收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

滑动弧放电等离子体处理挥发性有机化合物基础研究

薄拯  
【摘要】: 有机废气是一种排放量大、污染面广且对人体和环境都具有严重危害作用的气态污染物。它广泛来源于油漆、涂料、润滑油等化学制品的涂层作业,其主要成分为挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)。当前存在的VOCs处理技术还不能在经济性和技术性方面同时满足工业排放有机废气的治理需求。因此,在完善现有工艺的同时,进一步开发出新型处理工艺具有其必要性和市场价值。基于此背景,本文将滑动弧放电低温等离子体技术应用于环境保护和废气治理领域,通过理论和实验研究建立起可指导工业应用的理论体系,通过装置结构改进使之适合工业应用的要求,并通过示范性工程应用对其工业应用前景作技术经济性分析和评估。本文还针对甲烷这种特殊的VOCs,开展了滑动弧放电等离子体辅助甲烷/二氧化碳重整制取合成气的可行性分析工作。 论文的第一章是对论文背景及技术关键点相关知识的文献综述。首先,介绍了VOCs的定义、来源、危害和现有处理技术,以及低温等离子体技术的概念、发生方式和在气态污染物治理方面的应用情况。然后,重点介绍了滑动弧放电现象的物理特征、等离子体特性、研究现状,以及和其它低温等离子体发生方式的比较。在此章节中,还包括了对全文系统和框架的介绍。 论文的第二章是滑动弧放电等离子体物理特性研究。首先,针对实验台规模交流滑动弧放电反应器进行放电电参数检测、放电电弧移动特性检测,以及气体流场模拟计算。然后,通过实验结果和理论热动力平衡计算结果之间的对比,并结合等离子体区域光谱分析的结果,对滑动弧放电过程非平衡特性刺激化学反应的能力进行了分析。在此章节中,还包括了对本论文所采用的主要分析测试仪器和软件的介绍说明。 论文的第三章是滑动弧放电等离子体处理VOCs的初步研究。首先研究了滑动弧放电在降解过程中对VOCs浓度和流量的适应性。然后以正已烷(n-C_6H_(14))为代表性VOCs,研究了放电过程参数,如放电电压、VOCs初始浓度、背景气体成分、背景气体氧气浓度等,对VOCs降解率的影响。基于上述实验结果,初步分析了滑动弧放电降解VOCs的过程和机理。最后,通过分析电极间距以及电极喉部高度对电弧移动特性和VOCs降解性能的影响,对滑动弧放电反应器的结构开展了研究工作。 论文的第四章是滑动弧放电等离子体处理VOCs机理研究。首先,以研究背景气体相对湿度和氧气浓度对VOCs降解性能的影响作为切入口,研究了背景气体的氧气浓度和相对湿度对滑动弧放电特性的影响。然后,针对四氯化碳(CCl_4),正已烷(n-C_6H_(14))和甲苯(C_7H_8)三种不同结构的典型VOCs,通过实验研究,分析了背景相对湿度和氧气浓度对VOCs降解产物和降解率的影响。在上述实验结果的基础上,针对不同VOCs化学结构,分析了高能电子和活性基团对VOCs降解过程所起作用的重要性差异,实现探索滑动弧放电低温等离子体降解VOCs机理的目的,对提高降解过程选择性提供理论指导。 论文的第五章对滑动弧放电处理挥发性有机化合物过程中二氧化氮生成和抑制途径进行了研究.在分析滑动弧放电过程二氧化氮的生成机理的基础上,研究了VOCs化学结构、供给电压、反应器结构等参数对二氧化氮生成的影响。最后,探讨了放电过程二氧化氮生成的抑制途径。 论文的第六章是滑动弧放电装置结构改进及工业应用设计。首先,通过实验研究和流体数值计算对传统滑动弧放电装置的放大进行了研究和分析。然后,受等离子体区域光谱分析结果的启发,提出了一种改进型滑动弧放电装置,并针对四氯化碳(CCl_4),正已烷(n-C_6H_(14))和甲苯(C_7H_8)三种典型VOCs的降解性能进行研究和分析。通过和多电极滑动弧放电装置处理效果的对比,对该装置做出技术性和经济性评估。基于此改进思路,提出多电极改进型滑动弧放电装置的设计方案。最后,对改进型滑动弧放电反应器及活性炭吸附-滑动弧联合技术的工业应用进行了技术经济性分析。 