低温等离子体-催化协同降解挥发性有机废气

低温等离子体-催化协同技术适合于各类挥发性有机物的治理,特别是大气量低浓度的有机废气的处理.高效催化剂的加入可 以显著提高等离子体反应中有机废气的降解效率,减少有害副产物的生成以及提高反应器的能量利用率.从反应器、催化剂以及背景气体等方面探讨了该技术实现产业化需要解决的问题,结合低温等离子体与催化剂的相互作用、等离子体...     

等离子体技术在二甲胺异味治理中的应用

齐鲁石化公司腈纶厂腈纶装置二甲胺异味治理采用双介质阻挡放电产生的低温等离子体技术,是DBD低温等离子体技术在腈纶行业废气治理上的首次应用。含二甲胺废气经DBD等离子体技术处理后,二甲胺去除率达99.8%以上,烟囱尾气臭气浓度小于1000,厂界臭气浓度小于5,达到了国家环保排放的要求,彻底解决了企业异味扰民的问题。     

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。     

低温等离子体-臭氧催化氧化降解硫化氢气体的耦合效果与调控方法研究

利用低温等离子体在降解污染过程中产生的副产物臭氧,开展了低温等离子体-臭氧催化氧化耦合工艺同时去除硫化氢和臭氧研究,考察了催化剂粒径、空床停留时间、催化反应温度、等离子体输入功率等工艺参数对硫化氢降解和副产物臭氧浓度的影响。研究发现:臭氧需求因子(Df)与催化床层出口的硫化氢与臭氧浓度之间有一定的对应关系,ln(Df)介于3~4时,尾气中硫化氢和臭氧的浓度可分别维持在5.0×10-6,3×10-6m3/m3以下;等离子体能量密度SIE/Cin与ln(Df)值成明显的正相关:ln(Df)=30.924SIE/Cin-3.5622。对于进气浓度(Cin)和气体流速(Q)皆已知的硫化氢废气,通过调控输入功率(P)来调控SIE使ln(Df)值在3~4,可使耦合工艺具有最佳的去除效果,实现硫化氢和臭氧最佳去除。     

生物法净化废气中低浓度挥发性有机物的过程机理研究

 针对生物法净化低浓度挥发性有机废气的过程机理研究表明，生物膜填料塔净化低浓度甲苯气体是一个以气膜控制为主的传质过程，其中甲苯的生化降解属于瞬时快速化学反应，即甲苯的生化降解反应速率远远超过甲苯在液膜中的扩散速率，甲苯的生化降解在气液相界面处即可发生，其宏观表现即为甲苯气体直接吸附在润湿的生物膜上后迅速被微生物生化降解。因此，可以从气体吸附理论的新角度去解释生物法净化废气中低浓度挥发性有机物的动力学过程。对于低浓度挥发性有机废气的生物法净化装置的设计与操作而言，凡能改善传质条件、减少气膜阻力的措施均能强化这一生物吸收净化过程。     

真空紫外光解-活性炭吸附去除甲苯及副产物臭氧

研究了不同条件下产O3低压汞灯对气相中低浓度甲苯的光化学降解,以及活性炭纤维(ACF)对甲苯光解尾气中残余甲苯及光解副产物O3的脱除.结果表明,气流相对湿度(RH)越高、气体流量越大、甲苯的初始浓度越高,甲苯的真空紫外光解速率越高,最高达0.070mg/m3,所产生的O3浓度也越低.气流RH越低,ACF对甲苯和O3的吸附脱除性能越好.负载Mn、Cu氧化物的ACF对O3有更好的分解性能,同时能催化氧化甲苯.在400℃下焙烧的催化剂性能最好,RH8%时对O3的去除率稳定在35%,但当RH增至40%时,对O3的去除率下降为16.9%.     

光助芬顿反应催化降解气体中甲苯

以甲苯作为挥发性有机污染物(VOCs)的代表,利用连续进气动态实验装置,研究光助芬顿反应降解气体中甲苯的作用.考察了芬顿试剂溶液初始p H、H2O2浓度、Fe2+浓度以及甲苯初始浓度对降解甲苯的影响,并利用在线质谱和色谱对产物进行了定性、定量分析.结果表明,紫外光照加快了羟基自由基的生成,显著提高了气体中甲苯的去除率;p H=3.0、H2O2浓度为20 mmol·L-1、Fe2+浓度为0.3 mmol·L-1的条件下,甲苯去除率最高;当甲苯初始浓度为260 mg·m-3时,去除率能够达到98%;光助芬顿反应催化降解气体中甲苯实验未检测到CO2之外的中间产物,CO2产率分析表明去除的甲苯全部转化为CO2.     

