【摘要】：隨著我國空氣質(zhì)量逐年惡化,霧霾天氣不斷加劇,空氣中的揮發(fā)性有機污染物(volatile organic compounds, VOCs)的控制引起人們重視。目前VOCs的控制技術(shù)主要為燃燒法、吸收法、吸附法、生物膜法、電暈法等,但這些技術(shù)工藝復(fù)雜、成本較高,難以工程推廣應(yīng)用。高級氧化法因其具有氧化徹底、反應(yīng)速度快、處理效率高、無公害等巨大的潛力及獨特的優(yōu)勢,在過去的二十多年中脫穎而出。本課題以甲苯為揮發(fā)性有機物的代表,研究紫外線高級氧化技術(shù)對甲苯廢氣的降解效果。通過研究UV/Fenton和UV/H2O2兩種紫外線高級氧化工藝處理甲苯的可行性,分別對UV/Fenton和UV/H2O2兩種紫外線高級氧化技術(shù)降解甲苯的影響因素的研究,提出處理工藝參數(shù)。并且分別對兩種紫外線高級氧化技術(shù)降解甲苯廢氣后的尾氣進行在線監(jiān)測。以甲苯作為揮發(fā)性有機污染物(VOCs)的代表,利用連續(xù)進氣動態(tài)實驗裝置,研究光助芬頓反應(yīng)降解氣體中甲苯的作用�？疾炝朔翌D試劑溶液初始pH、H202濃度、Fe2+濃度以及甲苯初始濃度對降解甲苯的影響,并利用在線質(zhì)譜和色譜對產(chǎn)物進行了定性、定量分析。結(jié)果表明,紫外光照加快了羥基自由基的生成,顯著提高了氣體中甲苯的去除率；pH=3.0、H202濃度為20mmo1/L、Fe2+濃度為0.3mmol/L的條件下,甲苯去除率最高；當(dāng)甲苯初始濃度為260mg/m3時,去除率能夠達到98%；光助芬頓反應(yīng)催化降解氣體中甲苯實驗未檢測到C02之外的中間產(chǎn)物,C02產(chǎn)率分析表明去除的甲苯全部轉(zhuǎn)化為C02。利用UV/H2O2體系氧化降解氣體中甲苯,確定了紫外光波長、紫外光功率強度、雙氧水溶液的初始pH值、H202濃度等工藝條件；并結(jié)合色譜和質(zhì)譜對尾氣進行在線監(jiān)測,初步探討了降解機理。結(jié)果表明UV/H2O2體系對氧化降解甲苯具有很好的效果,在甲苯濃度450mg·m-3、氣體流量225mL·min-1、光強為60W波長為254nm的紫外光照射下、H202濃度為20mmo1·L-1、溶液初始pH為5.0的實驗條件下,甲苯具有更好的去除率,最高能達到90%左右。質(zhì)譜在線監(jiān)測結(jié)果表明甲苯經(jīng)過UV/H2O2反應(yīng)催化降解氧化為C02,并沒有發(fā)現(xiàn)苯和苯甲醛等中間產(chǎn)物。且UV/H2O2體系降解甲苯的反應(yīng)路徑有兩種①：紫外光通過有效光子直接激發(fā)甲苯分子鍵解離進行光降解；②：·OH間接氧化降解。
【圖文】：

合肥工業(yè)NB學(xué)碩上學(xué)位論文反應(yīng)裝置及流程圖逡逑實驗裝置流程圖如圖２－１所示，把高純空氣從鋼瓶中引出來分為兩吹脫甲苯蒸汽，另一路作為稀釋氣體，氣體流量均由Ｄ０８系列質(zhì)（北京屯星華創(chuàng)）控制，兩路氣體經(jīng)混氣瓶混合均勻巧通入自制的級氧化催化反應(yīng)器。反應(yīng)裝置高６０ｃｍ、直徑５ｃｍ，用石英玻璃管制周圍布置３支２０Ｗ的紫外奸管（圖２－１）。逡逑

０．３ｍｍｏｌ／Ｌ）逡逑３．２．６成本核算分析逡逑如圖３－４所示，在甲苯濃度２６０ｍｇ／ｍ３，氣體流量２２５ｍＬ／ｍｉｎ，紫外燈功逡逑率６０Ｗ、初始ｐＨ值３．０、Ｈ２０２初始濃度２０ｍｍ0ｒｎ、Ｆｅ２＋０．３ｍｍｏｌ／Ｌ的條件下，逡逑甲苯去除率９８％左右。Ｗ此數(shù)據(jù)來進行成本核算。Ｗ１小時內(nèi)降解的甲苯、逡逑消耗的比化的量、耗電度數(shù)為考核目標(biāo)。從圖３－４中可Ｗ看出１小時內(nèi)，消逡逑耗了８．＂７５１１１１１１0＾的出0２，又己知溶液體積為２０0１１１１，所＾１小時內(nèi)消耗化0２逡逑的量為８．Ｗｍｍｏｌ／ｌ邋Ｘ邋２００ｍｌ＝１．７５ｍｍｏｌ；又可Ｗ計算出１小時內(nèi)降解的甲苯量逡逑為邋２２５ｍｌ／ｍｉｎ邋Ｘ邋６０ｍｉｎ邋Ｘ邋２６０ｍｇ／ｍ３邋Ｘ邋９８％＝３．４４ｍｇ；因為邋Ｈ邋只紫外燈管是分逡逑布在反應(yīng)器外周的，所Ｗ本實驗裝置中的紫外光利用率很低，暫且按照１／３逡逑來估算，耗電度數(shù)為６０ＷｘＷ３ｘｌｈ＝０．０２度電。所Ｗ每降解Ｉｇ的甲苯需要逡逑消耗０．５０８化0１的札0２、５．８度的電；結(jié)合雙氧水價格＾及電費，估算出該方逡逑法降解甲苯的成本為４．３３元／克。逡逑３．３輕基自由基n,定逡逑控基自由基的生成是光助芬頓反應(yīng)的關(guān)鍵，，所Y昊雜苫ǘ鵲牟忮義隙ǘ蘊驕抗庵葉俜從μ逑到到餳妝椒掀緣糜任匾Ｓ捎冢希茸雜苫鑠義閑約

本文編號：2576397