介质阻挡放电光催化净化低浓度含H2S废气实验研究

论文摘要

国内外研究发现,在利用低温等离子体技术净化低浓度恶臭废气的过程中,引入光催化技术,可以有效地提高恶臭的去除效率,降低能耗,减少二次污染。本文对介质阻挡放电条件下产生的低温等离子体协同纳米TiO2光催化净化低浓度恶臭废气进行了实验研究。选取H2S作为研究对象,采用线-筒式介质阻挡放电光催化反应器,通过实验考察了外加电压、停留时间、初始浓度等主要工艺参数以及纳米TiO2光催化剂、相对湿度等因素对H2S去除率的影响。从这种装置的工业应用前景出发,实验还观察并讨论了反应器的能量利用、填料吸附以及等离子体解吸附、臭氧产生、压力损失等情况。主要研究结果如下：（1）采用正交实验法,以H2S的去除率做为评价指标,对影响去除率的三个主要工艺参数进行考察,通过对数据进行方差分析得出各因素的显著程度,依次为反应器外加电压、初始浓度以及模拟气体的停留时间。（2）在实验条件范围内,H2S的去除率随反应器外加电压的升高而增大；随初始浓度的增大而降低；随模拟气体停留时间的增长而增大。（3）纳米TiO2光催化剂可以提高H2S的去除率,在外加电压达到22 kV时有光催化剂比无光催化剂时去除率提高11.9%。（4）随着模拟气体相对湿度的逐渐增大,去除率呈先增加后减小的趋势变化,在相对湿度为40%左右时,H2S的去除率最高。（5）在较低外加电压条件下,低温等离子体对吸附在填料表面的H2S具有一定的解吸附作用,但在外加电压相对较高时,仍以氧化分解作用为主。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 恶臭的概念与分类
• 2S废气的来源与污染特点'>1.1.2 含H₂S废气的来源与污染特点
• 2S废气的危害与治理现状'>1.1.3 含H₂S废气的危害与治理现状
• 1.2 恶臭废气的治理技术
• 1.2.1 一般治理方法
• 1.2.2 新方法与新工艺
• 1.2.3 低浓度恶臭废气治理技术的应用
• 1.3 论文研究的目的及内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 2S废气的研究概况'>2 介质阻挡放电与光催化协同净化含H₂S废气的研究概况
• 2.1 低温等离子体技术简介
• 2.1.1 电晕放电
• 2.1.2 介质阻挡放电
• 2.2 介质阻挡放电过程
• 2.2.1 介质阻挡放电的物理过程
• 2.2.2 介质阻挡放电过程中氧、羟基等离子体及臭氧的产生
• 2.2.3 介质阻挡放电中紫外光的发生
• 2.2.4 电介质极化
• 2S废气中的主要反应过程'>2.2.5 低温等离子体在处理含H₂S废气中的主要反应过程
• 2S废气的因素'>2.2.6 影响低温等离子体净化含H₂S废气的因素
• 2S废气的理论基础'>2.3 光催化法净化含H₂S废气的理论基础
• 2S废气的过程'>2.3.1 光催化法净化含H₂S废气的过程
• 2S废气的因素'>2.3.2 影响光催化法净化含H₂S废气的因素
• 2S废气'>2.4 介质阻挡放电与光催化协同处理含H₂S废气
• 3 实验装置及分析方法
• 3.1 实验用恶臭废气
• 3.2 实验系统
• 3.2.1 系统流程
• 3.2.2 实验装置
• 3.2.3 低温等离子体反应器
• 3.2.4 高压供电系统
• 3.3 配气及检测方法
• 3.4 光催化剂的选择及制备
• 3.4.1 光催化剂的选择
• 3.4.2 光催化剂的制备
• 3.5 反应器的净化效果评价指标
• 3.6 反应器的能耗评价方法
• 3.7 臭氧的检测方法
• 3.8 压力降的检测方法
• 4 实验结果及讨论
• 4.1 影响去除率的主要工艺参数
• 4.1.1 正交实验
• 4.1.2 各主要工艺参数对去除率的影响
• 4.2 影响去除率的其他因素
• 4.2.1 光催化剂对去除率的影响
• 4.2.2 模拟气体相对湿度对去除率的影响
• 4.3 低温等离子体反应器的能耗
• 4.4 其它实验现象
• 4.4.1 吸附-等离子体解吸附
• 4.4.2 臭氧
• 4.4.3 反应器的阻力
• 5 结论及建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附图
• 附录
• 攻读硕士研究生期间参加的课题和项目
• 攻读硕士研究生期间发表的论文及科研成果