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.     

非平衡等离子体联合技术降解甲苯气体

采用了自制的纳米钛酸钡基介电材料作为催化剂,以电工陶瓷拉西环作为载体,利用介质阻挡放电产生的非平衡态等离子体对常压下流动态含甲苯的空气进行处理,研究了电场强度、流速、初始浓度及不同填料情况下甲苯的降解及臭氧产生情况,初步探讨了等离子体催化降解甲苯的机理,并进行了产物分析.实验结果表明,电场强度小于13kV·cm-1时,甲苯降解率和臭氧产生浓度随电场强度的提高而上升,随气速和初始浓度的增加而降低;不同填料下降解率及臭氧浓度由大到小排序为有催化剂填料、普通填料、无填料,有催化剂存在时(电场强度为14kV·cm-1,流速为0.3 m3·h-1,甲苯浓度为600 mg·L-1),甲苯降解率最高可达95%.当电场强度>13kV·cm-1时,臭氧浓度因受到过量的高能电子攻击而发生分解.表现为臭氧浓度随电场强度的继续增加而降低.因此,电场强度为13kV·cm-1时,产生的臭氧浓度最高.     

介质阻挡放电协同光催化降解硫化氢废气

恶臭是一种感觉公害,极大地危害着人们的身体健康和生活的安宁舒适,其中含硫恶臭气体是最为典型的一类,目前恶臭物质的治理问题成为一项重要的任务.为了达到理想的去除效果,该文在传统的介质阻挡放电技术上,协同由2种不同基体上沉积有纳米二氧化钛的催化剂降解硫化氢废气,分别采用单独DBD放电、协同催化的一段式、两段式系统研究了不同参数(输入电压、气体流量、初始浓度)对硫化氢废气降解效率的影响,并对比研究了在单独低温等离子技术及其协同催化剂的情况下,反应系统中臭氧、二氧化氮浓度的变化,对降解途径进行了分析讨论.结果 表明:随输入电压增大,以及在污染气体初始浓度和流量较小时,反应器对硫化氢气体的去除效率增大;协同催化剂的反应系统中硫化氢去除效果明显增强,且副产物减少.     

低温等离子体-催化协同净化有机废气研究进展

低温等离子体-催化协同净化技术是一种理想的环境污染治理技术,催化剂的加入可有效地提高废气治理的净化效果和二氧化碳的选择性,减少副产物的产生,并进一步降低能耗。分析了低温等离子体-催化协同净化有机废气的协同作用机理,阐述了反应器结构、催化剂参数、电参数以及工艺参数等对反应器性能的影响,并指出今后研究的发展方向。     

Decomposition characteristics of toluene by a corona radical shower system

Non-thermal plasma technologies offer an innovative approach to decomposing various volatile organic compounds(VOCs). The decomposition of toluene from simulated flue gas was investigated using a pipe electrode with nozzles for the generation of free radicals. Corona characteristics and decomposition of toluene were investigated experimentally. In addition, the decomposition mechanism of toluene was explored in view of reaction rate. The experimental results showed that the humidity of additional gas has an important effect on corona characteristics and modes and stable streamer corona can be generated through optimizing flow rate and humidity of additional gas. Applied voltage, concentration of toluene, humidity of toluene and resident time are some important factors affecting decomposition efficiency. Under optimizing conditions, the decomposition efficiency of toluene can reach 80%. These results can give a conclusion that the corona radical shower technology is feasible and effective on the removal of toluene in the flue gas.     

滑动弧放电等离子体裂解正己烷实验研究

考察了一种新型低温等离子体发生方式滑动弧放电对正己烷的裂解效果,检测了主要裂解产物,并分析了供给电压、正己烷初始浓度、电极材料和反应器结构对裂解率的影响.结果表明,该法可以有效处理正己烷,最高裂解率达96%.在空气中的主要裂解产物为CO2、CO、NO2和H2O.增大供给电压可以提高正己烷裂解率;初始浓度增大后裂解率下降,但绝对处理量增大;相同能耗情况下,采用铁电极时能量利用率最低,正己烷裂解率低于铝电极和铜电极;电极最小间距和喷嘴直径之间的比例关系影响裂解效果,优化两者的匹配关系可以提高裂解率.     

