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《大连理工大学》 2010年
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沿面—填充床复合放电等离子体催化降解苯

孟诺  
【摘要】: 挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)是继粉尘、SO2、NOx之后又一主要环境污染物,危害人类健康和动植物生长。放电等离子体可产生一些特殊理化物质,如OH、O3、O和紫外光等,有效的处理VOCs。本文为针对放电等离子体VOCs处理矿化效率低、能量利用效率低的问题,研究了沿面-填充床复合放电等离子体和等离子体催化对VOCs处理效果的影响,分析了副产物和碳平衡等机理问题,为下一步深入研究提供了依据。主要研究结果如下: (1)对比单独沿面放电等离子体、单独填充床放电等离子体的VOCs降解效率,沿面-填充床复合放电等离子体降解苯效率明显提高;在能量密度为765 J/L条件下,苯的降解效率分别为16%,63%和77%。 (2)通过改变弹簧外径和填充玻璃珠的粒径,改变复合放电等离子体反应器的电极结构,研究结构对放电功率和苯的降解效率。结果显示增加弹簧外径,减小电极间隙,放电强度和放电功率增加,使苯的降解效率增加;减小玻璃珠的粒径有助于提高苯的降解效率。 (3)填充床内填充γ-Al2O3为载体的催化剂,载体的填充体积单位比为7%,研究了催化剂填充位置、催化剂种类和含量等对苯的降解效率的影响,结果显示,催化剂在填充床放电等离子体位置不同,苯的降解效率高低顺序是:末端中间前端;填充Ag/γ-Al2O3催化剂时苯降解效率最高;催化剂负载量有合适范围,本实验条件下,Ag和Mn的最佳负载量分别是15%和10%。 (4)在气体流量为0.4L/min,苯的初始浓度为107ppm, Ag的负载量为15%,能量密度为765 J/L的实验条件下,单独沿面放电等离子体苯的降解效率为77%,而复合放电等离子体催化苯的降解效率为96%,能量利用效率从1.0g/kWh提高到1.8g/kWh。 (5)采用傅利叶红外(FTIR)和GC-MS分析降解苯生成副产物有对二苯酚、庚酸、4-硝基儿茶酚、苯酚和4-含苯氧基-苯酚等,结果显示复合放电等离子体催化副产物量高于单独等离子体作用情况,且碳平衡和C02选择性提高。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X51

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