脈沖調制等離子體處理揮發(fā)性有機物(VOCs)的實驗研究.pdf

1、揮發(fā)性有機物(VOCs)是對人體及環(huán)境有害的空氣污染物之一，因而其污染問題及有效控制技術一直受到人們的普遍關注。低溫等離子體降解VOCs技術處理是目前國際上普遍關注的廢氣處理新技術。該技術可以在常溫常壓下短時間內對濃度變化范圍較大的多種VOCs同時進行降解，具有降解效率高，普適性強等優(yōu)點，從而可能成為治理VOCs污染的有效途徑。
　　本文利用脈沖調制DBD等離子體，開展了等離子體降解單一和混合VOCs的實驗研究。實驗結果表明脈沖調

2、制等離子體能有效地減少能耗，提高降解時的能量效率，并降低放電腔壁的歐姆熱效應，大幅度降低了DBD裝置溫度。在初始濃度為750ppm的苯，在0.9L/min流速情況下，降解能量效率從普通連續(xù)電源的10g/kW·h提高到脈沖時的24g/kW·h，DBD放電腔溫度則從200℃降低60℃左右。研究了VOC初始濃度、脈沖調制電源的脈沖頻率和占空比對降解特性的影響。實驗表明VOCs的初始濃度越高，相對的去除效率降低，但能量效率增加。甲苯相對于苯，更

3、容易被降解，無論是單純VOCs狀態(tài)還是混合狀態(tài)。降解率隨著占空比的增加而增加，但能量效率隨著占空比的變化，存在一個最佳者，并隨放電電壓的變化而變化。在占空比一定的情況下，降解率隨著脈沖調制頻率增加而降低。對苯和甲苯混合氣體降解研究表明，在混合情況下，苯的去除率能力會被降低，而甲苯的去除率則基本不受混合影響。
　　對降解后的碳平衡的研究顯示，處理后的碳平衡隨著初始濃度升高而降低，最后達到最低點，苯是50％，甲苯約40％。在高IED區(qū)

4、域內，碳平衡會出現(xiàn)一個明顯的上升過程，濃度越低，變化過程越顯著。二氧化碳選擇性的研究表明，VOCs的初始濃度越低，產(chǎn)物的二氧化碳選擇性越好。苯與甲苯混合之后，與相同濃度的單一苯和甲苯相比，二氧化碳選擇性降低。
　　利用紅外光譜對VOCs降解的產(chǎn)物進行了分析。分析顯示苯降解過程中副產(chǎn)物有甲醇、草酸、甲酸、甲胺、NO2等，甲苯的副產(chǎn)物比苯的多，包括苯甲醇、二甲苯、乙苯、苯甲酸、甲酸、苯甲醛、甲胺、NO2等物質。混合后沒有發(fā)現(xiàn)新的產(chǎn)物種