介质阻挡放电等离子体降解高浓度甲苯

为解决喷漆和涂装废气中VOCs的污染,采用同轴圆管式介质阻挡反应器进行低温等离子体降解高浓度甲苯探索,研究了反应器参数(放电间距、放电长度)、操作参数(初始甲苯浓度、气体流量、输入功率)等关键参数对甲苯转化率和产物CO2选择性的影响。结果表明:放电间距过大或者过小都不利于甲苯的降解,放电长度的增加对其影响相对较小;输入功率越大,甲苯的降解效果越好,并且反应产物中臭氧的浓度越低,但气体流量及初始甲苯浓度的增加不利于甲苯的降解。最后对产物进行GC-MS检测,分析了甲苯降解机理。     

介质阻挡放电低温等离子体技术处理3种代表性VOC

采用介质阻挡放电低温等离子体技术处理苯、乙酸乙酯和二氯甲烷,考察了反应器的结构、输出电压、初始浓度以及气速等条件对降解率和能量效率的影响。结果表明:3种VOC中,二氯甲烷最易被降解,乙酸乙酯次之,而苯的降解率最低;双介质阻挡放电反应器对VOC的处理效果优于单介质,在输出电压为15 kV的条件下,采用双介质反应器对VOC的降解率可达99%;输出电压越高,挥发性有机废气的降解率越高,在输出电压从15 kV(P=73.7 W)降低到10 kV(P=21 W),VOC的降解率从99%降低到6.6%;VOC浓度越高降解率越低,在VOC初始浓度从244 mg·m~(-3)升高到2 542 mg·m~(-3)时,降解率从96.9%降低到63.98%;气速直接关乎停留时间,停留时间延长,降解率提高,气速300 L·h~(-1)下降到100 L·h~(-1),降解率从78%提高到97%。     

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。     

电晕-介质阻挡协同放电降解连续流丙酮

利用自制等离子体反应器开展电晕-介质阻挡协同放电降解连续流丙酮研究,采用均匀设计法获得适宜的丙酮降解参数及其相互关联性,通过解析电晕-介质阻挡协同放电机理,结合丙酮降解热力学性能分析,获得影响丙酮降解的主要因素。结果表明:丙酮降解的适宜条件为反应器电压9.60kV、空气流量1.4L·min~(-1)、在丙酮气体流量20 mL·min~(-1)的连续流体系下,电晕-介质阻挡协同放电3 min、初始质量浓度为1.807 mg·L~(-1)的丙酮单次循环降解率可达35.01%。解析等离子体放电过程和热力学性质发现,丙酮降解受协同放电活性粒子与反应温度的双重影响。     

低温等离子体氧化水中难降解有机物研究

实验将介质阻挡放电与电晕放电组合在同一个反应器内,实验废水为直接大红染料溶液,将高压电极上通人50 Hz交流高压电,介质阻挡放电系统的电极间距为30 mm、电晕放电系统电极间距为25 mm、电源电压20 kV,利用常压空气中形成的雾化水电极介质阻挡放电/电晕放电低温等离子体及其活性基团作用于难降解有机物分子.实验分析了...     

介质阻挡放电净化硫化氢气体的实验研究

采用介质阻挡放电等离子体技术净化恶臭气体硫化氢。考察了电压、频率、硫化氢初始浓度以及停留时间对硫化氢净化效果的影响。结果表明,介质阻挡放电可以有效消除硫化氢污染,硫化氢净化率随电压、频率以及停留时间的增加而升高,随硫化氢初始浓度增加而下降。当电压≥19kV,频率为300Hz,停留时间为1.56s,硫化氢初始质量浓度为30.1mg/m3时,硫化氢净化率接近100%。     

双极性高压脉冲介质阻挡放电脱硝实验参数优化研究

为提高机动车尾气中NO_x的去除率,采用了介质阻挡放电对NO_x进行处理,研究了介质阻挡放电反应器在不同介质参数、放电参数和气体参数条件下对NO_x去除的影响,优化了双极性高压脉冲放电的反应参数。结果表明:当放电极为直径10mm的螺纹铜棒,介质管为内径16mm、介质厚度1.5mm的石英玻璃管,放电间隙为3mm,放电长度为28cm,放电频率为60Hz,O_2体积分数为6%,NO_x初始质量浓度为536mg/m~3,气体流量为1.1L/min,单向脉冲电压为12kV,C_2H_2与NOx质量浓度比为1.5时,NO转化率和NO_x去除率分别为64.56%和22.57%。     

