论文题目: 介质阻挡等离子放电与催化剂联用分解苯
论文类型: 硕士论文
论文专业: 环境工程
作者: 陆彬
导师: 姚水良
关键词: 低温等离子体,介质阻挡放电,催化剂,挥发性有机化合物
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 室内挥发性有机化合物（VOCs, volatile organic compounds）的污染问题日益受到关注和重视。已有许多技术被开发用于控制VOCs,其中之一为低温等离子体技术用来分解VOCs。但现行的等离子体分解VOCs技术尚有成本高的缺点。本研究开发利用等离子体和催化联用的方法来提高其分解VOCs的效率,降低VOCs的处理成本。本研究首先用交流高压电驱动的介质阻挡放电（DBD,dielectric barrier discharge）来产生等离子体放电分解模拟空气中苯。探讨了DBD放电反应器的放电空间体积、模拟空气流量、高压交流电源输出电压、能量密度、苯初始浓度对苯去除率和能量效率的影响。然后,在等离子体放电部下方加三种催化剂（MnO2、TiO2和活性炭）对上述的影响进行了同样的探讨。实验结果表明:1)当不用催化剂时,苯去除率随反应器放电空间体积的增加而增大,随模拟空气流量的增加而减小,随高压交流电源输出电压的增加而增大,随气体能量密度的增加而增大,随苯初始浓度的增加而减小。能量效率随苯初始浓度的增加而增大。能量效率随气体能量密度的增加先增大后减小,有一个最佳的输入能量密度存在。本研究得到的能量效率最高达0.12 mol-C6H6/kWh,为所有等离子体去除低浓度VOCs研究中的最高值。2)当催化和等离子体联用时,发现催化剂对苯的氧化去除和能量效率有显著的改善效果。各催化剂的效果为:（1）苯的去除率:MnO2/活性炭/TiO2/无催化剂=2/1.5/1/1;（2）能量效率:MnO2/活性炭/TiO2/无催化剂=2.5/2/1/1。实验所用介质阻挡放电联用MnO2催化剂分解苯的能量效率可以达到0.035mol苯/kWh。苯在等离子体放电中和MnO2上的氧化机理可能是:在放电场中,苯被电子和氧原子活化后完全氧化为CO和CO2。在MnO2上,苯又被在放电生成的臭氧和氧气氧化成CO和CO2。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 研究背景
引言
1.1 挥发性有机化合物（VOCs）
1.2 VOCs 控制技术，传统技术
1.2.1 热焚烧净化方法
1.2.2 催化氧化法
1.2.3 活性炭吸附法
1.2.4 冷凝法
1.2.5 生物净化法
1.2.6 膜分离法
1.2.7 紫外线辐射氧化法
1.2.8 光催化氧化法
1.3 VOCs 控制技术，低温等离子技术
1.3.1 等离子体放电化学反应特征
1.3.2 辉光放电
1.3.3 电晕放电
1.4 本课题的研究目的
第二章 实验装置与方法
2.1 实验装置与药品
2.1.1 实验装置系统
2.1.2 实验试剂及药品
2.1.3 实验装置与规格
2.1.4 DBD 反应器结构
2.2 实验数据处理方法
2.2.1 放电功耗计算方法
2.2.2 苯浓度计算方法
2.2.3 能量效率定义
第三章 DBD 型等离子体氧化苯的研究
3.1 DBD 反应器的放电电压电流波形
3.2 DBD 反应器的放电功耗
3.3 气体流量对苯去除率和能量效率的影响
3.4 DBD 反应器等离子区的体积对苯分解率和能量效率的影响
3.5 混合气能量密度对DBD 反应器能量效率的影响
3.6 温度对反应器能量效率的探讨
3.6.1 对反应器放电功率的影响
3.6.2 对等离子区活性粒子的化学反应速率的影响
3.6.3 小结
3.7 混合气中苯初始浓度对苯去除率和能量效率的影响
3.8 产物分析
3.9 介质阻挡放电分解苯的氧化性粒子初探
第四章 DBD 型等离子体催化氧化苯的研究
4.1 实验结果与讨论
4.1.1 催化剂的物理性质
4.1.2 催化剂对苯分解的影响
4.1.3 催化剂层与等离子区的距离对苯分解的影响
4.1.4 催化剂对提高苯氧化的能量效率的影响
4.1.5 苯的催化氧化机理与讨论
4.2 DBD 型等离子体催化氧化苯的总结
第五章 结论
5.1 研究结果
5.2 研究意义
5.3 发展方向
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
发布时间: 2007-04-17
参考文献
- [1].低温等离子体—催化协同降解甲苯[D]. 于欣.天津大学2007
- [2].吸附-低温等离子体净化甲苯中催化剂制备与性能研究[D]. 赵军杰.西安建筑科技大学2018
- [3].低温等离子体污水处理技术与应用实验研究[D]. 张启富.中国科学技术大学2018
- [4].低温等离子体联合生物滴滤降解挥发性有机物研究[D]. 孙彪.青岛科技大学2017
- [5].竹炭协同低温等离子体脱硝机理研究[D]. 彭梦齐.武汉纺织大学2017
- [6].低温等离子体协同处理含汞废气和二恶英的研究[D]. 张丽军.华北电力大学2017
- [7].低温等离子体协同磷酸铋及过硫酸盐去除水中结晶紫[D]. 陈君杨.合肥工业大学2017
- [8].低温等离子体氧化及催化氧化乙硫醇恶臭气体的研究[D]. 王萌萌.天津大学2008
- [9].臭氧与低温等离子体联用处理印染废水的研究[D]. 金宝香.浙江工业大学2009
- [10].介质阻挡低温等离子体降解水中啶虫脒的研究[D]. 姜艳艳.山东大学2013
相关论文
- [1].介质阻挡放电降解气态混合污染物的实验研究[D]. 张娣.大连理工大学2008
- [2].介质阻挡放电等离子体电热转化特性研究[D]. 唐祖臣.东南大学2006
- [3].催化技术与等离子技术应用于柴油机尾气净化的研究[D]. 侯岩峰.天津大学2006
- [4].介质阻挡放电等离子体转化甲烷的研究[D]. 任树强.天津大学2006
- [5].直流电晕等离子体处理甲苯废气的研究[D]. 陈伯通.广东工业大学2007
- [6].烟气等离子体-催化SOx转化脱除研究[D]. 张欣.东南大学2004
- [7].介质阻挡放电低温等离子体净化脱除柴油机排放物的初步研究[D]. 姜东峰.天津大学2005
- [8].脉冲放电等离子体处理挥发性有机物的实验研究[D]. 吴健婷.华中科技大学2005
- [9].放电等离子体与催化剂共同作用的放电特性研究[D]. 蒋学.华中科技大学2004
- [10].介质阻挡无声放电结合催化降解气态污染有机物的实验研究[D]. 刘明辉.大连理工大学2006
标签：低温等离子体论文; 介质阻挡放电论文; 催化剂论文; 挥发性有机化合物论文;