介質(zhì)阻擋放電降解惡臭氣體的研究.pdf

1、隨著惡臭污染越來(lái)越嚴(yán)重，惡臭氣體的處理逐漸成為廢氣治理中的熱點(diǎn)問(wèn)題。為了尋求更有效的治理技術(shù)，本文對(duì)流動(dòng)態(tài)條件下介質(zhì)阻擋放電(DBD)降解幾種代表性惡臭氣體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究。 研究結(jié)果表明，介質(zhì)阻擋放電對(duì)流動(dòng)態(tài)條件下烴類(lèi)惡臭氣體苯乙烯有很好的去除效果。9000V外施電壓，氣體流速小于2m／s時(shí)，初始濃度為200mg／m3的苯乙烯可以達(dá)到90％降解率，3m／s時(shí)也可以達(dá)到近70％。用紅外和GC-MS檢測(cè)了苯乙烯氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物和結(jié)焦

2、物質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，外施電壓較低時(shí)，氣態(tài)產(chǎn)物中除了有C02、CO和H20，還有苯、甲苯、苯甲醛、苯酚等帶環(huán)狀的物質(zhì)生成。結(jié)焦物質(zhì)經(jīng)檢測(cè)也主要是一些帶苯環(huán)的物質(zhì)。 研究介質(zhì)阻擋放電對(duì)流動(dòng)態(tài)條件下含硫惡臭氣體二甲二硫降解結(jié)果表明，9000V外施電壓下，氣體流速lm／s，初始濃度100mg／m3的二甲二硫可以達(dá)到65％左右的降解率，3m／s時(shí)僅有45％。氣相反應(yīng)產(chǎn)物紅外光譜分析得知，二甲二硫主要反應(yīng)產(chǎn)物是C02、S02，另外還有少量的S

3、03。由氣體混合平衡方程計(jì)算二甲二硫降解速率常數(shù)得平均降解速率常數(shù)為1．6×10之Ls～．W-1，最佳反應(yīng)條件為外施電壓7500V(Pw=106．25)，氣體流速3m／s(即氣體流量2．7L．s-1)，初始濃度為80mg／m3，此時(shí)降解速率常數(shù)最大(kd=2．6l×10-2Ls～．W-1)。研究介質(zhì)阻擋放電對(duì)流動(dòng)態(tài)含氮惡臭氣體氨降解結(jié)果表明，9000V外施電壓，氣體流速小于2m／s時(shí)，初始濃度125mg／m3的氨降解率可以達(dá)到80％，而

4、3m／s時(shí)，也可以達(dá)到近60％左右。由于放電后管壁有白色沉積物，用離子色譜法分析沉積物成分主要是NH4N03。利用能率(Ey)計(jì)算得出，9000V外施電壓，初始濃度為125mg/m3時(shí)，能率最大值是4．83g．(Kw．h)-1，此時(shí)氣體流速為3m／s；而初始濃度250mg／m3能率最大值為8．39g．(Kw．h-1)，此時(shí)氣體流速為2m／s。為了進(jìn)一步提高介質(zhì)阻擋放電處理效率，實(shí)驗(yàn)首次進(jìn)行了雙等離子體降解二硫化碳的研究。I區(qū)為Kr+I2

5、混合氣體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，3m／s氣體流速，6000V外施電壓下，350torrKr+工2雙等離子體使初始濃度為100mg／m3二硫化碳降解率提高了30％，而200torrKr+工2雙等離子體僅提高了10％。要保持60％左右的降解率，350torr雙等離子體的加入可使外施電壓從9000V降低到6000V。對(duì)Kr+12雙等離子體作用機(jī)理分析表明，由于準(zhǔn)分子KrI*的預(yù)分解生成了激發(fā)態(tài)I*原子。二硫化碳分子除了和等離子體中的高能電子、自由基等

6、作用，還可以吸收I*所發(fā)射的183nm紫外光直接解離，也可以吸收12*發(fā)射的342nm紫外光成激發(fā)態(tài)而解離。 此外還進(jìn)行了I區(qū)為Kr-+-Br2雙等離子體降解二硫化碳的研究。結(jié)果表明，Kr/Br2=I／0．5紫外燈對(duì)二硫化碳降解效果最好。3m／s氣體流速，7500V外施電壓條件下，Kr／Br2=I／0．5紫外燈可以使二硫化碳降解率增加近30％。分析Kr+Br2雙等離子體降解機(jī)理得出，I區(qū)KrBr*準(zhǔn)分子紫外光的峰值波長(zhǎng)為207