低温等离子体氧化氨气影响因素及动力学研究

采用电晕放电低温等离子体处理模拟氨气恶臭气体,考察了输入功率、初始浓度、气体湿度、停留时间等因素对降解效果和能量效率的影响,同时对反应过程进行了动力学研究。研究表明,输入功率以及停留时间对氨气降解的影响是积极的,但能量效率随着两者的增加先增大后减小。氨气的降解率随着初始浓度的增加而降低,而能量效率随着输入功率的增加而增加。氨气降解率和能量效率均随着气体湿度的增加而增加,当气体湿度为45%时达到最大值,然而随着气体湿度的进一步增加,其降解率和能量效率反而降低。反应尾气中臭氧浓度随着输入功率的增加而不断升高,而氨气的存在却使臭氧浓度有不同程度的降低。对电晕放电低温等离子体处理NH3的反应动力学进行了分析,得到NH3的反应速率常数为kNH3=0.0707 m3/(W·h)。     

高频脉冲介质阻挡放电去除水中17β-雌二醇

实验采用高频脉冲介质阻挡放电工艺处理水体中的17β-雌二醇（E2）。结果表明，该工艺可以有效地降解水中的E2，E2的降解过程符合一级反应动力学模型。当体系脉冲峰-峰电压为24kV，初始浓度为100μg／L的E2在超纯水中的降解一级反应速率常数为0．1314min^-1。E2的降解速率常数随脉冲峰-峰电压的增大而升高，随E2初始浓度和溶液初始pH增加而降低，溶液初始电导率对E2的降解影响不大。     

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.     

双室介质阻挡放电等离子体反应器降解亚甲基蓝

介质阻挡放电(DBD)等离子体技术可以有效地降解和矿化水中的亚甲基蓝(MB)分子。本文采用一种新型的双室DBD反应器通过处理亚甲基蓝溶液,研究了液体体积、下气室高度、输入功率、初始pH、初始浓度、曝气种类对MB降解的影响。结果表明,在液体体积50 mL、下气室高度7 mm、输入功率18 W、初始pH 4.0、初始浓度100 mg·L~(-1)、氧气曝气时,MB可以在20 min内几乎脱色完全。并提出了MB的降解是脱甲基化、臭氧直接氧化和羟基化共同作用的结果。     

介质阻挡放电与脉冲电晕放电修复芘污染土壤的对比研究

选取芘作为多环芳烃的代表污染物,利用介质阻挡及脉冲电晕2种放电方式产生的低温等离子体对芘污染的土壤进行修复。通过污染物处理率、影响因素和能量利用效率等实验计算结果对2种放电方式下土壤的修复效果进行比较,并从放电方式的原理、特点和反应器结构等角度进行分析。结果表明:在芘初始浓度为100 mg·kg~(-1)、电极间隙为14 mm时,介质阻挡放电对土壤中芘的处理率较高,可达60.6%,经GC-MS图谱检测分析,其多数产物分子量小、结构简单,但该放电方式受电气参数影响较大,当电极间隙增大到20 mm时,处理率则低至28.3%,其最高能量效率仅为0.321 mg·k J~(-1);而脉冲电晕放电在不同条件下处理效果稳定,电极间隙为14~20 mm时,处理率均能达50%左右,且在不同实验条件下,其能量效率为2.29~3.76 mg·k J~(-1),是介质阻挡放电的10余倍。脉冲电晕放电方式在处理比污染土壤时要优于介质阻挡放电。     

介质阻挡放电联合催化臭氧化降解甲苯

采用介质阻挡放电区后结合MnOx/Al2O3/发泡镍去除甲苯,考察甲苯进气方式、臭氧产生方法及湿度对甲苯与O3同时去除的影响。结果表明,O3是等离子体区后催化降解甲苯的主要物种,介质阻挡放电联合催化臭氧化可实现甲苯及O3的同时高效去除。输入电压为9.0 kV时,甲苯的去除效率达92.8%,在80 min内O3的去除效率维持在99%以上。水蒸气对催化剂催化分解臭氧的活性没有直接的影响,O3浓度较高时湿度对甲苯降解效率的影响很小。GC-MS分析结果表明,甲苯降解的主要气相副产物有烷烃、酸、酮和含苯环有机物,提出了甲苯的降解途径。     

介质阻挡放电等离子体技术处理菲污染土壤

采用介质阻挡放电技术对菲污染土壤进行修复处理,研究了电源参数(电压、频率、占空比、放电间隙)对输入能量的影响,考察了电源参数、土壤参数、气体参数对处理效果的影响,并综合考虑处理效果、放电特性及能源利用等因素选取最佳参数以进行后续处理及机理研究。结果表明:在电源输入电压为110 V、脉冲频率为150 Hz、占空比为20%、放电间隙为1.5 cm、气体流速为0.6 L·min-1、初始浓度为200 mg·kg-1、土壤含水率为4%的条件下处理20 min后,DBD等离子体对菲污染土壤的降解率可达到82%,其输入功率为64 W,能源效率为0.04 mg·k J-1。     

