低温等离子体处理工业废气中甲苯的研究进展

甲苯作为挥发性有机化合物的代表,其治理技术已成为研究的热点。介绍了低温等离子体的概况及其处理甲苯的机理,重点概述了单独低温等离子体技术处理甲苯的放电形式、放电参数以及低温等离子体协同催化技术处理甲苯的工艺、催化剂种类和放电模式,并对低温等离子体技术处理工业废气中甲苯的发展方向进行了展望。低温等离子体技术处理工业废气中甲苯的处理效率高,但选择性较差,通过协同催化技术,可以进一步提高选择性,具有很好的应用前景。     

用生物滴滤塔净化有机废气研究

化工制药行业往往会产生有机废气,严重污染环境、危害人类健康.废气的生物净化技术具有适用性强、运行费用低、无二次污染等优点.在化工制药公司建立了净化以甲苯为主要成分的有机废气的生物滴滤塔(BTF),废气量约为5 000 m3/h,有机废气的总质量浓度为140 ～ 250 mg/m3,甲苯的质量浓度为120 ～220 mg/m3.BTF经过21 d完成启动.在启动之后的调试期间,进口的有机废气的总质量浓度为164 ～ 236 mg/m3,进口的甲苯的质量浓度为137 ～196 mg/m3,BTF对有机废气的去除率保持在90％左右,对甲苯的去除率保持在87％左右,废气达标排放.     

一般性问题

增加,NO的去除率逐步降低。图7参6X701’ZUUt洲J()Z,U低温等离子体技术及其治理工业废气的应用/侯健…(复旦大学)//上海环境科学/上海市环保局、.一1999,18(4)一151一153环图X一l(X) 利用低温等离子体技术对低浓度、高流速、大风量的含挥发性有机污染物和含硫类污染物等工业废气进行处理,实验室结果为介质阻挡放电产生的低温等离子体分解污染物效果好。在化纤厂对含硫工业废气做了实际应用的示范工程,中试装置已连续稳定运行l以X)h以上。图4表3参2X7012碗洲)(X刃294利用非平衡态等离子体降解甲苯研究/侯健…(复旦大学环境科学研究所)/…     

气相色谱法同时测定废气中的甲苯和丙酮

建立了用气相色谱法测定废气中甲苯和丙酮的方法.废气中甲苯和丙酮活性炭吸附,二硫化碳解吸,NNOWAX毛细管柱分离,直接进样分析,氢火焰离子化检测器检测,时间定性,峰面积定量,其甲苯回收率为94.3％ ～ 103.4％、丙酮回收率为93.1％ ～ 102.5％,当采样体积为30L,甲苯和丙酮最低检出质量浓度为0.001 mg/m3.本方法前处理简便,分离度好干扰少,分析灵敏度高,有机试剂使用量少,满足环境分析要求.     

某兽药厂废气治理改造工程实例

结合江苏常州某兽药厂废气污染的监测和改造经验,总结了兽药厂废气污染特点,并采用低温等离子体、碱液吸收和植物除臭剂等综合治理技术有效控制了废气污染。低温等离子体净化设备采用2组串联式布置,反应器内设计风速≤1 m/s,反应时间≥4 s。植物除臭净化设备利用原有活性炭吸附塔改造,改造成本较低。改造设备总投资约60万元,废气处理系统运行费用约788元/d。相关监测数据表明上述工艺在设备正常运行时可确保污染物达标排放。     

脉冲电晕低温等离子体提高一氧化氮氧化效率的实验研究

提高一氧化氮（NO）的氧化效率对于提高生物法处理该类废气的净化效率具有重要意义。实验研究了低温等离子体在脉冲电晕条件下氧化废气中NO的过程，考察了不同峰值电压、氧气含量、气体停留时间和添加有机物等因素对提高NO氧化效率的影响。结果表明：低温等离子法可有效地提高NO的氧化效率，主要产物为NO2；室温条件下，当进气NO浓度590mg／m^3、脉冲频率50Hz时，增大峰值电压、气体停留时间和进气中的氧气含量可提高NO的氧化效率；在最适峰值电压15kV，气体停留时间5s时，NO氧化效率为20％；在进气NO中添加甲苯、乙醇后，NO氧化效率可增加至30％以上，甲苯的效果要好于乙醇。     

常压非平衡态等离子体降解挥发性烃类污染物

采用无声放电产生的非平衡态等离子体,对含有易挥发性有机化合物正己烷、环己烷、苯和甲苯4种典型的烃类废气的空气进行了处理．结果表明,对于一个大气压下正己烷含量（体积分数）为0．26％、0．79％、13％的宁气,在12kV的电压下放电ls,正己烷的降解率分别为88％、81.8％、64．9％．含有环己洗、苯及甲苯浓度为0．26％的空气,在同样的条件下,放电ls后,环己烷、苯及甲苯降解率分别为87．4％、8l％和70．3％,其主要降解产物为CO₂和H₂O．还研究了污染物浓度与氧含量对非平衡态等离子体法降解挥发性烃类污染物的影响     