Production of ammonia from plasma-catalytic decomposition of urea: Effects of carrier gas composition

Effects of carrier gas composition(N_2/air) on NH_3 production, energy efficiency regarding NH_3 production and byproducts formation from plasma-catalytic decomposition of urea were systematically investigated using an Al_2 O_3-packed dielectric barrier discharge(DBD) reactor at room temperature. Results show that the presence of O_2 in the carrier gas accelerates the conversion of urea but leads to less generation of NH_3. The final yield of NH_3 in the gas phase decreased from 70.5%, 78.7%, 66.6% and 67.2% to 54.1%, 51.7%, 49.6% and 53.4% for applied voltages of 17, 19, 21 and 23 kV, respectively when air was used as the carrier gas instead of N_2.From the viewpoint of energy savings, however, air carrier gas is better than N_2 due to reduced energy consumption and increased energy efficiency for decomposition of a fixed amount of urea. Carrier gas composition has little influence on the major decomposition pathways of urea under the synergetic effects of plasma and Al_2 O_3 catalyst to give NH_3 and CO_2 as the main products. Compared to a small amount of N_2 O formed with N_2 as the carrier gas, however,more byproducts including N_2O and NO_2 in the gas phase and NH_4 NO_3 in solid deposits were produced with air as the carrier gas, probably due to the unproductive consumption of NH_3, the possible intermediate HNCO and even urea by the abundant active oxygen species and nitrogen oxides generated in air-DBD plasma.     

脉冲调制介质阻挡放电和催化联用技术降解甲苯

利用低温等离子体处理挥发性有机化合物(VOCs)废气是目前国内外研究的热点。研究利用脉冲调制介质阻挡放电和催化联用技术降解甲苯,对比分析了连续放电和脉冲调制对去除甲苯的影响;研究了脉冲调制后在有无催化剂的情况下的能量效率,比较了两种情况下的臭氧浓度以及中间产物的不同。结果表明:脉冲调制有效提高了甲苯的降解能效,其能量效率几乎是连续放电时的2倍～3倍;在有催化剂的情况下,能量效率是没催化剂的1.5倍～2倍,臭氧浓度明显降低,结焦产物中含苯环的衍生物的量少于无催化的结焦产物。     

新型介质阻挡放电反应器同时处理废气和废液研究

为了充分发挥介质阻挡放电处理污染物的能力.本研究依据介质阻挡放电降解废气和废液的原理,设计了一种介质阻挡放电同时处理废液和废气的反应器,并对模拟废气甲苯和染料废水进行处理.实验过程中对甲苯和染料废水分别单独处理和两者同时处理的效果进行了比较.结果表明,甲苯在单独处理和同染料废水同时处理时都可达到较高的降解效果,两者同时处理时甲苯的降解效率可达88.6%.并且在甲苯降解效率基本保持不变的情况下,本反应器可以实现对染料废水的同步降解,其中处理50 mg·L-1活性艳蓝60min时,降解率可达95.4%,每小时处理量为35.8 mg.通过同时处理甲苯和染料废水提高了反应器的能量利用效率.     

脉冲电晕法去除甲苯废气的研究

对脉冲电晕等离子体技术净化有机污染物甲苯进行了实验研究,考察脉冲峰值电压、脉冲频率、气体流量、气体入口质量浓度等因素对净化效率的影响.结果表明:甲苯去除率随脉冲峰值电压、脉冲频率增大而升高,随气体流量、气体进口质量浓度增大而降低;对低浓度、大流量的甲苯废气能达到较好的去除效果,最高去除率可达85.4%.     

介质阻挡放电处理水中3,4-二氯苯胺机理研究

采用介质阻挡放电产生低温等离子体来处理水中3,4-二氯苯胺(3,4-DCA),考察了放电功率、空气流量、金属离子(Fe2+、Cu2+)浓度、光催化剂二氧化钛对3,4-DCA去除率的影响,并分析了降解产物及可能的降解机理.实验结果表明,介质阻挡放电方法对3,4-DCA有良好的去除效果,在3,4-DCA初始浓度为30mg·L-1,放电功率为80W,空气流量为1L·min-1时,放电处理6min后3,4-DCA的去除率可达92.5%.增加空气流量能显著地提高3,4-DCA的去除率,添加亚铁离子(Fe2+)浓度和光催化剂TiO2均能提高3,4-DCA的去除率,且存在最佳添加量值.介质阻挡放电方法对3,4-DCA的降解去除反应符合一级反应动力学.通过气质联用仪(GC-MS)分析检测发现,反应主要为脱氯、脱氨基和苯环开环反应,二氯乙烯为其主要的降解产物.