直流电晕放电降解甲苯的特性研究

利用直流高压电晕产生的非平衡等离子体分解甲苯。考察了各种因素对甲苯降解效率的影响，并对降解机理进行分析。研究结果表明：放电时间的延长、放电电压的提高、适宜的相对湿度和较低甲苯的初始浓度都有利于提高甲苯的降解效率。     

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.     

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。     

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-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.     

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。     

活性炭吸附和脱附-等离子体氧化净化有机废气的研究

根据滑动弧放电等离子体适于降解高浓度有机物废气的特性,结合活性炭吸附法,提出了吸附器的吸附浓缩和热脱附-等离子体氧化净化有机废气的方法。在活性炭吸附过程中,最初2 h内甲苯净化率达到100%,随着时间的增加净化率下降;在热脱附滑动弧放电等离子体净化过程中,甲苯降解效率最高为97.3%。将滑动弧放电等离子体反应器出口气相产物收集进行FT-IR检测,发现放电后有CO2、CO、H2O和NO2产生,并分析了甲苯的降解机理。     

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。     

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。     

膜生物反应器处理甲苯废气的降解特性及传质过程强化

设计了一种气相空间带方形扰流柱结构的平板膜生物反应器,进行了甲苯降解废气净化实验,并与未加入方形扰流柱结构的反应器进行了对比。实验研究了甲苯入口浓度和气体流量对甲苯降解效率和传质速率的影响,结果表明,随着甲苯入口浓度和气体流量的增加,膜生物反应器降解效率降低,甲苯的传质速率增大,气相空间加入方形扰流柱后,甲苯在反应器中的传输得到了强化,降解效率最大提高了8%。     

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.     

水解酸化-缺氧法处理采油废水的污染物迁移降解试验研究

水解酸化．缺氧法对采油废水有较好的处理效果，采用GC／MS技术对水解酸化-缺氧法处理采油废水过程中污染物的迁移降解进行的研究表明：水解酸化段和缺氧段对采油废水中碳原子为C6-C9、分子量为100—140的有机物均有较好的降解能力。其中，在水解酸化段中酮类、芳烃得到较好的降解，缺氧段中酚类和醚类化合物降解明显。水解酸化-缺氧工艺对于采油废水中的甲苯和二甲苯具有较好的降解能力。     

水解酸化-缺氧法处理采油废水的污染物迁移降解试验研究

水解酸化-缺氧法对采油废水有较好的处理效果,采用GC/MS技术对水解酸化-缺氧法处理采油废水过程中污染物的迁移降解进行的研究表明:水解酸化段和缺氧段对采油废水中碳原子为C6～C9、分子量为100～140的有机物均有较好的降解能力.其中,在水解酸化段中酮类、芳烃得到较好的降解,缺氧段中酚类和醚类化合物降解明显.水解酸化-缺氧工艺对于采油废水中的甲苯和二甲苯具有较好的降解能力.     

Photochemical and photocatalytic degradation of gaseous toluene using short-wavelength UV irradiation with TiO2 catalyst: comparison of three UV sources

The feasibility of the use of short-wavelength UV (254+185 nm) irradiation and TiO2 catalyst for photodegradation of gaseous toluene was evaluated. It was clear that the use of TiO2 under 254+185 nm light irradiation significantly enhanced the photodegradation of toluene relative to UV alone, owed to the combined effect of photochemical oxidation in the gas phase and photocatalytic oxidation on TiO2. The photodegradation with 254+185 nm light irradiation was compared with other UV wavelengths (365 nm (black light blue lamp) and 254 nm (germicidal UV lamp)). The highest conversion and mineralization were obtained with the 254+185 nm light. Moreover, high conversions were achieved even at high initial concentrations of toluene. Catalyst deactivation was also prevented with the 254+185 nm light. Regeneration experiments with the deactivated catalyst under different conditions revealed that reactive oxygen species played an important role in preventing catalyst deactivation by decomposing effectively the less reactive carbon deposits on the TiO2 catalyst. Simultaneous elimination of photogenerated excess ozone and residual organic compounds was accomplished by using a MnO2 ozone-decomposition catalyst to form reactive species for destruction of the organic compounds.     

吸附增效低温等离子体法去除甲苯废气的研究

采用150Hz中频高压交流电源作为低温等离子体发生源,选用典型的微孔γ-Al2O3球形颗粒吸附剂(以下简称γ-Al2O3)作为等离子体反应器填充材料,协同低温等离子体法催化降解甲苯废气。考察了在不同条件下,γ-Al2O3的甲苯吸脱附效果和吸附增效低温等离子体法的甲苯去除效果。结果表明,甲苯降解反应主要发生在γ-Al2O3的表面,甲苯的去除率在一定的浓度范围内与γ-Al2O3表面吸附的甲苯量成正比关系;填充γ-Al2O3有利于提高甲苯去除率及等离子体反应器能量利用率;γ-Al2O3对臭氧的降解表现出一定的促进作用。     

新型吸收剂净化吸收甲苯废气的实验研究

选择柠檬酸钠水溶液、Tween-20水溶液、檬酸钠-Tween-20混合水溶液、新型矿物油及新型矿物油-水作为研究对象,实验研究对比了几种吸收剂对甲苯废气的吸收效果。通过实验分析可知,檬酸钠水体系对甲苯废气吸收能力有限,加入盐类可小幅增强其水体系对于甲苯废气的吸收效果,其中Tween-20水溶液吸收剂对甲苯废气吸收率较柠檬酸钠水体系高;新型矿物油对甲苯废气有着较好的处理效果,吸收率最高可达97%,而新型矿物油-水混合吸收剂中单位体积新型矿物油对甲苯废气吸收率较新型矿物油吸收剂提高45%,且具有吸收效率高、分散性好、再生成本低的优点。     

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。     

盆栽植物净化甲苯废气

采用动态模拟法模拟盆栽植物对甲苯污染气体的净化,考察吊兰和金绿萝两种盆栽植物在净化甲苯过程中,甲苯入口浓度与植物对甲苯净化速率的关系。结果表明,2种盆栽植物对低浓度甲苯废气具有长期明显的净化效果。在相同条件下,吊兰茎叶和土壤的净化速率优于金绿萝体系。在植物的耐受浓度范围内,2种植物茎叶和土壤的净化速率均随着甲苯入口浓度的升高而增大,且白天的净化速率明显高于黑夜时的净化速率。在实验过程中,吊兰土壤体系的降解率随着甲苯浓度的升高逐渐下降;金绿萝土壤体系的降解率基本不受甲苯入口浓度的影响。吊兰盆栽体系的降解率明显大于金绿萝的降解率。两种植物盆栽体系的降解率随甲苯进口浓度的影响可以忽略。