论文的第七章是滑动弧放电甲烷/二氧化碳重整(Dry Methane Reforming,DMR)制取合成气的可行性分析。本章主要研究了甲烷/二氧化碳摩尔比对DMR过程的影响,考察对象包括反应物(甲烷和二氧化碳)转化率、合成气成分、主要放电产物的生成率和选择率、反应物单位转化量能耗和生成物单位生成量能耗等。通过实验结果和理论热平衡计算结果的比较,对滑动弧放电刺激DMR过程中的低温等离子体作用进行验证和分析。最后,通过和传统DMR过程以及其他等离子体放电DMR过程的比较,对滑动弧放电DMR过程作经济性评估,并分析其进一步应用的潜力。 论文的第八章是全文总结及工作展望。主要包括对全文结论的总结归纳,论文创新点的提炼,以及对未来需要进一步加强或开展的研究工作的展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王静;杜长明;张路路;张再利;张创荣;熊亚;刘惠;米琼;黄志东;;滑动弧放电等离子体杀菌的研究进展[J];环境工程;2010年06期
2 张若兵;罗刚;李爽;付永强;姜雨泽;;电极结构对滑动弧放电等离子体尺寸的影响规律[J];高电压技术;年期
3 王静;杨逸江;杜长明;;滑动弧放电等离子体杀菌的基础研究[J];广东化工;2013年13期
4 李和平;于达仁;孙文廷;刘定新;李杰;韩先伟;李增耀;孙冰;吴云;;大气压放电等离子体研究进展综述[J];高电压技术;2016年12期
5 金星龙;王晓艳;任红霞;李丹丹;;辉光放电等离子体降解酸性橙及其生物毒性变化(英文)[J];南开大学学报(自然科学版);2017年01期
6 ;全国高电压与放电等离子体学术会议专题引言[J];高电压技术;2017年06期
7 余芳;陈元涛;张炜;赫文芳;王雲生;刘晨;;埃洛石吸附-介质阻挡放电等离子体处理亚甲基蓝废水[J];工业水处理;2017年07期
8 钟璐;胡小吐;;流光放电等离子体污水消毒灭菌[J];环境工程;2015年03期
9 王晓明,赵莹,史文祥,管磊;放电等离子体反应器装置及其电场分析评述[J];高压电器;2004年04期
10 周黎明,马虹斌;非平衡放电等离子体治理有害气体[J];环境污染与防治;1996年06期
11 李劲,王泽文,高秋华,李胜利;放电等离子体水处理技术中的放电问题[J];高电压技术;1997年02期
12 高立勋;单模大功率He-Ne激光器和放电等离子体管二次成型技术研制成功[J];西北大学学报(自然科学版);1988年03期
13 李诗温,谭振霖,肖璋;高气压钠-汞-氙放电等离子体中钠D线光谱的计算[J];微电子学与计算机;1989年08期
14 杨龙;王强;阚明先;段书超;王刚华;;微放电等离子体多负辉区结构融合过程数值模拟研究[J];强激光与粒子束;2017年08期
15 聂万胜;周思引;车学科;;纳秒脉冲放电等离子体助燃技术研究进展[J];高电压技术;2017年06期
16 王学扬;宋颖;刘东平;晏雯;季龙飞;;介质阻挡放电等离子体对甲基蓝的脱色研究[J];大连民族大学学报;2017年05期
17 金星龙;王晓艳;任红霞;;辉光放电等离子体降解水中氧四环素(英文)[J];南开大学学报(自然科学版);2015年05期
18 王慧娟;李杰;储金宇;;脉冲放电等离子体/TiO_2协同体系中氧自由基的光谱分析[J];光谱学与光谱分析;2011年01期
19 王翠华;李国锋;吴彦;王玉;;填充床放电等离子体反应器对铜绿微囊藻的生长抑制[J];环境科学;2008年02期
20 王毅,刘万东,杨洪波,郑坚,谢锦林,周静,俞昌旋;气体放电等离子体中多重随机共振实验及数值研究[J];核聚变与等离子体物理;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王翠华;杨胜龙;鲁那;张雪;李杰;吴彦;;脉冲放电等离子体降解土壤中有机物的神经网络模型[A];中国物理学会第十八届全国静电学术会议会议论文集——高压放电:从灾害防护到新技术应用[C];2013年
2 赵书霞;王友年;;射频感应耦合放电等离子体模式跳变的混合模拟[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
