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。     

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...     

线-板式介质阻挡放电反应器的优化

研制了一种新型线-板式介质阻挡放电反应器。通过分析V-Q Lissajous图,得出了反应器放电过程的特征,以乙烯的降解率为指标,优化了反应器的结构,并考察了工艺参数(相对湿度、乙烯初始浓度和停留时间)变化对反应器性能的影响。实验结果表明,反应器放电时,输入功率的增加不会使放电电压增大,增加的是放电电流;优化后的反应器以2.5mm厚的陶瓷板做阻挡介质,以间距为0.5 mm的钼丝做电晕极,放电间距3 mm;乙烯的降解效率受湿度的影响小于10%,随初始浓度的增加或停留时间的减小而降低;最佳的工艺参数为湿度24%(298 K)、初始浓度17 mg·m~(-3)、停留时间1 s。与传统的平行板式反应器相比,该反应器起晕电压较低、能量效率较高,适于降解低浓度的乙烯气体。     

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。     

电晕放电等离子体对水中邻苯二甲酸二甲酯的降解

采用电晕放电等离子体降解水中的邻苯二甲酸二甲酯,研究了放电输出功率、溶液初始浓度、空气流量、初始p H、Fe2+和羟基自由基清除剂对邻苯二甲酸二甲酯去除效率的影响,并对其降解动力学进行了初步模拟。结果表明,电晕放电等离子体对水中邻苯二甲酸二甲酯有较好的去除效果。在放电功率45 W、初始浓度50 mg·L~(-1)、空气流速2 L·h-1、初始p H 6.31、初始电导率4.05μS·cm-1的条件下,反应30 min,邻苯二甲酸二甲酯的去除率可达到95%。酸性条件下有利于邻苯二甲酸二甲酯的降解。添加Fe2+,在反应初期可显著提高邻苯二甲酸二甲酯的降解率。羟基自由基清除剂的加入在一定程度上抑制了邻苯二甲酸二甲酯的降解。电晕放电等离子体降解邻苯二甲酸二甲酯的过程基本符合一级反应动力学。     

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降解挥发性有机物的研究进展

介质阻挡放电(DBD)由于具有操作简单、安全可靠、反应快、电子能量高等优点成为低温等离子体研究的热点。综述了DBD单独作用、DBD-非催化剂填料以及DBD-催化剂协同技术在挥发性有机物(VOCs)处理方面的主要研究进展;讨论了温度、水蒸气含量、氧气含量、VOCs浓度、流量、放电功率等因素对DBD降解VOCs的影响;在此基础上,对DBD降解VOCs的研究前景进行了展望。     

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。     

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.     

大气压降膜DBD等离子体去除废水中四环素

水体中抗生素类药物污染主要来源于人体和动物的大量使用,为改善水环境,降低和去除水中抗生素类药物,设计了可进行较大体积水中四环素的有效去除大气压降膜介质阻挡放电(dielectric barrier discharge)装置,研究了等离子体对四环素模拟液的降解特性,并分析了其降解机理。结果表明,当初始浓度为100 mg·L~(-1),等离子体处理四环素溶液10 min,去除率为90%,化学需氧量去除率为45%,能量效率达到3.16 g·(kWh)~(-1)。较高的能量效率源自放电产生大量的活性物种(高能电子、离子、自由基等)。采用紫外可见分光光度法和液相色谱-质谱等检测方法对水样进行了分析,当等离子体放电处理2 min后,四环素溶液中开始生成新的物质,随着放电时间的延长,新物质种类和产量也随之逐渐增加,直至水中四环素接近完全降解。研究结果为实现大面积、工业级的有机抗生素废水的处理,保护水生生态环境提供了参考。     

Mn(Ⅱ)液强化电晕放电烟气脱硫效果

建立了线筒式电晕放电反应器,测定了其放电特性,研究了电压、水流量、Mn2+浓度和SO2浓度等对电晕放电与Mn(Ⅱ)液相催化协同脱硫效果的影响,并探讨了协同脱硫的反应机理.结果表明,脱硫效率随着放电电压、水流量和Mn2+浓度的增加而增加,SO2浓度的影响不明显.电晕放电与Mn(Ⅱ)液相催化协同能够加强SO2的氧化作用,提...     

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.     

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.     

介质特性对DBD降解苯的影响

为了提高介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体的处理效率,研究了内外介质组成分别为:(1)石英 石英;(2)陶瓷 石英;(3)陶瓷 陶瓷这3种情况下苯的降解情况.试验结果表明,在处理低浓度含苯废气时,陶瓷 陶瓷效果最好;陶瓷(内管) 石英(外管)在处理高浓度含苯废气时显示出优势.通过对气相产物和固相结焦产物的分析验证了DBD能有效降解苯,降解产物不会带来新的污染.进一步分析了实验条件和介质材料的变化对DBD降解苯的影响机理.     

碳纳米管催化臭氧降解PFOS动力学与过程控制

针对全氟化合物难降解问题通过碳纳米管(CNT)诱导臭氧高级氧化路径研究非均相催化体系对高稳性全氟辛烷磺酸(PFOS)的降解效能与机制。结果表明:CNT介质可催化臭氧通过C-F断键对PFOS强制氧化分解,其准一级降解常数(A=0.O_37 min~(-1),5 mg·L~(-1)CNT)均高于碱式臭氧处理(A:=0.009 min~(-1),pH=11)以及高负荷活性炭颗粒(A:=0.013 min~(-1)3 g·L~(-1)GAC);溶液pH是控制催化过程的重要因素酸性或碱性环境由于PFOS吸附阻隔均不利于CNT表面与溶解O_3的接触催化反应;结合羟基自由基淬灭实验,推测CNT通过表面石墨层促成·OH大量生成并在固/液界面原位降解PFOS。研究结果可为开发利用CNT介质强化臭氧水处理过程提供科学依据。