Наряду с существующими методами очистки воздуха от загрязняющих веществ в последние годы распространение получают процессы на базе плазмокаталитической технологии. Первоначально она предназначалась для очистки воздуха на космических кораблях, и на сегодняшний день является наиболее эффективной и экономичной. В ее основе лежат два способа разложения газообразных загрязняющих веществ до элементарных соединений: плазмохимический и каталитический.

Наряду с существующими методами очистки воздуха (газов) от загрязняющих веществ – электростатическими, биологическими, сорбционными, каталитическими, химическими, в последние годы распространение получили плазмокаталитические технологии (ПКТ). Плазмокаталитическая технология первоначально была разработана для очистки воздуха на космических кораблях и является наиболее эффективной и экономичной.

В ее основе лежат два способа разложения газообразных загрязняющих веществ до элементарных соединений (CO₂, H₂O): плазмохимический и каталитический.

Плазмохимический метод

Плазма, как известно, представляет собой газ, молекулы которого ионизированы. Она состоит из многих компонентов: электронов различных энергий, положительных и отрицательных ионов, нейтральных частиц. К нейтральным частицам относятся как молекулы и атомы в основном состоянии, так и молекулы, атомы, радикалы в возбужденном состоянии.

Процесс конверсии вредных веществ происходит по следующему механизму: загрязненный воздух проходит через газоразрядный реактор, в котором происходит разрушение вредных веществ под действием низкотемпературной плазмы и других физико-химических факторов воздействия. В результате этих воздействий также происходит возбуждение молекул, атомов и радикалов, что качественно влияет на работу каталитической ступени очистки.

Каталитический метод

Каталитический способ очистки воздуха представляет собой глубокое окисление продуктов конверсии, образовавшихся в результате прохождения воздуха через плазмохимический реактор. В данном способе применяется низкотемпературный катализатор, который благодаря плазмохимической ступени начинает эффективно работать в диапазоне температур от 20 до 50 ^оC.

Плазмокаталитическая технология очистки воздуха от газообразных вредных веществ уникальна в силу того, что позволяет производить глубокую очистку всего комплекса токсичных соединений, начиная с низких температур. Кроме того, одновременно с газоочисткой происходит подавление болезнетворной микрофлоры воздуха.

«ПЛАЗКАТ»

С целью совмещения преимуществ плазмохимического и каталитического способов отечественными учеными была разработана очищающая установка «ПЛАЗКАТ».

«ПЛАЗКАТ» решает проблему очистки воздуха (газов) при минимуме катализатора (то есть без применения драгоценных металлов), при минимуме температуры (от 20 ^оС) и при минимуме потребляемой электроэнергии. Причем объемы очищаемого воздуха могут быть очень высоки: от 5 до 100 000 м³/час. Применение новой установки в совокупности с пылеочистными установками (сооружениями) позволяет осуществить полный цикл очистки выбрасываемых газов в атмосферу, реализовать систему замкнутого воздухооборота в рабочем помещении (что сегодня очень актуально – в особенности для стран, где холодный период времени составляет не менее полугода). Одним из направлений применения установки, где она имеет неоспоримые преимущества перед традиционной газоочисткой, являются отрасли производства, в которых применяется малогабаритное и среднегабаритное технологическое оборудование: нагревательные, термические и плавильные печи малых объемов, покрасочные камеры, коптильни, плиты для термообработки пищевых продуктов и т. п. Преимущества связаны, в первую очередь, с малыми капитальными и эксплуатационными затратами при достижении требуемого эффекта очистки.

Еще одной важной областью применения установки «ПЛАЗКАТ» является ее использование в приточных системах вентиляции. В особенности это касается крупных промышленных городов и центров, где применяется традиционная воздухоподготовка, в основном ограничивающаяся применением масляных и волокнистых фильтров, которые достаточно эффективно (не ниже 99%) очищают воздух от пыли и аэрозолей, однако не решают задачи очистки от вредных газов.

Установка позволяет также осуществлять дезодорацию воздуха конторских и бытовых помещений. Известно, что современные методы кондиционирования воздуха помещений чаще всего направлены лишь на очистку воздуха от пыли, а применение ионизаторов не обеспечивает удаления вредных газов и оживления воздушной среды. «ПЛАЗКАТ» же выполняет полный комплекс очистки и дезодорации воздуха. Кроме этого, наблюдается дополнительный эффект дезинфекции и дезактивации – в сушилках, раздевалках, душевых, квартирах и т. д.

Преимущества новой установки

Испытания пилотной установки «ПЛАЗКАТ» проводились в 2004 году силами сотрудников ООО «Электроэкология» и санитарно-промышленной лаборатории ОАО «Волгодонский КДП».

Преимущества плазмохимической технологии очистки газов очевидны:

1. Химические, сорбционные и биологические методы предусматривают стадию утилизации продуктов реакции и возмещение затраченных реагентов. Для осуществления плазмокаталитических реакций разложения вредных веществ требуется лишь подача электроэнергии.

2. Электростатические методы применяются в основном для очистки газовых выбросов от взвешенных частиц (пыль и аэрозоли). Применение их требует дорогостоящих высокочастотных агрегатов питания и подачи в зону реакции дополнительных газов реагентов, при этом эффективность очистки составляет не более 80%. Установки «ПЛАЗКАТ» работают в основном на промышленной частоте питающего напряжения, и степень очистки в них достигает 99,9%.

3. Каталитичекие методы очистки требуют дорогостоящих катализаторов, высоких температур в зоне катализа, а также малых объемов газов, проходящих через зону реакции для эффективной очистки. А установки «ПЛАЗКАТ» работают на дешевых катализаторах, в широком диапазоне температур и с любыми объемами очищаемых газов.