3 李国锋;吴彦;王宁会;张彦彬;;脉冲放电等离子体烟气脱硫反应器研究[A];中国物理学会第九届静电学术年会论文集[C];2000年
4 高锦章;蒲陆梅;李岩;俞洁;黄冬玲;杨武;;辉光放电等离子体诱导氧化降解水体中的对氯苯酚[A];中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会会议论文集[C];2004年
5 阎克平;金华;;流光放电等离子体在环保方面的应用[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
6 闫克平;;流光放电等离子体在环保方面的应用[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年
7 刘洋;时家明;;非磁化放电等离子体电磁特性及军事应用分析[A];2015光电防御技术学术研讨会摘要集[C];2015年
8 邵忠杰;王铁进;;介质阻挡放电等离子体激励诱导流场数值模拟[A];北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会论文集[C];2015年
9 张若兵;刘怀宇;张永锐;;放电等离子体联合生物法降解实际废水[A];中国物理学会第十九届全国静电学术会议论文集[C];2014年
10 吴彦;李杰;王宁会;;脉冲放电等离子体烟气脱硫工业性试验[A];第九届全国电除尘、第一届脱硫学术会议论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 薄拯;滑动弧放电等离子体处理挥发性有机化合物基础研究[D];浙江大学;2008年
2 王森;大气压纳秒脉冲气—液放电等离子体光谱特性及应用研究[D];大连理工大学;2017年
3 王达望;新型大气压放电等离子体发生器及其在甲烷偶联方面的应用研究[D];大连理工大学;2006年
4 杜长明;滑动弧放电等离子体降解气相及液相中有机污染物的研究[D];浙江大学;2006年
5 王慧娟;脉冲放电等离子体—流光光催化协同降解水中典型有机污染物[D];大连理工大学;2007年
6 沈拥军;高压脉冲放电等离子体降解有机废水的电源与反应器优化研究[D];浙江大学;2008年
7 王铁成;场地有机物污染土壤的脉冲放电等离子体修复方法和机理研究[D];大连理工大学;2013年
8 姜楠;沿面—填充床复合放电等离子体及其协同催化降解苯的研究[D];大连理工大学;2014年
9 姜学东;交直流叠加高频高压开关电源及其放电等离子体在多种污染物治理中的应用研究[D];北京交通大学;2017年
10 吕晓桂;大体积均匀纳秒脉冲放电等离子体及制备碳纳米颗粒的研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 颜士鑫;滑动弧放电等离子体重整燃料制氢实验研究[D];浙江大学;2011年
2 王超;甲烷针—板放电等离子体的数值模拟及特性研究[D];山东师范大学;2018年
3 李志聪;等离子体对土壤性质的影响[D];西北农林科技大学;2018年
4 张颂;介质阻挡放电等离子体对柑橘果胶的提取及降解研究[D];烟台大学;2018年
5 赵登梅;水滴诱导放电等离子体及其在布洛芬废水处理中的应用[D];重庆工商大学;2018年
6 赵冲;介质阻挡放电等离子体降解硫化氢的能效优化研究[D];浙江大学;2017年
7 刘超越;液相射频放电等离子体降解水中三氯甲烷和腐殖酸的研究[D];大连海事大学;2017年
8 周广顺;脉冲放电等离子体去除土壤中对硝基酚的研究[D];江苏大学;2017年
9 凌伟;介质阻挡放电等离子体作用于稠油的基础实验研究[D];中国石油大学;2011年
10 文凤;大气压介质质阻挡放电等离子体处理印染废水的研究[D];东华大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 汪永安;科学岛发现蓝藻治理新方法[N];安徽日报;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978