介質(zhì)阻擋無(wú)聲放電結(jié)合催化降解氣態(tài)污染有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(簡(jiǎn)稱(chēng)VOCs)的污染問(wèn)題及其有效控制已經(jīng)受到人們的普遍關(guān)注。近年，對(duì)于氣態(tài)低濃度的VOCs用放電等離子體進(jìn)行降解處理引起了世界各國(guó)研究者高度關(guān)注。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)常溫常壓下，非常短的時(shí)間內(nèi)，對(duì)濃度變化范圍較大的多種氣態(tài)污染物進(jìn)行同時(shí)降解。等離子體催化是實(shí)現(xiàn)等離子體化學(xué)反應(yīng)過(guò)程低能耗、高降解率的一條有效的途徑。 本文開(kāi)展了介質(zhì)阻擋無(wú)聲放電結(jié)合催化劑在多種電源作用下(首次將雙極性脈沖高壓引入介質(zhì)阻擋無(wú)聲放電反應(yīng)

2、器)協(xié)同處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物的應(yīng)用研究。根據(jù)非熱平衡等離子體催化的基本理論，建立了介質(zhì)阻擋無(wú)聲放電結(jié)合催化的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，選取甲苯/氯苯作為目標(biāo)物進(jìn)行了降解的試驗(yàn)研究。主要考察了交流高壓、單極性脈沖高壓、雙極性脈沖高壓引入無(wú)聲放電反應(yīng)器時(shí)，甲苯/氯苯的降解特性；探討了放電與催化劑的多種結(jié)合方式；研究了高壓供電方式與反應(yīng)器的匹配形式；此外，還對(duì)放電等離子體催化的機(jī)理進(jìn)行了討論。 結(jié)果表明：1)有效能量輸入(能量密度)直接影響VOCs的降

3、解率：有效能量輸入隨電場(chǎng)強(qiáng)度、電壓重復(fù)頻率而增加，甲苯和氯苯降解率也隨之提高。相同供電參數(shù)下，VOCs供氣濃度越大，降解率越?。籚OCs供氣流速越大，降解率越小；電極間距越大，能量密度越小，降解率越小。 2)將雙極性脈沖高壓引入介質(zhì)阻擋無(wú)聲反應(yīng)器，可以高效注入能量，兼有脈沖電暈放電和介質(zhì)阻擋無(wú)聲放電的特點(diǎn)。雙極性脈沖高壓36kY時(shí)，對(duì)流速0.56L/min的600ppm甲苯、氯苯最高的降解率97﹪、67﹪，所對(duì)應(yīng)得能量效率分別

4、可達(dá)12.7g/kWh和10.7g/kWh。 3)雙極性脈沖高壓介質(zhì)阻擋無(wú)聲放電可以產(chǎn)生瞬間大功率放電和高能粒子、并提高催化劑的活性，有效激活置入余輝區(qū)(放電區(qū)外側(cè))的催化劑，獲得了最高的降解效果。實(shí)現(xiàn)了雙極性脈沖高壓介質(zhì)阻擋放電結(jié)合催化降解氯苯的相乘效果。其中，使用Mn-La催化劑時(shí)，流速0.70L/min的425ppm氯苯最大降解率為85.5﹪，對(duì)應(yīng)的能量效率達(dá)12.1g/kWh。 4)盡管4A分子篩與過(guò)渡金屬氧