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。     

吸附联合低温等离子体法去除甲苯废气

对介质阻挡放电条件下产生的低温等离子体联合吸附去除低浓度甲苯废气进行了实验研究。考察了反应器内分别填充分子筛、陶瓷环和混合填料时,甲苯的吸附效果;比较了各种填充条件下,低温等离子体对甲苯的去除效果和副产物臭氧的产生量;并对填充混合填料时不同外加电压、不同操作条件下,吸附联合低温等离子体去除甲苯的过程进行系统的研究。结果表明,外加电压相同,混合填料对甲苯的去除率最高,大于97%,依次是分子筛、陶瓷环、无填充;同时混合填料的臭氧浓度小于其他填料;当电压为18 kV时,混合填料可获得较高的甲苯去除率,同时产生的臭氧副产物最少。     

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。     

低温等离子体联合技术降解甲苯气体的研究

以自制的纳米钛酸钡基介电材料为催化剂,以电工陶瓷拉西环为载体,利用介质阻挡放电产生的低温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、空塔气速、甲苯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联合技术降解甲苯的机制,并进行了产物分析.实验结果表明,甲苯降解率随电场强度的提高而上升,随空塔气速和甲苯初始浓度的增加而降低;随反应器内填料变化,甲苯降解率表现为催化剂填料》普通填料》无填料,其降解率最高可达95%.当电场强度》13.0 kV/cm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,故最佳电场强度为13.0 kV/cm.当9.0 kV/cm＜电场强度＜13.0 kV/cm,臭氧产量表现为催化剂填料＞普通填料＞无填料,纳米钛酸钡基介电材料大大增强了臭氧的产量.     

气体循环条件下等离子体催化氧化吸附态的苯和甲苯

在气体循环条件下,以MnOx-AgOx/γ-Al2O3、CoOx-CeOx/γ-Al2O3为吸附剂兼催化剂,研究了低温等离子体催化氧化吸附态的苯和甲苯,并对催化剂进行了BET和XRD表征。结果表明：气体循环条件下等离子体催化氧化技术同样适用于吸附态的双组分苯与甲苯的降解,并且COx产率和CO2选择性不比降解单组分苯或甲苯时的低。气体循环放电90 min后,与γ-Al2O3相比,引入MnOx-AgOx/γ-Al2O3、CoOx-CeOx/γ-Al2O3后,COx产率分别提高了9%、12%;CO2选择性也得到了提高并都接近100%;臭氧浓度分别减少了51%、39%;N2O浓度相应也降低了26%和38%。最后结合实验结果讨论了引入催化剂后反应机理的变化。     

负载型催化剂联合低温等离子体去除甲苯

为了解负载型催化剂联合低温等离子体对甲苯去除效率的影响,考察了5A分子筛、γ-Al2O3和混合载体负载Mn、Mn/Cu和Mn/Cu/Ce金属氧化物对甲苯去除率及碳平衡和CO2选择性的影响效果,并对催化剂进行了BET、SEM、XRD和FT-IR表征研究。结果表明,相同载体条件下,对甲苯的去除效率依次为MnOx/CuOx > MnOx/CuOx/CeOx > MnOx > 无负载,其中负载型催化剂MnOx/CuOx/γ-Al2O3稳定后对甲苯的去除效率高达80%。无负载条件下,3种载体对碳平衡和CO2选择性大小依次为γ-Al2O3 > 混合载体>分子筛。催化剂表征可知,MnOx/CuOx活性组分在催化剂表面高度分散,保证了催化剂的高活性;FT-IR红外光谱发现,无负载的γ-Al2O3载体反应后其表面活性基团—OH明显减少,而负载型催化剂反应前后其表面的—OH基团变化不大。     

低温等离子体催化降解甲苯的影响因素分析

采用吸附存储/低温等离子体催化技术降解甲苯,分析了催化剂M/13X-Al(M为Ag、Fe、Cu)、放电电压、甲苯吸附量对低温等离子体氧化效果的影响。结果表明:Ag/13X-Al具有较大的穿透吸附量与较高的CO_x(CO_2、CO)产率。当放电电压由12kV升高至22kV,活性粒子大量增加,CO_x产率从32%提高至71%;而当甲苯吸附量增加,单个甲苯分子与活性粒子的碰撞几率降低,CO_x产率急剧下降。     