介质阻挡放电处理甲苯及其放电参量的研究

采用等离子体反应器介质阻挡放电产生低温等离子体处理甲苯,在分析负载等效电路的基础上,利用电压-电荷Lis-sajous图形法对气体放电过程中的放电参量进行测量研究,并探讨了相关工况参数对甲苯去除率的影响.研究结果表明,该反应器所得能量随着电压的增大而增大;气隙等效电容随着外加电压和气隙厚度的增大而减小;电压较低时.电介质等效电容变化不大,随着电压的增大迅速升高,当电压达到一定值后,电介质等效电容变化平缓;该反应器采用粗电极对甲苯的去除率优于细电极;甲苯的去除率随着放电功率的上升而提高,但是能量效率却呈降低的趋势.此外,研究发现甲苯的初始浓度与气体流量与甲苯的去除率呈反比,而与甲苯的绝对去除量呈正比.     

低温等离子体介质阻挡降解CS2

采用线圈式低温等离子体介质阻挡反应器降解CS_2,通过控制CS_2浓度、流量及放电电压等影响因素,探讨CS_2在氮气和模拟空气背景下的降解率。结果表明:模拟空气和氮气背景下,CS_2质量浓度为600mg/m~3,流量为0.30m~3/h,电压为5 000V时,CS_2的降解率分别为90.3%、68.9%。模拟空气背景下尾气成分主要包括SO_2、COS、CO_2、CO。参数控制在适当范围内,可以提高CS_2的降解率。     

介质阻挡放电对湖泊水华蓝藻的去除

采用介质阻挡放电等离子体技术去除太湖水华蓝藻,考察了放电输出功率、空气流速、添加剂(异丙醇、腐植酸)等对蓝藻去除的影响。结果表明,介质阻挡放电能去除太湖水华蓝藻,放电功率100 W,空气流速1.0 L/min,放电18min,在光照强度2 000 lx和25℃下培养4 d,初始叶绿素a浓度为9.58 mg/L藻液中蓝藻去除率达87.8%。增加放电输出功率和空气流速能提高蓝藻的去除效率;腐植酸促进了介质阻挡放电对蓝藻的去除;而异丙醇添加剂抑制了介质阻挡放电的作用。放电处理后,蓝藻细胞内类胡萝卜素含量、SOD活性、MDA含量发生明显变化,介质阻挡放电破坏了蓝藻细胞内含物。     

介质阻挡放电氧化降解木质素磺酸钠的动力学研究

为了有效地处理难生物降解的造纸废水，采用气相介质阻挡放电产生氧化性物质，对木质素磺酸钠进行了氧化降解研究。在不同操作条件下，对其降解动力学及矿化程度进行了研究。结果表明，介质阻挡放电能有效地降解木质素磺酸钠，其氧化降解反应遵循准一级动力学反应。当峰值电压为20 kV，被水蒸气饱和的空气为气源，流量为7 L/min时，氧化处理60 min后，木质素磺酸钠降解率达到70％。其速率常数K随峰值电压、气源、气体流量和木质素磺酸钠的初始浓度的变化而不同。气体流量越大，木质素磺酸钠的初始浓度越低，速率常数K越大，降解效果越好。随着处理时间的增加，氧化性物质能将部分木质素磺酸钠矿化使溶液TOC降低，当被水蒸气饱和的空气作为气源时，氧化处理120min，21.38%的TOC被去除。     

电液压脉冲放电与铁屑内电解法联用处理TNT废水试验研究

TNT结构稳定，废水又具有生物毒性，难以生物降解，采用电液压脉冲放电与铁屑内电解法联用能有效处理TNT废水。研究了铁屑投加量、pH值和铁屑重复使用对TNT降解的影响。试验条件为：放电电压36 kV，废水体积7 L，TNT初始浓度90 mg/L，电极间距8 mm。结果表明，在投加铁屑700 g和pH值为6.5时，TNT降解率分别达到97.7%，铁屑重复使用6次不影响TNT降解效果；放电后静置一段时间，TNT仍然继续降解；在125 L的反应器中处理115 L废水，TNT初始浓度50 mg/L，TNT最大降解率达94.2％，TNT浓度降至2.9 mg/L。     

电晕-介质阻挡协同放电低温等离子体降解大流量甲苯废气的研究

利用自制电晕-介质阻挡协同放电低温等离子体降解大流量甲苯废气,运用均匀设计法优化获得甲苯降解的适宜条件,探究了各因素及因素间交互作用对甲苯降解的影响,并开展甲苯降解动力学分析。结果表明:降解甲苯的最佳条件为工作电压13kV、放电频率6.5kHz、废气流量为1.0L/min,甲苯初始质量浓度924mg/m~3,在此条件下甲苯气体降解率为94.93%,能量效率为0.63g/(kW·h);甲苯降解符合一级反应动力学,甲苯降解反应速率常数与输入功率具有良好线性关系。