CN110983929A - 一种机场跑道橡胶残留低温等离子处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种机场跑道橡胶残留低温等离子处理方法。采用等离子处理设备，等离子处理设备包括等离子发生装置、氧气供应装置和集束枪，等离子发生装置内设有用来电离氧气的电场，功率密度调整为300‑1500W/㎝²，将氧气供应装置的氧气浓度调整为40～100%，供电后电场电离氧气产生等离子体，等离子体从集束枪中辐射出来，将集束枪正对待处理的橡胶残留物，集束枪距离橡胶残留物的上表面的辐射高度为2‑5mm，等离子体中的氧离子与橡胶残留物发生氧化反应而将橡胶残留物分解为水和二氧化碳。相对于传统处理方法，具有环保以及对道面无损的优点。

Description

一种机场跑道橡胶残留低温等离子处理方法
技术领域
本发明涉及一种机场跑道橡胶残留低温等离子处理方法。
背景技术
飞机轮胎在高速着陆时接触跑道表面摩擦造成的高温，使轮胎橡胶瞬间熔化形成橡胶残留物并涂覆在机场跑道的纹理中，随着摩擦次数的增加和时间的推移，道面胶层不断加厚，造成道面摩擦系数降低，影响飞机的制动性，特别是在道面为湿润状态下，跑道摩擦力明显降低，直接影响飞机的安全着陆，因此，需要不定期对跑道进行清洗，并确保道面表面摩阻系数不低于0.5，这样才能避免事故的发生。
现有技术中对于橡胶残留的清理方法一般有高压水冲洗、钢刷清扫、电阻丝加热后刮除以及采用化学用品清理等方法，其中高压水冲洗和钢刷清扫等机械方法对道面的损伤较大；电阻丝加热后刮除的方法效率低下且加热会产生有害气体；化学方法单位面积成本高且化学用品不环保，长期使用也会损坏道面。
发明内容
针对现有技术的弊端，本发明提出一种对道面无损、环保的机场跑道橡胶残留低温等离子处理方法。
本发明的技术方案是这样实现的：机场跑道橡胶残留低温等离子处理方法包括以下步骤：采用等离子处理设备，等离子处理设备包括等离子发生装置、氧气供应装置和集束枪，等离子发生装置内设有用来电离氧气的电场，功率密度调整为300-1500W/㎝²，将氧气供应装置的氧气浓度调整为40～100%，供电后电场电离氧气产生等离子体，等离子体从集束枪中辐射出来，将集束枪正对待处理的橡胶残留物，集束枪距离橡胶残留物的上表面的辐射高度为2-5mm，等离子体中的氧离子与橡胶残留物发生氧化反应而将橡胶残留物分解为水和二氧化碳。
在上述方案的基础上，进一步改进如下：功率密度选用1000 W/㎝²。
在上述方案的基础上，进一步改进如下：氧气供应装置包括气泵和安全阀。
采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明采用专用等离子设备以及对应的使用方法，通过高功率电能对氧气分子电离，使其化学键断裂，产生氧自由基、氧原子、高能电子混合的等离子体，氧离子具有非常强的氧化能力，而橡胶残留物的主要成分为碳氢化合物（有机物），等离子体中的氧离子将有机物氧化，从而生成水和二氧化碳，达到裂解橡胶残留物的目的，可见，该方法处理不会产生有毒有害物质，也无需后续清扫与清理，而且对无机物的道面不会产生任何损伤，相对于传统处理方法，具有环保以及对道面无损的优点。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的机场跑道橡胶残留低温等离子处理方法的具体实施例：采用等离子处理设备，等离子处理设备包括等离子发生装置、氧气供应装置和集束枪，氧气供应装置包括气泵和安全阀，等离子发生装置内设有用来电离氧气的电场，功率密度调整为300-1500W/㎝²，本实施例中功率密度选用1000 W/㎝²，将氧气供应装置的氧气浓度调整为40～100%，供电后电场电离氧气产生等离子体，等离子体从集束枪中辐射出来，将集束枪正对待处理的橡胶残留物，集束枪距离橡胶残留物的上表面的辐射高度为2-5mm，等离子体中的氧离子与橡胶残留物发生氧化反应而将橡胶残留物分解为水和二氧化碳。
本实施例中：等离子处理设备的机壳、线路、供气装置、电场电离产生等离子等均为现有技术，但是，为了达到更好的处理效果，对应的功率密度和氧气浓度为本发明的重要参数。
工作原理：
