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[交流] 等离子刻蚀后的废气

有木有人知道等离子体刻蚀过程中产生的废气以及对环境的影响？有木有啊有木有

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1楼 2011-08-23 13:59:01

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热等离子体技术在环境污染物处理上的应用
　　等离子体是物质存在的第四种状态，是由电子、离子、原子、分子或自由基等粒子组成的集合体，具有宏观尺度内的电中性与高导电性。等离子体中的离子、电子、激发态原子、分子及自由基都是极活泼的反应性物种，使通常条件下难以进行或速度很慢的反应变得十分快速，尤其有利于难消解污染物的处理。
　　等离子体可分为两大类，热平衡等离子体(或热等离子体)与非热平衡等离子体(或冷等离子体)。冷等离子体包括辉光放电、低压射频放电、电晕放电等，日常用的荧光灯、半导体工业中所用到的刻蚀技术等都属于此类。冷等离子体的特征是它的能量密度较低，重粒子温度接近室温而电子温度却很高，电子与离子有很高的反应活性。相对的，热等离子体的能量密度很高，重粒子温度与电子温度相近，通常为10000K至20000K的数量级，各种粒子的反应活性都很高。热等离子体的产生方法包括大气压下电极间的交流(AC)与直流(DC)放电、常压电感耦合等离子体、常压微波放电等。冷等离子体技术在工业生产与日常生活中已得到极为广泛的应用，如霓虹灯、半导体刻蚀、真空镀膜、纺织品表面改性、非晶新材料的生产等。而热等离子体技术的应用更为广泛，磁流体发电，核聚变技术，等离子体切割、焊接，耐热耐磨表面喷涂，特种冶金，新材料合成，颗粒球化，超细粉末生产等都应用了热等离子体技术。随着等离子体技术的日益广泛的应用，其技术也日益成熟，应用的领域也越来越多。近年来等离子体技术在环境污染物处理方面的应用研究引起了人们的极大关注，其中许多技术已经商业化应用，取得了很好的经济效益与环境效益，被认为是环境污染物处理领域中最有广适性、最有发展前途的技术之一。
　　冷等离子体技术一般应用于气态污染物的处理，最热门的研究领域是各种温室气体的处理，一般还处于实验室研究阶段，相信在不久的将来，其中的一些技术将可实现产业化。
　　热等离子体技术由于其高温与高热传导效率已在合成、冶金等领域得到广泛应用，炼钢粉尘及其他工业粉尘的处理首先使之走向污染物处理领域。随着对固体污染物处理的要求，多种等离子体处理技术发展起来了，其中最有代表性的有等离子体电弧炉(Plasma Arc Furnace)［2］与等离子体离心式反应器(Plasma Centrifugal Furnace)［3］。针对难处理的液体污染物(如废溶剂、PCB、农药废液等)及气体污染物(如氟里昂类，化学毒气、生物战剂等)的完善处理，新型的等离子体技术得到发展，较有代表性的技术是澳大利亚CSIRO公司与SRL Plasma公司联合发展的PLASCONTM技术［4］；各国的大公司与著名的等离子体研究所纷纷加入发展用于污染物处理的等离子体技术研究行列，许多设备建立起来并进入商业化，较著名的有：法国的电感耦合等离子体流化床反应器(Plasma Fluidized-bed Reactor)［5］，加拿大的电感耦合等离子体污染物处理系统［6］，俄国的三相等离子体处理装置［7］，波兰的联合等离子体PCB处理装置［8］，还有已进入商业运行的等离子体技术如瑞士MGC Plasma公司的PLASMARC和PLASMOX系统，INERTAM系统，EUROPLASMA系统，INCIDIS系统等。

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2楼2011-08-23 14:36:58

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tyhjqxbz

主管区长 (文坛精英)

