脉冲放电降解实际空气流中甲苯的实验研究

研制了一种喷射式线-筒放电反应器,在室温条件下进行了降解实际空气流中甲苯的实验研究。结果表明,该反应器能够有效降解甲苯,但不同的通气方式对甲苯降解率有显著影响,验证了该反应器设计的合理性。同时证明,通过流场控制可以提高甲苯降解率。电场方向与气流方向一致则强化降解,两者方向相反则弱化降解。当电压为34kV时,正脉冲和负脉冲的甲苯降解率相差高达42.5%。当电压小于火花放电电压时,甲苯降解率随着电压的增大而升高;当电压过大时,电极间发生火花放电,甲苯降解率不升反降。小电压时,小电容放电的甲苯降解率较高;但随着电压的增大,大电容的优势得以体现。甲苯降解率随气流中甲苯初始浓度的升高而降低;随气体流量的增大而降低;环境湿度过大时,甲苯降解率下降,并且甲苯氧化不完全,有CO生成。     

能量注入对放电等离子体去除气相苯系物的影响

采用正极性高压直流供电和串齿线放电极--管式接地极构成的放电等离子体反应器,研究了苯系物(苯、甲苯和对二甲苯)去除效率与供电电压之间的关系,以及放电极齿轮数对苯系物去除效率、COx(CO2 CO)生成量和能量效率的影响.研究结果表明,苯系物的去除效率、COx生成量皆随电压升高而增大.随着电压升高,能量效率先升后降,当电压为11 kV左右时,能量效率最高.对应放电齿轮数为31的苯系物去除效率、COx生成量和能量效率皆高于放电齿轮数为55或7,这表明对应特定的等离子体反应器,有一最佳放电齿数匹配.     

介质阻挡放电和水吸收联合降解挥发性有机化合物

依据介质阻挡放电(DBD)和溶液吸收处理气态污染物的原理,设计出一种DBD和水吸收联合降解挥发性有机化合物(VOCs)的实验装置.研究其对甲苯的降解效果.考察了放电电压、甲苯初始浓度、模拟废气流量对甲苯降解效果的影响.分析了DBD和水吸收的相互作用.结果表明.DBD和水吸收联合可以提高甲苯的降解率.在放电电压为15.9 kV时甲苯的降解率为81.5%.比单独放电时提高了13.3百分点;甲苯的降解率随着放电电压增大而升高,随着气体流量和甲苯初始浓度增大而降低.该技术可以作为放电等离子体前处理工艺,为高效处理上业废气提供参考.     

单介质和双介质阻挡放电低温等离子体降解甲苯的比较

为研究介质阻挡放电(DBD)反应器结构对低温等离子体降解甲苯的影响,设计了具有单层介质和双层介质的DBD反应器。对2种反应器的放电特征、甲苯去除率、矿化率、CO_2选择性和能量效率进行了比较,并对施加电压和初始浓度对甲苯降解效果的影响进行了分析。结果表明:在相同电压下,双介质反应器(DDBD)具有更高的电场强度,而单介质反应器(SDBD)的输入功率更高;当甲苯浓度和电压分别为616、1 027、1 848 mg·m~(-3)和14～24 kV时,双介质中的甲苯去除率为9.4%～100%、7.4%～99%、5.1%～64%,单介质为67%～98%、46%～90%、26%～59%。这说明低电压下单介质反应器的甲苯去除率更高,而高电压下则相反,并且,浓度降低、电压升高有利于甲苯的降解。单介质反应器的能量效率随电压升高而降低,双介质反应器则先升高后下降,且双介质反应器的能量效率高于单介质反应器(16～24 kV)。以上研究可为介质阻挡放电在VOCs去除方面的应用提供参考。     

齿轮-筒电极放电处理有机废气及电极优化

放电等离子体技术被广泛用来处理各类有机污染物,其中放电电极的结构是污染物处理效率的关键。通过实验分别研究了在搭载齿轮-筒电极和线-筒电极的等离子体气体处理器下处理甲苯和VOC的效率。此外,还模拟了齿轮-筒电极的放电间距、齿轮齿数、电压大小对于放电特性与效率的影响。结果表明,齿轮-筒电极处理甲苯的效率比线-筒电极具有优势,最高效率可相差8.3%。齿轮-筒电极在处理VOC时的效率也优于线-筒电极2%～5%。放电间距在8～10 mm左右、齿轮为20齿时的电子数密度最大。同时,放电所产生的电子数密度随着电压的增大而增大,但当电压超过-20 kV时增长缓慢。齿轮-筒电极处理有机废气的效率比线-筒电极有提升,此外,电极结构还有优化提升空间。     

