非平衡等离子体技术对有害气体污染物的降解研究进展

由于非平衡等离子体化学过程在增强氧化能力、促进分子离解以及加速化学反应等方面具有很高的效率 ,因此 ,近年来利用非平衡等离子技术对气体污染物的破坏分解研究受到了广泛的关注。本文简述了非平衡等离子体技术对气体污染物的降解原理 ,综述了国内外利用这一技术破坏各种气体污染物的最新进展 ,讨论了放电功率、停留时间、催化剂、化合物结构等因素对放电反应效率的影响 ,并展望了其应用前景     

等离子体技术应用于气相污染物治理综述

近年来利用等离子体技术对气态污染物的氧化分解研究受到了广泛的关注.介绍了等离子体概念、分类及产生方法,简述了非平衡等离子体技术对气体污染物的降解原理,较全面地介绍了等离子体技术在脱硫、脱硝以及降解挥发性有机物(VOCs)等方面的研究.最后指出了今后等离子体处理废气的应用研究方向.     

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。     

非平衡放电等离子体治理有害气体

重点分析了常温常压下非平衡放电等离子体产生的条件及其物理和化学性能，综合评述了放电技术的理烟气中有害气体ＳＯ２，ＮＯｘ，ＣＯ２的机理和研究现状。     

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.     

非平衡等离子体诱导催化剂吸附单质汞

采用非平衡等离子体诱导γ-Al_2O_3催化剂吸附单质汞,分析了等离子体与催化剂之间的相互作用。结果表明,在放电区域填充催化剂和在气流中加入单质汞均可降低放电的起始放电电压,这是因为放电区域填充催化剂使气体空间放电转变成表面的微放电。催化剂表面可以被等离子放电直接活化,使本身不能吸附单质汞的催化剂产生很强的吸附单质汞的能力。在放电能量密度约为19 J·L-1时,等离子体诱导催化剂吸附单质汞的效率可达94.1%。O2对等离子体诱导催化剂吸附Hg0有促进作用,随着O2浓度的提高,吸附效率随之提高。当气流中含有5%O2时,单质汞的吸附效率可达到98.5%,这是因为气流中存在O2时,经放电生成的等离子体中含有活性氧物种O3和O等,这些活性物质因具有氧化单质汞的能力而增强了单质汞的吸附。此外,催化剂表面O3的分解过程也是强化单质汞的吸附的原因。     

齿轮-筒电极放电处理有机废气及电极优化

放电等离子体技术被广泛用来处理各类有机污染物,其中放电电极的结构是污染物处理效率的关键。通过实验分别研究了在搭载齿轮-筒电极和线-筒电极的等离子体气体处理器下处理甲苯和VOC的效率。此外,还模拟了齿轮-筒电极的放电间距、齿轮齿数、电压大小对于放电特性与效率的影响。结果表明,齿轮-筒电极处理甲苯的效率比线-筒电极具有优势,最高效率可相差8.3%。齿轮-筒电极在处理VOC时的效率也优于线-筒电极2%～5%。放电间距在8～10 mm左右、齿轮为20齿时的电子数密度最大。同时,放电所产生的电子数密度随着电压的增大而增大,但当电压超过-20 kV时增长缓慢。齿轮-筒电极处理有机废气的效率比线-筒电极有提升,此外,电极结构还有优化提升空间。     

蜂窝状ZSM-5沸石协同低温等离子体净化含硫恶臭气体

采用蜂窝状ZSM-5沸石协同低温等离子体净化5种典型含硫恶臭气体,通过沸石硅铝比、锰改性、放电电压参数的优化探究最佳工艺参数与处理效果。结果表明：降低硅铝比、锰改性利于提升蜂窝状ZSM-5沸石对含硫恶臭气体的整体吸附效率,增大硅铝比、适当增加锰负载量、提高放电电压则利于提升蜂窝状ZSM-5沸石协同低温等离子体对含硫恶臭气体的去除效率,其提升机制可能与沸石比表面积、外表面积和Mn³⁺负载催化有关。在硅铝比为70(摩尔比)、锰负载量为10%(质量分数)、7.5 kV的条件下,锰改性蜂窝状ZSM-5沸石协同低温等离子体对含硫恶臭气体的去除效率均大于95%,比输入能量仅为2.3 J/L。     

恶臭气体处理技术研究进展

恶臭气体处理问题是当前工业废气处理的难点、热点,因此详细介绍了热破坏法、吸收法、吸附法、生物法、脉冲电晕法、等离子体分解法等处理技术,并对以后的研究方向进行了展望。     

