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活性炭纤维协同等离子体治理恶臭废气技术研究

王鑫  
【摘要】:恶臭污染对人类生活的影响日益加剧,治理问题成为一项重要的任务。而现有控制技术尚不完善,尤其对于低浓度大气量恶臭废气的处理。脉冲放电等离子体法被认为是一种很有发展前景的有害废气治理新技术。本课题组于1993年起在国内率先开展了脉冲放电等离子体治理VOCs的研究,已经做了较多的基础实验工作,表明该技术在此方面具有较好的应用前景,但仍存许多有待解决的问题,其中比较突出的问题是如何进一步提高去除效率,降低能耗和减轻二次污染。 本论文在前期实验基础上,在利于进一步放大的线板式反应器后增加填充活性炭纤维的后续处理反应器对恶臭废气中的代表性污染物如乙硫醇(C_2H_5SH)、硫化氢、氨气等进行较为系统的基础实验研究。实验采用Blumlein脉冲形成网络(BPFN)窄脉冲高压电源,其最大输出功率为1kW,最大脉冲峰值电压100kV。实验处理气量为4—23m~3/h。研究主要内容包括等离子体作用下的放电特性研究,两种反应器比较研究,不同工艺参数下对恶臭物去除影响研究,与活性炭纤维反应器联合作用下,恶臭污染物的降解特性研究,产物分析及降解机理的初步探讨,期望通过本论文的研究,为该技术进一步突破瓶颈,从实验室走向工业化做好铺垫。 实验结果表明: 1) 脉冲放电等离子体作用下线板式反应器的放电特性研究,实验考察了电源电容、极板间距及介质阻挡对放电特性的影响。结果表明:增大电源电容可有效提高电源能量效率;增大极板间距,峰值电压V_p增大,峰值电流I_p减小,脉宽减小,波形更加理想;陶瓷板阻挡放电可解决间隙火花放电,使脉冲电晕放电空间分布均匀,在大范围内提高电源能量效率。综合考虑,建议选择电源电容20nF,极板间距120mm。 2) 介质阻挡反应器与电晕反应器的对比研究,结果表明:介质阻挡反应器SIE值更大,更有利于降解污染物;当输入电压为10kV时,两种反应器体系中C_2H_5SH去除效率分别为95.33%,88.87%;介质阻挡反应器中产生的臭氧明显低于电晕反应器中所产生的臭氧。 3) 脉冲放电等离子体作用下注入功率、气体停留时间、恶臭物混合等单因素对去除率的影响。结果表明:200mg/m~3的H_2S和C_2H_5SH去除率在注入功率为194W、235W时可分别达到100%,96.6%。要获得相同的去除率,当停留时间减少时,需要的注入功率增大。综合考虑去除效果及能耗,认为H_2S气体的


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