低温等离子体催化治理气态污染物的研究进展

低温等离子体催化技术作为一种环保新技术具有能耗低、使用便利、不产生副产物等优点,介绍了低温等离子体催化技术的基本原理和在处理VOCs、氮氧化物和机动车尾气治理等领域的研究进展.并提出了该技术应用于治理废气领域尚需解决的问题和发展方向.     

气相色谱法同时测定空气和废气中的甲苯和均三甲苯

建立了用气相色谱法测定空气和废气中甲苯和均三甲苯的方法.甲苯和均三甲苯活性炭吸附,二硫化碳解吸,NNOWAX毛细管柱分离,直接进样分析,氢火焰离子化检测器检测,时间定性,其甲苯回收率为94.7％～105.1％、均三甲苯回收率为94.0％～104.3％.当采样体积为30 L,甲苯和均三甲苯最低检出质量浓度均为0.001 mg/m3.本方法前处理简便,分离度好干扰少,分析灵敏度高,有机试剂使用量少,满足环境分析要求.     

DBD降解氮中甲苯气体产生的二次有机副产物检测

为了研究低温等离子体降解有机废气过程中产生的二次有机副产物的形成机理及其影响因素,以介质阻挡放电(DBD)产生的低温等离子体降解氮中甲苯气体为研究对象,利用质子转移反应飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS)实时在线检测降解尾气中有机副产物的成分及其浓度,分析了二次有机副产物形成的机理,探讨了影响二次有机副产物生成的关键因素.研究发现,氮中甲苯低温等离子体降解尾气中主要的有机副产物为HCN和CH3CN,其浓度与待降解甲苯的平均可资用能有关.由平均可资用能的测试分析可知,在DBD有机物降解装置、电源输入功率、降解气体流量等参数确定的情况下,待降解有机物存在一个浓度极值,大于该浓度极值将使得降解尾气中有机副产物的浓度明显增加.在低温等离子体降解装置参数确定的情况下,控制待降解有机物的浓度是减少有副产物产生的有效手段和方法.     

等离子体联合纳米技术降解甲苯废气的研究

以自制的纳米材料作为催化剂,利用低温等离子体联合纳米技术研究了不同电场强度、不同填料情况下的甲苯的降解,初步探讨了等离子体催化降解甲苯的机理,分析了降解产物.结果表明,甲苯降解率随电场强度的提高而上升;随反应器内填料变化[无填料(1),普通填料(2),镀有普通钛酸钡的介电填料(3)和镀有纳米催化剂的填料(4)],降解率( η)呈现为η (4)> η (3)> η (2)> η (1),最高可达95%.能量分配率(R)为R(1)>R(2)>R(3)>R(4).纳米钛酸钡基介电材料作为等离子体反应器内的填充材料,处理同量甲苯废气其消耗功率要低于填充其他填料的等离子体反应器.通过GC-MS 分析,中间产物包括醛、醇、酰胺及带有苯环的衍生物等有机物,但电场强度足够高时,甲苯分子最终可被氧化成CO₂、CO 和H₂O.     

低温等离子体处理恶臭废气工程实例

介绍了低温等离子体对电子企业产生的恶臭气体的治理,该装置对恶臭浓度去除率高达94.4％.经过半年的运行表明,该系统运行稳定、处理效果好、操作管理简便,采用电晕放电形式的低温等离子体处理恶臭废气是可行的.     

介质阻挡放电脱除模拟工业苯系物的可行性

采用介质阻挡放电(DBD)技术降解流动态"三苯"(苯、甲苯和二甲苯)模拟废气,分析了浓度、气体流速对其降解的影响.对混合"三苯"废气进行单级和串联运行中试放大试验研究,结果显示,DBD串联可以在一定程度上提高"三苯"的去除率.三级申联时三种气体去除率都达到89%以上,对"三苯"混合废气单位体积处理费用进行了估算,结果表明,单级运行时1000m3废气处理费用只需1～3元.最后指出,要真正实现DBD降解苯系物工业化,首先要解决的还是管壁结焦和出流气体中的气溶胶粒子问题.     