★ ★
ljason(金币+2): 转载的哈，按资讯贴给予奖励。 2011-08-23 16:04:51

工业的高速发展，生活活动的不断增加，使得大气污染状况持续恶化成为目前全球十大环境问题之一。以往的机械过滤、液体吸附、固体吸附、静电吸附、催化转化、生物吸附等技术对大气污染的治理起着重要的作用。但随着污染物成分的复杂化、浓度增大，这些技术的效率低、二次污染、腐蚀设备、工艺复杂、投资大、运行费用高等缺点逐渐显露出来。而低温等离子体催化协同技术作为国际环境科技领域内的尖端技术，在降解处理有毒有害废气方面显示了其能耗低、投资少、运行费用低、处理效率高、无二次污染的显著优点。
低温等离子体催化技术的作用机理
应用低温等离子体技术处理大气污染是目前世界公认的治理废气的有效方法。其原理为：在外加电场的作用下，介质放电产生的等离子体中大量的活性电子、离子等轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，在内置催化剂的协同作用下，引发了一系列复杂的物理、化学反应，打开污染物分子之间的分子键，使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质（如二氧化碳和水），或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质，并能有效地清除病毒和细菌，从而使污染物得以降解去除。
低温等离子体催化技术的技术特点
用该项技术处理大气污染具有以下优点：
1) 能耗低。可在室温下与催化剂反应，无需加热，极大地节约了能源，从而使成本大为降低
2) 无需外加原料，运行费用低。
3) 不产生副产物。催化剂可选择性地降解等离子体反应中所产生的副产物；能实现无害资源化处理，无二次污染。
4) 设备使用便利，运行可靠。集散控制，维护简便。
5) 尤其适于处理有气味及大风量的气体。
低温等离子体催化技术在大气污染治理中的应用
1 总悬浮颗粒、飘尘的净化
低温等离子体技术作为一种高效、新型的除尘技术，实现了除尘、脱硫、脱硝一体化。其除尘原理是：通过电晕放电产生的低温等离子体，其中的电子和离子在梯度场的作用下和废气中的颗粒物相互碰撞并附着在这些粒子上，使之成为荷电粒子，在电场力作用下向收尘极(又称集尘极)运动并在收尘极上沉积，从而达到除尘的目的。
2  脱硫、脱硝技术
在工业废气中，对环境影响最为严重的污染物是硫氧化物和氮氧化物。该技术利用高压脉冲电源产生的高能电子，激活燃煤烟气中的二氧化硫和氮氧化物，同时加入氨(NH3)作为反应剂，生成硫酸铵（(NH4)2SO4）和硝酸铵(NH4N03)肥料与传统的化学方法相比，该技术具有成本较低、无二次污染，可同时脱硫、脱硝，形成的副产品--化肥可回收利用等优点，并且可以与静电除尘器等结合，有较好的应用前景。
3  NH3 、H2S 和CS2的净化
通常能够产生 NH3 、H2S 和CS2的污染源有垃圾场、家畜圈、牧场、粪肥处理厂和水处理厂等。处理器内的介质阻挡放电管在常压下能产生低温等离子体，有效地去除 H2S 和CS2 。另外，等离子体技术还可以与其它气体技术一同使用，以便达到更好的处理效果。
4  碳氧化物的转化
大气中的碳氧化物(COz，CO)主要来源于含碳燃料、卷烟的燃烧，其次来源于炼焦、炼钢、炼铁等工业生产过程。一氧化碳对人体有强烈的毒害作用，二氧化碳虽然对人体没有毒害，但过度地排放二氧化碳将导致温室效应。目前国内外对碳氧化物的处理基本上没有行之有效的方法，只是从污染源的角度来考虑，控制减少碳氧化物的排放。低温等离子体中的 O 对CO具有清除作用，将CO氧化为CO2 ，再将CO2 转化为C、O2 、醇、烃、醚、醛、碳酸二甲酯、甲酸及其衍生物等。
5  挥发性有机物(VOCs)的处理
目前实用的有机气体污染物的净化方法有：燃烧法、吸附法、吸收法、冷凝法。以上方法存在控制难度大、能耗高、要求杂质少等缺点。利用等离子体技术降解有机污染物是近10多年来较为热门的方法。利用低温等离子体可以在常压下去除大气中的挥发性有机物，其主要降解产物为CO2 、H20、Cl2 、Br2等。低温等离子体技术是处理低浓度、高流速、大流量的挥发性有机废气较为理想的方法。
6  汽车尾气的净化
汽车排出的尾气中，对环境影响最为严重的污染物是硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物和存在于总悬浮颗粒物中的铅及其化合物。汽车尾气净化概括为机内净化与机外净化两大类。低温等离子体技术对颗粒物、二氧化硫及氮氧化物有显著的去除作用，已成为治理汽车尾气的新颖技术。机内净化中的低温等离子体技术主要是使空气离子化，在空气送入内燃机燃烧室之前，使空气电离为臭氧，臭氧进入燃烧室时分解为氧负离子，从而提高反应速率，使火焰扩展，促进燃烧，降低污染物的排放。机外净化中的低温等离子体技术主要是使空气活化后，再引入燃油排烟气流中，以除尘、脱硫、脱硝。
低温等离子体催化技术的适用行业
1) 适用于石油化工、化纤、医药、烟草、橡胶、食品、制革、喷漆彩印、印铁、溶剂清洗、制鞋、涂胶、半导体工业、垃圾场、家畜圈、牧场、粪肥处理厂和水处理厂等行业的废气中含有 NH3、H2S 、CS2 、硫醇、硫醚、苯乙烯二甲二硫、三甲胺等有毒、恶臭气体；
2) 涉及含碳燃料、卷烟的燃烧，会向大气中排放碳氧化物(CO2，CO)的行业，如炼焦、炼钢、炼铁等工业生产行业；
3)  医院、宾馆、写字楼、公共场所、居家的空气消毒、净化；
4) 金属加工、饮食业油烟净化方面；
5) 汽车尾气的净化方面。

http://blog.sina.com.cn/s/blog_5fbcc8100100emns.html

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3楼2011-08-23 14:37:51

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