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。     

低温等离子体法处理甲醛气体

报道用低温等离子体的方法去除甲醛气体,主要考察了电场强度、进口浓度及填料对于甲醛气体去除效率的影响。实验研究结果表明,随着电场强度的增加,进口浓度的降低和在反应器中加有填料都会提高甲醛气体的去除效率。低温等离子体方法去除甲醛气体的机理可分为2部分:电子与污染物分子的直接碰撞和电场产生的活性粒子与污染物分子之间发生的一系列化学反应。     

低温等离子体联合光催化技术降解甲苯的实验研究

采用低温等离子体联合光催化技术降解甲苯,从电压、电源频率、甲苯气体流量、初始浓度和Mn2+掺杂量等方面考察其对甲苯降解率的影响,并对比γ-Al2O3、TiO2/γ-Al2O3和Mn1.0/TiO2/γ-Al2O3(Mn2+摩尔分数为1.0%)3种填料的甲苯降解能量利用效果.结果表明,在相同电压和频率条件下,3种填料的甲...     

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。     

堆肥生物过滤器净化苯、甲苯混合废气的实验研究

选取木块和多孔塑料为填料,选择苯为VOCs代表,研究堆肥生物过滤器对高低浓度的苯生物降解性能。实验结果表明,（1) 以木块和多孔塑料为填料的堆肥生物过滤器对高、低浓度苯净化效率呈现降低后升高,最后再降低的过程,对高低浓度甲苯均呈现缓慢升高后降低的过程,高浓度苯的最大净化效率为90.5%和97.7%,甲苯的最大净化效率为71.34%和66.45%;（2) 以多孔塑料为填料的堆肥生物过滤器对高浓度苯具有较好的抗冲击性和抗负荷性,以木块为填料的堆肥生物过滤器对高浓度甲苯有更好的净化效果;（3) 堆肥生物过滤器对高低浓度苯、甲苯的平均净化率为68%和56%以上,低浓度苯和甲苯的平均去除能力分别为0.122和0.012 g/（m³·h）,最大去除能力为0.148和0.015 g/（m³·h）,而高浓度苯和甲苯的平均去除能力为0.94和0.11 g/（m³·h）,最大去除能力为1.32和0.135 g/（m³·h）。     

催化剂对低温等离子体降解吸附态甲苯的影响

采用线管式介质阻挡反应器对低温等离子体循环降解甲苯进行研究,考察了吸附存储量、循环背景气体及不同催化剂成分对吸附态甲苯降解效果及副产物的影响,并进行了催化剂XRD分析及降解产物FT-IR分析。结果表明,氧气为循环背景气体时甲苯降解效果比空气时好。FT-IR分析显示催化剂的加入可使甲苯充分降解,显著提高COx产率、CO2选择性,减少副产物O3、N2O排放量。相同条件下,单组分催化剂对应COx产率依次为：Ce > Mn > Ag > Co,CO2选择性依次为：Ag > Mn > Co > Ce。双组分催化剂Mn/Ag、Ce/Ag可同时保持较高的COx产率和CO2选择性,氧气背景时COx产率分别达到80%、82%,CO2选择性均达到99.7%以上。空气背景时,Co对N2O的抑制效果最好,3组分催化剂Mn/Ag/Co、Ce/Ag/Co在保持较高的COx产率和CO2选择性同时可有效抑制N2O。     

氧化物催化剂对非热等离子体催化降解甲苯的影响

考察了在干燥气氛下不同氧化物催化剂对非热等离子体催化降解甲苯的影响。从甲苯降解率、碳平衡、CO2选择性和O3去除4个方面,对比了氧化物催化剂的介电性能、表面供氧能力和比表面积与多孔结构对反应产生影响的强弱。结果表明,催化剂的介电性能有利于甲苯降解率、碳平衡和O3产量的提高,但对CO2选择性和O3去除的影响极小;一定能量密度下,催化剂比表面积与多孔结构对CO2选择性和O3去除所产生的影响要强于介电性能;催化剂表面供氧能力可明显促进反应的进行,其对反应所产生的影响要强于比表面积与多孔结构。     

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。     

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.