常壓電漿的優勢

2019-03-25

在一大氣壓下產生電漿是最經濟、最有效率的一種方式。一般電漿製程為使電漿穩定的產生，系統必須操作在低壓下。因此需要真空腔體和真空幫浦來維持低壓的環境，不但成本提高、單位時間處理量大減，而且設備維護費用也高。比如說，真空幫浦一般怕強酸、強鹼、也怕微粒，極易受損。因此若能在常壓下產生穩定的電漿就不再需要上述的真空設備，裝置簡化，操作及維修費用大大降低，此外其工件可不受真空腔體大小的限制，而且製程容易以連續式操作，可處理量也大幅提昇。
故常壓電漿相較於傳統的低壓電漿，大大拓展了電漿的應用領域
如下圖一所示。目前常壓電漿於產業界已有多項應用實例，詳見表一，其中噴射式電漿系統 (Plasma Jet)介電質放電系統(DBD)因具有非熱電漿的特性且易整合於製作產線中而備受矚目。

此外，由於常壓電漿具有下述優點，可在室溫下將污染物質分解成無污染性之氣體，因此應用於氣相與液相環境污染物之分解上最具潛力。
1.去除效率高：較一般的焚化或觸媒反應法之反應性皆高，可使原先
2.易發生的反應快速進行。
3.設置成本低廉：主要設備為高頻率電源供應器，無須加熱系統，安裝容易。
4.節省能源：能源消耗少，利用效率高。電漿在低氣體溫度即可產生，而電漿化學反應在近於室溫下即可進行，無須加熱氣體即可使反應完全，因此可節省能量甚巨。電漿能量效率較傳統的化學反應效率高出甚多，是因為傳統或觸媒反應乃利用氣體加熱來提高氣體分子的動能，分子在經相互碰撞後才將一小部份的動能轉成位能來破壞分子的鍵結。如此，大部份外加的能量皆在提高氣體的溫度，而非用在鍵能的破壞。但電漿的能量是直接加在電子上，而高能電子的破壞鍵結效率非常高，電子的能量可以百分之百的轉成破壞分子的位能，而完全不需提高分子的動能。因此，電漿可以將能量直接用在分子的鍵結破壞，而不需浪費能量來提高氣體的溫度。尤其是氣體的熱傳效率相當差，電漿在氣體低溫時即可破壞鍵結的能力，可大大的節省能源。
5.操作成本低廉且可避免二次污染：不需要吸收劑或吸附劑等化學藥品，也毋需觸媒或燃料，可同時節省操作費用，和避免二次污染。
6. 操作維修容易：電漿系統簡單，操作簡便，且反應器內並無設備需經常更換，因此，不需經常維修。
7.設備體積小：電漿反應器較吸收塔、吸附塔或焚化爐小，不佔空間，非常適合既有工廠空氣污染之改善。
8.可處理低濃度污染氣體：能夠處理濃度範圍為ppb至ppm之惡臭氣體，和吸附法相當，較吸收法及焚化法為佳。
9.開機時間短：不像焚化爐操作上需要一段時間使得溫度達到所需的高溫才能進行分解；電漿反應器不需要熱機，因此不會消耗能源在升溫上。

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