城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体的核算及排放特征研究

核算了2006—2016年杭州市城镇污水处理厂污染物去除量和温室气体排放量,并对两者协同控制提出了建议。结果表明,2006—2016年,杭州市城镇污水处理厂COD年去除量和TN年去除量总体呈上升趋势,2016年COD年去除量和TN年去除量分别为349 168.73、20 715.10t,比2006年分别增长了28.8%、90.8%。2016年城镇污水处理厂温室气体年排放总量为614 231.47t(以CO_2当量计),主要来自去除COD产生的CH_4和消耗电力产生的CO_2,主要影响因素是COD年去除量和年耗电量。建议杭州市城镇污水处理厂开展废水处理CH_4回收示范工程,开展污泥厌氧消化CH_4收集利用、选择合适的低碳水处理技术等污染物去除与温室气体排放的协同控制措施。     

基于多源数据融合的浙江省温室气体与大气污染物排放协同研究

减污降碳协同是中国新发展阶段经济社会发展全面绿色转型的必然选择。以浙江省为研究对象,应用多源数据融合方法构建1 km×1 km的温室气体与大气污染物排放网格,采用耦合协调模型识别温室气体和大气污染物排放的协同高值区、磨合区、拮抗区等。研究结果显示,占浙江省国土空间0.68%的协同高值区集聚了30.6%的温室气体排放和38.3%的大气污染物排放,根据不同区域协同排放特性提出减污降碳治理的空间管控优先次序建议、重点行业治理建议、重点因子治理建议等,丰富了区域减污降碳协同的精细化定量分析方法和中长期治理路径优化技术方法。     

建筑物对高架点源大气污染物扩散影响的模拟研究

运用数值方法对城市中高架点源排放大气污染物的扩散规律进行了模拟研究,在计算区域内建立了三维数学模型,并将拉格朗日法描述的颗粒轨道模型耦合到风场。本研究计算了地面风速为3 m/s时的大气流场,并模拟研究了该风场条件下气体污染物的扩散和固体颗粒污染物的运动轨迹。通过分析模拟结果,给出了高架点源中排放的气体污染物的扩散区域和固体颗粒污染物运动轨迹的变化规律。     

氧等离子体改性细旦涤纶生产工艺

为提高细旦涤纶的染色上染率，采用氧低温等离子体技术对其进行了改性研究，探讨氧等离子体放电时间，放电气压和放电功率对细旦涤纶润湿性，结晶度，表面热力学电位以及上染率的影响规律。结果表明：在最佳工艺条件下，细旦涤纶的上染率提高了１７％左右，显著减少印染废水中的污染物排放量。     

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。     

大洋锰结核在环境污染治理方面的应用

大洋锰结核能够有效分解转化气体污染物(如CO、CH、VOC、NOx、SO2);能够吸附水体中的Cu、CO、Ni、Mn、Zn、Cr、Hg、Pb、As等重金属阳离子和PO4^3-、SeO3^2-等阴离子;可做生物固定化载体除去水体中的有机污染物。大洋锰结核具有良好的环境矿物学属性,是一种理想的环境矿物材料,为环境治理提供了新的方向。     

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。     

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)。     

低温等离子体治理H2S污染的实验研究

低温等离子体技术是一种高效、快速的污染消除技术，国内外都在对其进行广泛而深入的研究。采用脉冲电晕放电等离子体对空气中的硫化氢进行降解研究，探索了、脉冲峰压、脉冲频率、气体流量以及气体初始浓度对净化效果的影响，气体浓度由气相色谱仪测定。结果表明，脉冲电晕放电可以有效消除硫化氢污染，净化率随脉冲峰压和脉冲频率的增加而提高，随气体初始浓度和流量的增加而下降，且在初始浓度360mg／m^2、流量1200mL／min、脉冲峰压30kV、脉冲频率80Hz的条件下，处理后的气体中已检测不到H2S，根据色谱检测限（0．29mg／m^3）计算出的净化率≥99．92％。采用离子色谱对产物进行了定性分析，发现H2S经放电处理后主要产物为SO2和SO3。     

脉冲电弧液相放电等离子体污水消毒灭菌

采用某污水厂的出水,利用脉冲电弧液相放电等离子体技术,研究了放电脉冲次数、放电电压、放电极间距对大肠杆菌灭杀的影响。结果表明:随着放电脉冲次数的增加,灭菌率升高。当放电脉冲次数为400时,灭菌率高达99.1%。随着放电电压的升高,大肠杆菌的去除率升高,其中电压为3 kV最高,灭菌率为96.7%。在相同的电压下,放电极间距越小,灭菌效率越高,放电间距0.5 mm时最佳。利用扫描电镜观察等离子体处理前后大肠杆菌细胞的形貌变化,并根据灭菌的结果对等离子体的灭菌机理进行了分析,发现了灭菌消毒与等离子体中所含的活性粒子成分有密切的关系。