（1）等离子体：等离子体（Plasma）是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中，被认为是与固体、液体、气体并列的物质的第四种状态，由大量自由电子、离子组成，整体表现为电中性。
（2）本发明采用的是低温等离子体，低温等离子体通常是由气体放电的方式产生。气体的放电方式一般有如下几种：辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电和微波放电。低温等离子体又分为热等离子和冷等离子体两种，冷等离子体的温度在100-1000K之间，通常是稀薄气体在低压下通过激光、射频或微波电源发辉光放电而产生的。
（3）等离子体中主要由以下成分组成：
电子 Electrons
离子 Ions
Positive
Ar + e- Ar+ + 2e-
Negative
Cl2 + 2e- 2Cl-
自由基 Free Radicals:
CH4 + e- .CH3 + .H + e-
光子 Photons
Ar + e- Ar* + e- Ar + e- + hn
中性粒子 Neutrals
（4）电子逃逸原子后，就会形成电子和离子。
普通气体由分子构成，分子之间相互作用力是短程力，仅当分子碰撞时，分子之间的相互作用力才有明显效果，理论上用分子运动论描述。
在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力，库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果，等离子体中的带电粒子运动时，能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场；电荷定向运动引起电流，产生磁场．电场和磁场要影响其他带电粒子的运动，并伴随着极强的热辐射和热传导；等离子体能被磁场约束作回旋运动等．等离子体的这些特性使它区别于普通气体被称为物质的第四态。
（5）本发明的设备提供氧气和电能，氧气分子从最初的绝缘状态逐渐放电并被击穿，氧气分子结构被破坏，化学键断裂，产生大量的氧自由基，若继续提供能量，可形成氧原子、氧自由基、高能电子混合的等离子体，具有非常强的氧化能力，可以将有机物氧化，生成二氧化碳和水。
氧自由基：氧围有八个电子围绕，如果少了一个电子，剩下的七个电子就有一个电子会变成“不成对”，造成这个含氧分子处在不稳定的状态，这就是氧自由基。
为了寻求稳定状态，氧自由基会向其他原子或分子夺取电子，并使自己稳定下来，因而其氧化性能非常强。
本发明采用专用等离子设备以及对应的使用方法，通过高功率电能对氧气分子电离，使其化学键断裂，产生氧自由基、氧原子、高能电子混合的等离子体，氧离子具有非常强的氧化能力，而橡胶残留物的主要成分为碳氢化合物（有机物），等离子体中的氧离子将有机物氧化，从而生成水和二氧化碳，达到裂解橡胶残留物的目的，可见，该方法处理不会产生有毒有害物质，也无需后续清扫与清理，而且对无机物的道面不会产生任何损伤，相对于传统处理方法，具有环保以及对道面无损的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.机场跑道橡胶残留低温等离子处理方法，其特征在于，包括以下步骤：采用等离子处理设备，等离子处理设备包括等离子发生装置、氧气供应装置和集束枪，等离子发生装置内设有用来电离氧气的电场，功率密度调整为300-1500W/㎝²，将氧气供应装置的氧气浓度调整为40～100%，供电后电场电离氧气产生等离子体，等离子体从集束枪中辐射出来，将集束枪正对待处理的橡胶残留物，集束枪距离橡胶残留物的上表面的辐射高度为2-5mm，等离子体中的氧离子与橡胶残留物发生氧化反应而将橡胶残留物分解为水和二氧化碳。
2.根据权利要求1所述的机场跑道橡胶残留低温等离子处理方法，其特征在于，功率密度选用1000 W/㎝²。
3.根据权利要求1或2所述的机场跑道橡胶残留低温等离子处理方法，其特征在于，氧气供应装置包括气泵和安全阀。
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