發(fā)布時(shí)間：2020-09-04 10:34

　　 高壓放電等離子體處理氣態(tài)有機(jī)污染物(VOCs)是一種新型的VOCs末端治理技術(shù),因其具有效率高、無選擇性、使用范圍廣等特點(diǎn)呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。本論文以丙酮／苯／四氯乙烯／間二甲苯的混合氣體為目標(biāo)污染物,采用雙極性窄脈沖高壓電源與介質(zhì)阻擋放電結(jié)合進(jìn)行降解處理,探討了混合VOCs降解時(shí)各組分間的相互影響規(guī)律,并對電源參數(shù)和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。此外,論文還對DBD等離子體-催化體系降解混合VOCs的協(xié)同效應(yīng)進(jìn)行了研究。主要研究成果及結(jié)論如下： 1.研究比較了DBD分別與工頻交流電源和雙極性窄脈沖電源結(jié)合時(shí)電壓、電流波形,功率注入特性和VOCs的降解特性,發(fā)現(xiàn)脈沖DBD兼有脈沖放電的陡前沿、窄脈寬的特點(diǎn),可產(chǎn)生瞬間大功率放電和高能電子,能更有效的去除VOCs。在注入功率均為15.0 W的條件下,處理氣體流量為2.5 L/min,濃度均為200 ppm的丙酮／苯／四氯乙烯／間二甲苯混合氣體時(shí),交流DBD下四種污染物的降解率分別為10%／27%／45%／96%,而采用脈沖DBD則可提高至23%／52%／57%／99%。 2.對脈沖DBD體系中電源和反應(yīng)器的匹配進(jìn)行了優(yōu)化研究,考察了峰值電壓、放電頻率和脈沖成形電容等參數(shù)對能量注入和VOCs降解效率的影響。結(jié)果表明：增大脈沖峰值電壓和頻率可以提高能量的注入,促進(jìn)對污染物的降解；脈沖成形電容與DBD反應(yīng)器存在最佳匹配關(guān)系,對于線筒式DBD反應(yīng)器,脈沖成形電容與反應(yīng)器靜態(tài)電容的最佳匹配關(guān)系為10～20倍。 3.從功率有效注入和等離子體分布方面對DBD反應(yīng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,考察了電極形式、放電間隙、介質(zhì)尺寸和放電長度等參數(shù)對VOCs降解效果的影響。結(jié)果表明：與不銹鋼螺紋電極相比,不銹鋼棒電極下等離子體分布更加均勻,對VOCs的降解效率也更高；增大反應(yīng)器的放電間隙,會(huì)引起反應(yīng)器內(nèi)功率密度變小和高能活性粒子的分布不均勻,使得對VOCs的降解效率下降；相同的放電間隙下,適當(dāng)放大反應(yīng)器的介質(zhì)尺寸和放電長度有利于對VOCs的降解。 4.通過考察四種混合VOCs的降解特性和尾氣成分的分析,探討了混合VOCs降解時(shí)各組分間的相互影響規(guī)律。結(jié)果表明：混合VOCs同時(shí)降解時(shí),組分之間有相互的影響作用,分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,電離能較小的污染物會(huì)優(yōu)先降解,降解產(chǎn)生的小分子中間產(chǎn)物會(huì)對其它組分的降解產(chǎn)生抑制作用。 5.對脈沖DBD等離子體降解VOCs時(shí)CO2和CO選擇性的變化特征進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)尾氣中的CO2和CO是由不同的降解途徑生成的,增加放電電壓并不能促進(jìn)CO向CO2的轉(zhuǎn)化。 6.研究了DBD等離子體-催化體系下混合VOCs的降解特性和CO2選擇性的變化規(guī)律,并探討了相關(guān)作用機(jī)理。結(jié)果表明：DBD等離子體與催化結(jié)合不僅可以提高VOCs的降解率,還可以提高CO2選擇性,抑制CO的生成；混合VOCs中各組分的催化降解性能與其在催化劑上的吸附能力大小有關(guān),吸附能力越強(qiáng),催化降解效果越明顯。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：X505
【部分圖文】：

電子束法處理廢氣裝置示意圖

1.2電暈放電等離子體反應(yīng)器:(a)多針一板式;(b)線-筒式;(c)多噴嘴結(jié)Fig.1.2SehematiesofeoronadisehargePlaslnareactor:(a)multineedle--Plate(b)lin已--tube:(e)multi一injeetor

燥、皺裂、皮炎。2.2.2實(shí)驗(yàn)裝置本章研究中所用的實(shí)驗(yàn)流程如圖2.1所示，主要由配氣系統(tǒng)、反應(yīng)器、供電電源和分析測試系統(tǒng)四部分組成。(一)配氣系統(tǒng)由于VOCS都具有沸點(diǎn)低、易揮發(fā)的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)采用鼓泡法制備模擬廢氣。將高純NZ分別通入裝有四氯乙烯和間二甲苯的VOCs發(fā)生器內(nèi)(為控制蒸汽壓，保證VOCs濃度的穩(wěn)定，VOCS發(fā)生器置于恒溫水浴鍋25℃恒溫水浴)，產(chǎn)生一定流量和濃度VOCS氣體與一定流量的空氣在緩沖瓶混合稀釋，最終形成濃度與流量均相對穩(wěn)定的VOCS模擬廢氣進(jìn)入反應(yīng)器。VOCs的濃度通過調(diào)整NZ和空氣的流量比來進(jìn)行控制，總流量為各路從和空氣的流量之和

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 王曉靜;大氣壓介質(zhì)阻擋放電多針—同軸反應(yīng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及降解甲醛試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2012年

2 葛輝;非熱放電與催化耦合降解室內(nèi)苯和甲苯研究[D];大連海事大學(xué);2013年

本文編號：2812222