絕緣微孔低壓電極增強(qiáng)電暈等離子體降解甲苯.pdf

1、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）因排放源廣、排放量大，已對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。由于成分復(fù)雜、難降解等特點(diǎn)VOCs已成為環(huán)境污染治理的難點(diǎn)，也是我國(guó)目前環(huán)境污染防控工作的重點(diǎn)。針對(duì)低濃度、大風(fēng)量的揮發(fā)性有機(jī)物的控制，傳統(tǒng)的VOCs控制技術(shù)受到技術(shù)水平、運(yùn)行投資成本的制約，不能經(jīng)濟(jì)有效的降解污染物。低溫等離子體技術(shù)因具備低能耗、對(duì)污染物降解效率高且無(wú)選擇性等優(yōu)點(diǎn)，成為極具應(yīng)用前景的VOCs降解技術(shù)。本文提出在直流電暈放電的基礎(chǔ)上誘發(fā)低壓電極微放電

2、來(lái)增強(qiáng)等離子體強(qiáng)度，進(jìn)而提升VOCs的降解效率。主要研究工作及結(jié)果如下：
　　1.對(duì)低壓電極微放電發(fā)生的可行性進(jìn)行了探究。研究結(jié)果表明，將多孔絕緣材料涂覆在低壓電極表面，放電過(guò)程中電荷會(huì)在低壓電極絕緣層累積，累積電荷在絕緣層小孔通道形成一個(gè)電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到絕緣小孔的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，就會(huì)誘發(fā)絕緣層微孔放電，進(jìn)而增強(qiáng)放電等離子體強(qiáng)度。在所研究的材料中，以多孔聚四氟乙烯對(duì)等離子體強(qiáng)度的提升效果最好。在膜厚為50μm、孔數(shù)為100/dm-2

3、、孔徑為10μm的條件下，外加電壓為12 kV時(shí)電流達(dá)到了1296μA，生成臭氧濃度為3.11 mg/L，相對(duì)于采用裸片電極時(shí)分別提高了4.5倍和2.2倍。
　　2.開(kāi)展了利用絕緣微孔放電增強(qiáng)電暈放電等離子體降解甲苯的研究，考察了氣相參數(shù)對(duì)甲苯降解率、能量效率及礦化率的影響。結(jié)果表明：載氣分別為 O2、N2和空氣時(shí)電暈放電對(duì)甲苯的降解效果依次為：N2>空氣>O2；在一定范圍內(nèi)增加載氣含氧量和載氣濕度均能提高甲苯降解效率和礦化率，而

4、載氣流量和甲苯初始濃度的提高則會(huì)降低甲苯的降解效果，但有助于提高系統(tǒng)的能量效率。經(jīng)優(yōu)化后放電體系對(duì)甲苯的降解率最高能夠達(dá)到58%，與無(wú)優(yōu)化的電暈放電相比，甲苯的降解效率提高了31%。
　　3.對(duì)絕緣微孔放電增強(qiáng)電暈放電等離子體降解甲苯的機(jī)理進(jìn)行探討。主要分析了放電體系的發(fā)射光譜以及降解甲苯的產(chǎn)物，結(jié)果表明：放電體系發(fā)射光譜特征譜線主要為N2第二正帶躍遷N2(C3∏u→B3∏g)譜線，N2(C3∏u)相較于放電過(guò)程中生成的其他活性物