率的幾種因素，并對(duì)低溫等離子體技術(shù)未來的發(fā)展方向提出了新的思路。

關(guān)鍵詞：低溫;等離子體;含硫惡臭氣體

一、 引言

我們通常把一種或多種由臭味而引發(fā)的公害污染稱之為惡臭污染。生物的腐敗，石油的加工與冶煉、化學(xué)化工生產(chǎn)制造等均會(huì)產(chǎn)生含硫惡臭氣體，強(qiáng)烈的惡臭對(duì)人體嗅覺產(chǎn)生刺激作用，影響呼吸系統(tǒng)的同時(shí)還會(huì)讓人惡心嘔吐，頭暈?zāi)垦＃M(jìn)而影響情緒。當(dāng)前主流的處理含硫惡臭氣體的手段包括物理法化學(xué)法和生物法三種。三種方法對(duì)含硫惡臭氣體的去除都有一定的成效，但也存在去除率不達(dá)標(biāo)、成本高、操作流程煩瑣等一些缺點(diǎn)。隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，克服了傳統(tǒng)工藝缺點(diǎn)的低溫等離子技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在處理含硫惡臭氣體方面顯示出了巨大的潛力，有望成為未來治理含硫惡臭氣體的主流技術(shù)。

二、 低溫等離子體的作用機(jī)理

等離子體通常分為兩種：一方面，高溫等離子體;另一方面，低溫等離子體，二者在體系能量，溫度和離子密度等方面有所區(qū)別。20世紀(jì)80年代初，有人開始將等離子體技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境污染治理領(lǐng)域，隨著對(duì)等離子體的不斷深入了解，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，也有了許多新的突破。常用的低溫等離子除臭技術(shù)包括介質(zhì)阻擋放電、電暈放電和射頻放電。幾種低溫等離子體放電形式有所區(qū)別，但作用機(jī)理基本相似。電子從低溫等離子體形成的反應(yīng)電場中獲得能量，形成高能電子然后對(duì)惡臭氣體分子產(chǎn)生碰撞，使之成為激發(fā)態(tài)的高能氣體分子，并且離解生成許多種自由基碎片，引入氧氣進(jìn)體系內(nèi)，生成的氧氣自由基能與一氧化碳、氮氧化物、硫化物污染物相結(jié)合，在物化作用下生成二氧化碳、水、二氧化硫等各種形態(tài)的產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)惡臭氣體的有效去除。

三、 ?低溫等離子體技術(shù)去除H2S和CS2

H2S是惡臭氣體中最主要的成分，主要存在于自然環(huán)境中的腐爛物質(zhì)、火山氣體、沼澤、硫磺泉中，是低溫等離子體去除惡臭氣體研究中的最主要的一種去處對(duì)象。近年來，采用低溫等離子體技術(shù)處理H2S，仍然集中在單純的脫附H2S本身上，對(duì)于H2S脫附引發(fā)的二次污染問題以及在產(chǎn)氫制硫方面的應(yīng)用研究較少，多數(shù)停留在理論階段。學(xué)者曾研究H2S濃度、氣體停留時(shí)間，電極板間距，電極板材料等對(duì)H2S分解產(chǎn)氫制硫的影響，發(fā)現(xiàn)接地電極材料對(duì)分解效率影響不大，其余因素對(duì)分解效率和能耗有較大影響;停留時(shí)長越久，H2S濃度越低，H2S轉(zhuǎn)化生成H2和S的速率越快;在電極板間距，氣體停留時(shí)間和氣體流速都在最佳條件下產(chǎn)氫耗能較低，但產(chǎn)氫制硫的效率也較低。未來應(yīng)將注意力放在產(chǎn)氫制硫的高產(chǎn)上，減少H2S惡臭污染。

CS2氣體是含硫惡臭氣體的中的主要成分之一。作為一種易燃易揮發(fā)的刺激性有機(jī)物，CS2不能直接外排到空氣中，因?yàn)镃S2一旦被氧化生成SO2，和雨水相結(jié)合就能形成危害性極強(qiáng)的酸雨，會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)污染。而且濃度10 g /m3以上的CS2還具有致死性，因此CS2不能夠隨便對(duì)外排放，必須要經(jīng)過轉(zhuǎn)化處理才可以。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，電暈放電等離子體可以有效分解轉(zhuǎn)化CS2氣體，生成CO、CO2、COS、SO2等物質(zhì)。分解途徑如下：CS2受高能電子撞擊后C-S鍵斷開，形成碎片，部分含碳的碎片與氧自由基結(jié)合生成二氧化碳，含硫的碎片與氧自由基生成二氧化硫，同時(shí)，氧氣與氧自由基結(jié)合生成的強(qiáng)氧化性臭氧也會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)CS2的氧化轉(zhuǎn)化。

四、 ?低溫等離子體工作效率的影響因素

電極電壓、初始濃度，停留時(shí)間和背景氣體等會(huì)影響低溫等離子體技術(shù)處理含硫惡臭氣體的效率。升高低溫等離子體技術(shù)中的電極電壓，可以增加放電強(qiáng)度，隨著放電強(qiáng)度的增加產(chǎn)生的高能電子的量也隨之增加。當(dāng)進(jìn)氣氣體中在存在碳?xì)溲?、烷烴、水蒸氣等競爭性氣體時(shí)，高能電子撞擊競爭氣體競爭性氣體分子，產(chǎn)生影響含硫惡臭氣體降解的高能活性粒子，最終影響處理效率甚至引發(fā)二次污染。背景競爭性氣體中氧氣的影響效果最為明顯，甚至對(duì)含硫惡臭氣體的降解率有著至關(guān)重要的影響。電場中存在氧氣時(shí)，含硫惡臭氣體容易與氧氣接觸，發(fā)生附著反應(yīng)，不利于含硫惡臭氣體的降解，另外氧氣存在時(shí)容易發(fā)生碰撞引起·O自由基反應(yīng)。所以預(yù)處理好氧氣，使氧氣的占比在5%以下時(shí)可以顯著提高惡臭氣體的降解率，從而進(jìn)一步控制降解副產(chǎn)物。

五、 ?結(jié)語

低溫等離子體技術(shù)是目前處理含硫惡臭氣體最有成效的技術(shù)之一，目前主要集中在研究無機(jī)單組分惡臭氣體上，對(duì)于部分主要含硫惡臭氣體的去除都有了一定程度的經(jīng)驗(yàn)積累，也了解了相關(guān)的去除機(jī)理與影響去除效果的幾種條件因素。低溫等離子體技術(shù)處理含硫惡臭氣體的操作流程相對(duì)比較簡單明了，去除效率高，適用性較強(qiáng)，但是在處理多組分含硫有機(jī)惡臭氣體以及其二次污染問題上，低溫等離子體技術(shù)的作用還有待進(jìn)一步挖掘，尤其是在低耗能的前提下將含硫惡臭氣體轉(zhuǎn)化成貴價(jià)單質(zhì)硫，而不是單純地簡單脫附含硫惡臭氣體。只有這樣，低溫等離子體技術(shù)才能有望成為未來處理含硫有機(jī)惡臭氣體關(guān)鍵技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張貴劍，李凱，林強(qiáng)，等.低溫等離子體技術(shù)脫除大氣污染物的研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào)：綜述篇，2015，29（1）：137.

[2]徐可.直流電暈放電分離轉(zhuǎn)化含塵氣體中的H_2S[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2016.

作者簡介：朱晨，南京守珹環(huán)境科技有限公司。