真空紫外是一種新興的揮發(fā)性有機(jī)物末端治理工藝,但是在工程應(yīng)用中還有一些問題需要解決:1.真空紫外燈的利用率不高,運用真空紫外降解揮發(fā)性有機(jī)物的效率較低。2.真空紫外在不同工況下降解揮發(fā)性有機(jī)物的效率差異大,降解有機(jī)物的機(jī)理和降解途徑的貢獻(xiàn)率需要進(jìn)一步研究。3.真空紫外設(shè)備設(shè)計不合理,工程應(yīng)用差異巨大。因此,為了探究上述問題,本文進(jìn)行了以下研究:1.選擇揮發(fā)性有機(jī)物中典型苯系物(甲苯)作為目標(biāo)污染物進(jìn)行研究,在不同工況下測試了真空紫外對甲苯的降解效率。影響甲苯在真空紫外工藝中降解效率的主要參數(shù)有甲苯初始濃度、氣體相對濕度、氣體在設(shè)備內(nèi)停留時間、紫外燈功率、氣體介質(zhì)。實驗結(jié)果表明,甲苯初始濃度越高,甲苯降解效率越低,但甲苯的降解量逐漸增加,且甲苯降解量與燈功率有關(guān);在紫外燈功率一定時,氣體相對濕度越高,甲苯降解效率越高;隨著氣體在真空紫外設(shè)備內(nèi)停留時間增加,甲苯降解率先增加后不變,停留時間在10s內(nèi),甲苯的光降解滿足一級動力學(xué)方程;紫外燈功率越大,甲苯降解效率越高;甲苯在有氧氣和水蒸氣的介質(zhì)下,真空紫外降解甲苯的效率有明顯的提高。2.通過對不同介質(zhì)條件下真空紫外降解甲苯的研究,探究了真空紫外條件下不同途徑對甲苯降解效率的貢獻(xiàn)率。實驗結(jié)果表明,羥基自由基對甲苯降解的貢獻(xiàn)率為56.77%,氧自由基對甲苯的甲苯降解的貢獻(xiàn)率為15.63%,甲苯直接光解的效率為15.37%。通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測試了不同條件下甲苯在真空紫外條件下的中間產(chǎn)物,分析了甲苯的降解過程及機(jī)理。同時,分析了甲苯降解過程中氧化物種(活性氧自由基、羥基自由基)的來源。3.真空紫外設(shè)備的設(shè)計對真空紫外燈的利用率和有機(jī)物廢氣的降解效率有至關(guān)重要的作用。通過數(shù)值模擬軟件Fluent對不同真空紫外設(shè)備內(nèi)部流場進(jìn)行了模擬。分別模擬了真空紫外燈整齊排列與錯位排列、變徑錐度為30°、45°、60°、90°、真空紫外燈橫流排布與順流排布等幾種真空紫外設(shè)備內(nèi)部的風(fēng)速場均勻度變化并進(jìn)行對比。最后,通過模擬優(yōu)化設(shè)計了圓筒狀真空紫外設(shè)備,以期對工程應(yīng)用有一定指導(dǎo)意義。
【學(xué)位單位】：上海第二工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X701
【部分圖文】：

第二工業(yè)大學(xué) 碩士學(xué)位論文第 2%、8.5%、6%、5.1%[10]。固定源主要是指工業(yè)有機(jī)廢氣的排放，所涉及的行煉廠、制藥廠、印刷廠、噴涂廠、煙草生產(chǎn)廠、電子設(shè)備廠、橡膠廠、香精鞋廠、食品加工廠、皮革廠家具廠和紡織品制造廠[11]。VOCs 易揮發(fā)的特性溶劑的使用產(chǎn)生的 VOCs 排放量大、毒性強(qiáng)，有機(jī)溶劑使用排放的 VOCs 占 V量的 20%~50%。有機(jī)溶劑在眾多行業(yè)都有使用，這些行業(yè)使用的有機(jī)溶劑集中，常用的有機(jī)溶劑有苯、甲苯、丙酮、異丁醇、二氯甲烷、乙酸乙酯。劑的特點是具有和有機(jī)物互溶的物理性質(zhì)。

在真空紫外輻射下，部分 VOCs 可以實現(xiàn)直下，甲苯可直接脫甲基或直接開環(huán)[20]，氯苯中的氯化當(dāng)量定律：分子對光的吸收是單光子過程，即分因為官能團(tuán)不同，特征吸收光譜不同，分子間化學(xué)降解有機(jī)物的貢獻(xiàn)有限。是目前國內(nèi)外研究紫外在降解有機(jī)物的熱門課題 發(fā)現(xiàn)于 1972 年，其原理圖如圖 1.2 所示[67]。當(dāng)光催生電子-空穴，在空氣中與空氣中的水分子和氧氣分一般為半導(dǎo)體材料，如：TiO2、ZnO、Co、WO3、由于 TiO2獨特的特性和環(huán)境友好性，其在氣態(tài)有機(jī)，因為 TiO2廉價易得，制備程序簡單易操作，穩(wěn)定iO2是目前公認(rèn)的良好的光催化劑[18-20]。盡管有其優(yōu)較大的能帶間隙和高的光生空穴復(fù)合率，這制約了應(yīng)用，降低了光催化效率。

