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气体放电—光催化净化含苯废气的研究

梁亚红  
【摘要】:本论文采用气体放电与光催化相结合的方法,共同作用于含苯废气使其降解。选用填充床管-线式反应器,填料为不同材质和直径的陶瓷环,选纳米TiO_2为光催化剂并将其负载于陶瓷环上;电源为50Hz的低频交流高压电源,升压范围一般为0~30kv。实验研究表明,该反应器工作能力的大小主要取决于气体放电的强弱和由此产生的紫外线强度,其次是纳米光催化剂的品质和装载状况等。 研究表明,影响反应器气体放电的主要因素有:内外电极、填料的材质和直径、两极间的电压和气体的湿度等。在其它特征参数一定的条件下,两极间的电压越大放电越强;内电极直径既非越大越好,也非越小越好,而应存在一个合理值;外电极匝数并非越多越好,过多会引起反应器发热增加能耗,过少会造成反应器内的电场强度不均匀;填料材质的介电常数对电场强度有一定的影响,电场强度随填料的介电常数增大而减小,随着填料直径减小而增大;气体湿度越大放电越弱。实验表明,影响反应器降解率的主要因素除上面已提及的以外,还有空塔气速和苯的入口浓度。 通过用溶胶-凝法制取光催化剂并为填料镀膜的实验,总结出合理的原料配比和制取工艺条件。实验证明,光催化剂可增大填料的介电常数、填料气隙间的电场强度和电子能量水平,同时可提高反应器的能量利用率和化学反应强度。与无光催化剂的反应器相比,有光催化剂的反应器对苯的降解率有了明显的提高。实验中还发现,气体放电-光催化反应器在处理含苯气体时,CO_2的产率较一般的气体放电反应器高;反应器在处理低浓度(750mg/m~3)含苯气体时去除率与降解率几乎相同,可达99%;处理高浓度(1500mg/m~3)含苯气体时,去除率也可达90%以上。经测定,尾气中的主要生成物为CO_2、H_2O。 事实说明,气体放电-光催化反应器和一般的光催化反应器相比,具有体积小、


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