低温等离子体技术处理含吡啶废气研究与应用

论文摘要

工业恶臭污染问题日益受到人们的关注与重视,现有的控制技术尚不完善,尤其是对于低浓度大气量恶臭废气经济高效的处理方法尚不多,因此研究探索经济有效的恶臭治理方法十分迫切。低温等离子体是一项处理恶臭废气的新兴技术,可以大大降低恶臭脱除工艺的复杂性和投资运行费用,引起了人们的重视和深入研究。本论文旨在探索试验低温等离子体技术用于含吡啶废气治理,拟通过工业应用试验研究,试图为大规模工程设计和工艺控制提供所必需的实验数据和理论基础。本文首先对模拟医化企业实际气体配制的含吡啶恶臭气体进行了较为系统的实验研究。在此基础上,设计了等离子体-吸收处理吡啶废气工程试验装置,并进行了运行分析。实验采用最大输出电压为30kV（工程试验60kV）的直流电源,实验规模为0.06-10m3/h。本文的主要内容及取得的成果和结论如下：1、应用低温等离子体对医化行业中的恶臭气体中代表性污染物——吡啶进行脱除试验。采用自制高压直流电源,在氧化氛围中进行了脱臭试验。实验考察了峰值电压、停留时间和初始浓度等工艺参数对去除率的影响。结果表明：（1）低温等离子体技术能有效处理含吡啶废气,去除率可达85%以上。（2）提高峰值电压可以提高处理效率,电压提高到一定程度后,能检测到臭氧产生,证实了羟基自由基的存在。（3）增加停留时间可以提高处理效率,但从经济角度考虑,停留时间选在7～10s左右较为适宜。（4）在相同电压下初始浓度越高去除效率越低,但绝对去除量增加,要达到一定的去除效率需要控制进气浓度,使装置达到最佳工作范围,进气浓度控制在400mg/m3或是一个合理的范围,低温等离子技术对中低浓度难以回收利用的含吡啶废气处理非常合适。2、进行了低温等离子体处理医化行业实际含吡啶废气工程试验。结果表明：（1）工程实际与实验基本吻合,验证了低温等离子体技术处理含吡啶废气的可行性。同时也证实了一定电压下会有臭氧产生。（2）在工艺设计条件下有足够的羟基自由基等有效活性物产生,其降解吡啶的效率在90%以上,运行一年后效率未见明显下降,且其处理的吡啶浓度在几个到几百mg/m3时均有良好效果。（3）通过分析,推断出吡啶在被降解过程中,经过一系列自由基反应过程最终转化主要降解产物为二氧化碳、氮、二氧化氮和水。3、进行了直流电晕等离子体反应器技术经济性评估,比较了低温等离子体技术、活性炭吸附技术、催化焚烧法、热力焚烧技术的技术经济指标,证明直流电晕等离子体技术有很强的技术优越性。低温等离子体适合低浓度含吡啶恶臭废气的处理与应用。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 恶臭气体的种类、来源与危害
• 1.2 我国恶臭的污染及治理状况
• 参考文献
• 2 恶臭的治理技术现状
• 2.1 物理法
• 2.2 化学法
• 2.3 生物法
• 2.4 电氧化及联合处理降解技术
• 2.5 新兴的等离子体技术
• 2.6 存在问题及解决思路
• 参考文献
• 3 实验装置及分析方法
• 3.1 实验装置流程及实验步骤
• 3.2 等离子体反应器
• 3.3 配气系统
• 3.4 分析方法
• 4 直流电晕等离子体对吡啶的脱除
• 4.1 概述
• 4.2 研究方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 5 直流电晕等离子体降解污染物机理探讨
• 5.1 概述
• 5.2 电晕放电下等离子体产生机理
• 5.3 吡啶降解机理推断
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 6 低温等离子体脱臭工程试验与技术经济分析
• 6.1 概述
• 6.2 工程试验结果与讨论
• 6.3 低温等离子体技术分析
• 6.4 相关脱臭技术比较
• 6.5 本章小结
• 参考文献
• 7 结论、创新点与建议
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 7.3 建议
• 硕士学位期间发表论文情况
• 硕士学位期间学术活动情况