圖 1.3 本研究的技術(shù)路線圖1.7.3 本研究的意義苯系物是常見的溶劑，被廣泛應(yīng)用于印刷、橡膠、噴涂等行業(yè)。在常溫常壓下，苯系物有很強(qiáng)的揮發(fā)性。苯系物對大氣環(huán)境污染和人體健康有巨大的消極作用。苯系物是大氣二次污染形成的重要參與物，具有高的光反應(yīng)活性。甲苯在空氣中不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，物理性質(zhì)穩(wěn)定，毒性小于苯。然而，甲苯對人體有刺激性，主要刺激人的咽喉、眼粘膜、皮膚和大腦神經(jīng)。本文選擇典型的苯系物甲苯作為研究對象，對工業(yè)有機(jī)廢氣得治理有一定的實踐意義。紫外光氧化降解技術(shù)作為一種新的有機(jī)廢氣治理工藝，安全性高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、節(jié)能，對于特定范圍的有機(jī)廢氣降解效率高，已經(jīng)逐漸被應(yīng)用于工業(yè)廢氣治理工程中。但是，由于真空紫外燈的利用率不高，真空紫外降解有機(jī)物的機(jī)理和不同降解途徑降解的貢獻(xiàn)率不明確，真空紫外設(shè)備設(shè)計不合理等原因，使得該技術(shù)在應(yīng)用中存在問題。因此，紫外光氧化有機(jī)廢氣的機(jī)理和光反應(yīng)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計需要進(jìn)一步探究。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫騊亨;真空紫外和極紫外相干光源的研究及進(jìn)展[J];光譜學(xué)與光譜分析;2000年02期

2 周赤，王騏，馬祖光;氟化氪真空紫外輻射的觀察[J];中國激光;1996年04期

3 友清;;桑迪亞演示可調(diào)諧真空紫外輻射[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1989年06期

4 莊大奎,施懿范,劉亞淑,楊天立,劉華;遠(yuǎn)紫外及真空紫外反射率測量的研究[J];光學(xué)學(xué)報;1989年04期

5 魏樂漢,伍曉嵐,傅積凱,汪舒婭;利用分支比法作真空紫外單色儀靈敏度的絕對校準(zhǔn)[J];光學(xué)學(xué)報;1989年04期

6 陳波;;真空紫外空陰極氣體放電光源[J];光學(xué)機(jī)械;1989年06期

7 孫湘;;真空紫外輻射物理會議[J];物理通報;1962年02期

8 梁忠益;何大偉;史艷寧;;MO-Y_2O_3-B_2O_3:Re(M=Mg,Sr;Re=Eu,Tb)的真空紫外光譜特性[J];光譜學(xué)與光譜分析;2006年07期

9 周赤,王騏,李思寧,馬祖光;氟化氬離子準(zhǔn)分子真空紫外輻射[J];光學(xué)學(xué)報;1996年05期

10 陳波;真空紫外熒光光譜儀[J];中國儀器儀表;1994年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張冰冰;紅外—真空紫外光譜實驗裝置搭建及其在中性團(tuán)簇研究中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2019年

2 李寒霜;紫外—真空紫外太陽光譜儀及光譜/輻射定標(biāo)研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2019年

3 王大偉;稀土Pr~（3+）或Nd~（3+）摻雜的真空紫外熒光材料發(fā)光性質(zhì)的研究[D];北京交通大學(xué);2008年

4 初本莉;真空紫外—紫外光子激發(fā)下某些離子的發(fā)光特性[D];中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;2001年

5 徐劍暉;真空紫外輻射處理氣態(tài)污染物硫化氫和甲苯的效能及機(jī)理[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

6 李博;真空紫外光譜傳輸特性測試研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2011年

7 溫艷;120-420nm激發(fā)下幾種新型氧化物發(fā)光熒光粉的制備及其發(fā)光性能研究[D];蘭州大學(xué);2014年

8 於建明;真空紫外—生物協(xié)同凈化二氯甲烷廢氣的機(jī)理研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2013年

9 王銳;紫外—真空紫外探測器定標(biāo)技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2010年

10 李志剛;紫外—真空紫外傅里葉變換光譜技術(shù)的研究[D];中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;2000年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉永;真空紫外降解典型苯系物的研究[D];上海第二工業(yè)大學(xué);2019年

2 耿永強(qiáng);Ce~（3+），Pr~（3+）摻雜磷酸鹽真空紫外光譜及發(fā)光性質(zhì)的研究[D];太原理工大學(xué);2019年

3 宋永兵;光催化真空紫外及臭氧氧化為一體的反應(yīng)器研制[D];蘭州交通大學(xué);2018年

4 張燚;真空紫外/氯技術(shù)去除飲用水致嗅物質(zhì)2-MIB和GSM的研究[D];西安建筑科技大學(xué);2018年

5 宋明芮;基于紫外轉(zhuǎn)化預(yù)處理的水中有機(jī)鹵檢測方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

6 朱孟駒;亞硫酸鹽/真空紫外體系還原降解硝酸鹽效能研究[D];浙江工商大學(xué);2016年

7 李曉蕊;真空紫外光化學(xué)降解水中雙酚A的研究[D];貴州大學(xué);2018年

8 陳龍軍;真空紫外耦合化學(xué)氧化法降解有機(jī)廢水[D];東南大學(xué);2018年

9 江山;真空紫外（VUV）體系降解水中普萘洛爾及丙咪嗪研究[D];華中科技大學(xué);2018年

10 李光旻;稀土摻雜含氧酸鹽熒光材料的制備及真空紫外—紫外光譜研究[D];天津理工大學(xué);2006年

本文編號：2858176