介質(zhì)阻擋放電協(xié)同催化技術(shù)去除揮發(fā)性有機物實驗研究.pdf

1、針對目前大量排放的低濃度揮發(fā)性有機物，本課題采用介質(zhì)阻擋低溫等離子體放電協(xié)同催化技術(shù)處理污染氣體，不僅提高了污染物的去除效率，而且降低了能量消耗抑制副產(chǎn)物的產(chǎn)生，為實現(xiàn)工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。研究根據(jù)介質(zhì)阻擋放電理論、光催化原理解釋了氣體放電中甲苯去除機理，同時引入Lissajous圖形法計算消耗的能量，初步探討放電特性。研究的主要內(nèi)容及結(jié)果如下： 在交變電場中采用Lissajous圖形法可以有效地測量電壓、電流及功率等電參

2、量。隨著電壓的升高電流呈線性增加的伏安特性；氣隙等效電容Cg隨著電壓的升高緩慢下降，介質(zhì)等效電容Cd則隨電壓的升高緩慢升高，最后趨于相對穩(wěn)定狀態(tài)；而隨著頻率的變化，氣隙等效電容表現(xiàn)為最初的緩慢升高后趨于穩(wěn)定，介質(zhì)等效電容為降低趨勢；放電功率與頻率、介質(zhì)等效電容之間成線性正比例關(guān)系，間接說明放電功率與介質(zhì)管的尺寸密切相關(guān)。 對于管線式陶瓷反應(yīng)器，本實驗采用了四因素五水平的正交實驗方法，考察電壓、頻率、入口濃度及流量四個因素對甲苯去

3、除效率的影響。結(jié)果顯示，流量影響最大，其次為電壓，頻率，影響最小的為入口濃度；甲苯的去除率隨著電壓、頻率的升高逐漸上升；隨著氣體流量和入口濃度的增加，去除效率下降，但污染物的絕對去除量卻逐漸上升；能量效率隨著甲苯去除率的上升而有所降低，當(dāng)去除效率較大時，其能量效率值穩(wěn)定在一定的水平上。 實驗采用溶膠凝膠法制備了納米TiO2/γ- Al2O3催化劑并用陰離子修飾的方法對二氧化鈦改性，通過XRD、SEM及BET等手段表征物質(zhì)的結(jié)構(gòu)尺

4、寸、晶型和表面形貌。從一系列的介質(zhì)阻擋協(xié)同催化實驗中研究不同催化劑去除甲苯的性能，而比能密度、能量效率及放電特性的角度評估了γ-Al2O3、納米TiO2/γ-Al2O3、納米二氧化鈦改性催化劑(TiO2-F/γ-Al2O3)的能量消耗。結(jié)果表明，采用改性TiO2-F-/γ-Al2O3催化劑明顯優(yōu)于其它兩種情況作用結(jié)果，極大的提高了甲苯去除效率，降低了比能密度，增加了能量效率。 最后，采用色譜—質(zhì)譜(GC-MS)和紅外光譜分析測試