Montaje y caracterización eléctrica de un reactor de plasma para el tratamiento de gases tóxicos.

J.GALLEGO; F.MINOTTI; D. GRONDONA

Cordoba

Congreso; 98 Reunión Nacional de Física Argentina; 2012

En este trabajo, se presenta el montaje de un reactor de plasma con geometría cilíndrica y la caracterización eléctrica de la descarga con un flujo de aire a presión atmosférica. La descarga en el reactor, es generada mediante la combinación de una descarga de barrera dieléctrica (DBD) y una descarga tipo corona. En esta configuración se obtiene una descarga DBD superficial aplicando una señal de alta tensión alterna entre dos electrodos planos circulares adosados a las caras opuestas de un disco de material dieléctrico. Por otro lado, se genera una descarga corona aplicando un alto voltaje continuo a un tercer electrodo que consiste en una malla metálica con geometría cilíndrica ubicada de tal manera que los electrodos de la descarga DBD queden concéntricos respecto de ella. La separación entre el borde del disco de la DBD y la malla, espacio inter-electródico, es de aproximadamente 2,5 cm. En el interior del reactor, se conectan en paralelo cinco electrodos DBD. Al iniciarse la descarga, el aire en el espacio inter-electródico, pasa al estado de plasma formándose un aro de plasma. Las descargas presentan una estructura filamentosa, es decir la ruptura dieléctrica del gas se genera formándose varios microcanales de plasma o streamers. Estos canales están formados por un plasma frío (plasma no-térmico) donde la mayor parte de la energía eléctrica se emplea en la generación de electrones energéticos y el gas en el cual se realiza la descarga prácticamente no se calienta. Los electrones chocan con las moléculas del gas, las excitan a niveles de energía superiores y las moléculas excitadas, debido a su energía interna, pueden disociarse para formar radicales activos o iniciar otras reacciones que descomponen moléculas contaminantes Se encontró que en una atmosfera de aire se produce una descarga estable y uniforme para voltajes alternos para generar la DBD entre 10 y 14 kV pico a pico y frecuencias del orden de 5 kHz, y voltajes continuos para la descarga corona en el rango de -9 a -13 kV. Asimismo, se generó la descarga aplicando un flujo de aire en el reactor, el cual se varió entre 3 y 16 l/min. En todo el rango estudiado se observó que la presencia del flujo no altera el normal desarrollo de la descarga. Los estudios realizados, son de gran utilidad para continuar con el avance en el desarrollo y optimización de un reactor para el tratamiento de gases tóxicos.