直流電暈等離子體處理甲苯廢氣的研究.pdf

1、隨著低溫等離子體技術(shù)的發(fā)展，低溫等離子體氧化法被認為是處理甲苯廢氣的有效方法，具有效率高、能耗低、結(jié)構(gòu)簡單、無二次污染等優(yōu)點。在以往的科學(xué)研究中，處理甲苯廢氣的低溫等離子體氧化法基本上為脈沖電暈放電法、介質(zhì)阻擋放電法等，而對于直流電暈放電法的研究較少。 在本研究中，我們設(shè)計并建立了一套針板式電暈反應(yīng)器裝置，利用高壓直流電暈放電產(chǎn)生低溫等離子體。并以甲苯為研究對象，在實驗中配備模擬甲苯廢氣，研究并總結(jié)了低溫等離子體降解VOC<,s

2、>的一般規(guī)律。 本實驗首先對電源放電現(xiàn)象以及產(chǎn)生等離子體的性質(zhì)進行研究。結(jié)果表明：起暈電壓和擊穿電壓隨著極距的增大而升高，并且相同條件下負電暈高于正電暈。O<,3>、NO<,x>產(chǎn)生濃度隨著電壓的增大而增大，隨氣體流速的增大而減小，并且相同條件下正電暈大于負電暈。但負電暈可以在較高電壓下運行，產(chǎn)生比正電暈更多的氧等離子體和O<,3>。 在條件實驗中，研究了不同放電參數(shù)對甲苯去除率的影響。結(jié)果如下： (1)在相同極

3、距下，甲苯去除率隨電壓的升高而增大。 (2)甲苯去除率都隨電場強度的增大而增大，當(dāng)電場強度為18 kV/cm，甲苯去除率可達73.21％。但若所加電壓小于起暈電壓，即使理論上已形成一定的電場強度，甲苯去除率也很低。 (3)正電暈的甲苯去除率比負電暈的大，但負電暈可以在較高電壓下運行，其最大甲苯去除率大于正電暈。極距為1.0cm時，正電暈最高電壓時甲苯去除率為35.04％，而負電暈的最高可以達到59.52％； (4

4、)甲苯去除率隨氣體流速的減小而增大。電壓為16 kV時，氣體流速為20、40、60 L/h的甲苯去除率分別為79.69％、59.52％、42.75％。 (5)甲苯去除率隨甲苯初始濃度的增大而減小，而甲苯去除量卻隨初始濃度的增大而增大。當(dāng)電壓為16 kV時，初始濃度為5398.13 mg/m<'3>的甲苯去除率為59.52％，而初始濃度為25738.47 mg/m<'3>的甲苯去除率只有33.97％。另外，隨著初始濃度的增大，甲苯

5、去除率和去除量的變化曲線漸漸變得平緩。 (6)有催化劑時的甲苯去除率比無催化劑時的大，并且隨著電壓的升高，兩者的差距變大。在氣體流速為20 L/h、電壓為16 kV時，無催化劑時的甲苯去除率為79.69％，而有催化劑時就高達87.82％。通過對甲苯降解產(chǎn)物進行分析，得出甲苯降解產(chǎn)物含有C02，CO和H20，并推測還生成其它有機成分。通過對CO的測定，可以推測甲苯分子經(jīng)過徹底分解后，首先形成CO；隨著電壓的加大，CO在活性粒子的作