有机废气的等离子体协同光催化净化技术

低温等离子体光催化协同净化技术集成了低温等离子体和光催化的优势,两者相互协同,优势互补,是一种非常高效、节能的降解有机废气的方法。介绍等离子体光催化协同净化有机废气国内外研究进展,从作用机理、等离子体光谱、影响因素、协同等方面进行了阐述,并指出了今后研究的方向。     

不同pH下生物滴滤塔降解甲苯和硫化氢混气的研究

废气生物处理技术作为一项新型的大气污染控制技术得到广泛应用。实验分别在p H为4.5和7.0条件下,利用生物滴滤塔(BTF)对甲苯和硫化氢混气废气进行降解,为混合废气的高效生物净化提供理论指导。该装置在启动阶段,当空床停留时间(EBRT)为30 s,甲苯浓度为400 mg/m3以上时,p H为4.5和7.0的BTF对甲苯的去除率分别为90%和96%。在稳定阶段,通入2 000~15 000 mg/m3的硫化氢(H2S),发现硫化氢对甲苯的降解无影响.随着实验的进行,p H为7.0比4.5的BTF的生物量高,且压降也略高。p H为4.5和7.0的BTF对甲苯和硫化氢的降解过程符合Michaelis-Menten模型,对甲苯降解的相关系数(R2)分别为0.984 2和0.977 8,单位体积的最大降解速率rmax分别为132.46 g/(m3·h)和93.46 g/(m3·h),相对应的气相饱和常数Ks分别为0.25 g/m3和0.075 g/m3;对硫化氢降解的相关系数(R2)分别为0.969 0和0.971 7,rmax分别为60.24 g/(m3·h)和51.55 g/(m3·h),Ks分别为0.06 g/m3和0.13 g/m3。对CO2生成量分析得:p H为4.5和7.0的BTF矿化率分别为70.7%和74.6%。     

低浓度VOCs废气处理技术进展

叙述了低温等离子体、光催化和生物处理三种新技术的废气净化原理和国内外研究进展情况,并对其发展前景和研究方向进行了探讨.这些新技术不但可有效解决以往的技术难题,而且具有投资少、运行费用低、停留时间短、高效、稳定、反应彻底且无二次污染等,克服了传统方法中的许多缺陷,将在低浓度VOCs废气治理方面发挥重要的作用.     

热等离子体技术在树脂废气处理中的应用

采用热等离子体技术处理佛山三水力泉树脂制品有限公司生产过程中产生的甲醇、甲苯等有机废气(反应器使用二箱蓄热式反应器),有效利用了VOCs废气焚烧产生的余热,废气经处理后,转化为CO、CO_2和H_2O等小分子气体。经第三方检测机构监测,甲苯平均去除率达到95.7%,VOCs总烃的平均去除率达到93.1%,其排放浓度达GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》的要求。采用热等离子体技术处理树脂生产过程中产生的有机废气,年运行费用在15.7万元左右。     

低温等离子体协同催化降解废气污染物的研究进展

阐述了低温等离子体协同催化工艺流程与反应机理,探讨了反应温度、废气进口组分、废气中水蒸气含量、气体流速、气溶胶等因素对降解效果的影响。分析认为:一段式低温等离子体协同催化可改变低温等离子体特征及催化剂催化特性,但尚未解决尾气臭氧逃逸、副产物产生及放电稳定性等问题;两段式低温等离子体协同催化可提高污染物分子降解效率并减少尾气臭氧逃逸,但未能有效利用等离子体的能量,气体中的水蒸气、粉尘及反应过程中产生的气溶胶均能影响后置催化剂的催化性能;两段式低温等离子体协同催化已具备工程应用条件,还需配套高效预处理单元以降低废气中水蒸气、粉尘等对催化剂的影响。     

生物膜法净化甲苯二甲苯混合废气的研究

在生物滴滤器中对低质量浓度甲苯、二甲苯混合废气的净化性能进行试验研究。结果表明:甲苯、二甲苯的净化率均随入口浓度增加而降低,同样条件下二甲苯净化率明显低于甲苯;单负荷进气且气体流量为200L/h时,甲苯最大生化降解量为79.5g/(m3.h),二甲苯最大生化降解量为47.5g/(m3.h);多负荷进气由于竞争抑制作用导致两者净化程度均有所降低。维持甲苯、二甲苯质量浓度不变,两种废气的净化率η均随气量的增加而减少;在气量为260L/h时,两种化合物生化降解量均达到最大值,适宜停留时间为119s。     

低温等离子体技术及其治理工业废气的应用

利用低温等离子体技术对低浓度、高流速、大风量的含挥发性有机污染物和含硫类污染物等工业废气进行处理，实验室结果为介质阻挡放电产生的低温等离子体分解污染物效果好。在化纤厂对含硫工业废气做了实际应用的示范工程，中试装置已连续稳定运行１０００ｈ以上。