低溫電漿淨化工業氣溶膠的規律與機理研究

《低溫電漿淨化工業氣溶膠的規律與機理研究》是依託西安交通大學，由劉紅霞擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：低溫電漿淨化工業氣溶膠的規律與機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉紅霞
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

本項目以模擬的工業氣溶膠有機廢氣（以VOCs為背景氣體）為實驗對象，對電漿大氣污染控制化學場中氣溶膠的淨化規律和原理進行基礎科學研究。具體內容包括：針對氣體環境處理體系特徵，在常壓低溫電漿場中研究強化目的性反應的方法；設計介質阻擋脈衝放電雙區式反應裝置，增強傳質和放電反應空間，實現活性物種與處理對象的充分接觸；通過對電漿作用的劑量效應實驗、氣溶膠性質（物理性質）回響實驗、脫水與除塵、VOCs降解互動影響實驗、產物賦存形態測試、淨化動力學研究，系統闡明電漿淨化氣溶膠時白色煙帶脫除和VOCs降解的規律；並在保證煙帶消除的同時，研究有效提高VOCs降解率的方法；採用現代測試技術，考察電漿狀態參數及粒子種類、強度的變化，結合過渡及終產物分析，剖析電漿全面淨化氣溶膠的化學反應機理。.本項目為開發高效、無選擇性、環境友好的低溫電漿工業氣溶膠淨化新技術提供理論依據和積累基

結題摘要

在“遠程電漿”原理基礎上，以流通管道型電漿反應器為最佳化基礎，分別設計研製了遠程單介質阻擋脈衝放電電漿反應器及雙介質阻擋放電“雙區”式電漿反應器用於工業VOCs廢氣的治理研究，集降解、除塵、脫水為一體，實現實用化過程中工藝環節的簡化，並增強傳質和放電反應空間，實現活性物種與處理對象的充分接觸，在一定程度上提高了能量效率。利用發射光譜法對反應裝置進行放電特性的診斷，在此基礎上進一步最佳化設計參數。對工業廢氣中兩類典型VOCs氣體（苯系物和烯烴類）的降解規律在單、雙介質反應器中分別進行了實驗研究，確定各參數的最佳範圍，並分析探討了廢氣含水量與降解效果的互動影響。實驗證明，由於“雙區”式電漿反應器增強了傳質和放電反應空間，促進了活性物種與處理對象的充分接觸，使得降解效果在無催化劑的條件下可達95%以上。利用現代分析技術及臭氧測試，從產物、降解過程中活性粒子種類、強度變化剖析電漿作用下有機廢氣淨化的微觀機制，探索脫水及VOCs降解的反應歷程，揭示淨化機理。對單、雙介質阻擋反應器降解VOCs過程中放電粒子反應動力學及降解動力學分別進行了研究，並建立電漿放電粒子反應動力學數學模型、一級和多級降解動力學數學模型，利用實驗數據進行擬合計算。為提高VOCs廢氣降解能量效率，實驗採用電漿-催化劑相結合的形式進行研究。選用不同催化劑，考察其協同降解效應，篩選最佳催化劑，並通過剖析反應歷程及催化劑表征探討催化劑的協同降解機理。