电极配置对多针-板脉冲等离子体反应器放电特性的影响

脉冲放电等离子体反应器作为低温等离子体技术处理气态污染物的关键部分,其电极配置很大程度上决定了放电等离子体的形成和放电能量的利用效率,研究反应器在不同电极配置下的放电特性可为改善脉冲能量注入形式和提高放电稳定性提供参考。实验研究了多针-板脉冲等离子体反应器的针板间距和针针间距对伏安特性和单脉冲注入能量的影响。结果表明,针板间距相同时,多针电极结构与单针相比,起晕电压较低、火花击穿电压较高,放电稳定性较好;相同条件下,放电电流随针板间距的增大而减小,而随针针间距的增大总体上呈上升趋势,当针针间距增大到20 mm时,相邻针尖的相互作用已很小,继续增大针针间距,放电电流出现下降趋势;针板间距对火花击穿电压的影响较大,针针间距对其影响较小。当针板间距为20 mm,针针间距为20 mm时,电晕放电具有最大单脉冲注入能量。     

低温等离子体法去除苯和甲苯废气性能研究

对低温等离子体法去除苯和甲苯废气的性能进行了探讨,在理论分析的基础上进行实验研究。低温等离子体法去除苯和甲苯的机理是放电反应产生的高能电子与苯和甲苯分子发生非弹性碰撞并将能量全部或部分传递给目标分子,使其裂解、激化。被裂解、激化的分子与臭氧、活性基团发生一系列物理、化学反应后生成二氧化碳、一氧化碳和水。实验结果表明,苯和甲苯的去除率随着电场强度的增强而增大,随着气体流速的增大而减小。在较高电场强度下,有钛酸钡填料的反应器比无填料的反应器对苯和甲苯的去除率高得多,苯最高去除率可达92 6%,甲苯可达到96 8%。相同条件下甲苯比苯更容易去除。     

脉冲电弧液相放电等离子体污水消毒灭菌

采用某污水厂的出水,利用脉冲电弧液相放电等离子体技术,研究了放电脉冲次数、放电电压、放电极间距对大肠杆菌灭杀的影响。结果表明:随着放电脉冲次数的增加,灭菌率升高。当放电脉冲次数为400时,灭菌率高达99.1%。随着放电电压的升高,大肠杆菌的去除率升高,其中电压为3 kV最高,灭菌率为96.7%。在相同的电压下,放电极间距越小,灭菌效率越高,放电间距0.5 mm时最佳。利用扫描电镜观察等离子体处理前后大肠杆菌细胞的形貌变化,并根据灭菌的结果对等离子体的灭菌机理进行了分析,发现了灭菌消毒与等离子体中所含的活性粒子成分有密切的关系。     

低温等离子体法去除苯和甲苯废气性能研究

对低温等离子体法去除苯和甲苯废气的性能进行了探讨，在理论分析的基础上进行实验研究。低温等离子体法去除苯和甲苯的机理是放电反应产生的高能电子与苯和甲苯分子发生非弹性碰撞并将能量全部或部分传递给目标分子，使其裂解、激化。被裂解、激化的分子与臭氧、活性基团发生一系列物理、化学反应后生成二氧化碳、一氧化碳和水。实验结果表明，苯和甲苯的去除率随着电场强度的增强而增大，随着气体流速的增大而减小。在较高电场强度下，有钛酸钡填料的反应器比无填料的反应器对苯和甲苯的去除率高得多，苯最高去除率可达92．6％，甲苯可达到96．8％。相同条件下甲苯比苯更容易去除。     

介质阻挡放电-催化降解空气中甲苯的研究

着重考察了催化剂分解O3对介质阻挡放电-催化降解甲苯效果的影响,对比不同催化剂在3种催化剂结合方式下对O3分解能力及甲苯降解效果.同时研究了影响O3,产生及分解的条件--放电电压、水汽和氧含量对甲苯降解的影响.结果表明,催化剂的O3分解能力越强,对甲苯的降解效果越好,O3的催化分解在甲苯降解过程中起重要作用.当放电电压为10 kv时,在余辉区和等离子体区加入催化剂,甲苯的去除率分别由无催化剂时候的33.8%提高到55.6%～66.2%和65.2%～74.2%.气流中的水汽对O3的产生和分解都产生不利影响,可降低甲苯的去除率.氧气含量高时,一方面增加O3的产生,另一方面降低催化剂对O3的分解,在O3含量为5%时,甲苯去除效果较佳.