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直流电晕自由基簇射脱除PAHs试验研究

管诗骈

  本文首先介绍了PAHs及其危害和来源,描述了国内外PAlls的污染状况及相关对策和措施。介绍了目前治理PAHs的技术现状,简要评述了新兴等离子体降解技术。并阐述了实验机理进行了实验可行性分析。研究了直流电晕放电特性。研究表明,在电极气含水条件下,仍可得到稳定的流光电晕,并且放电电压和击穿电压也相应提高。喷嘴电极中氧气流量(Q_2)增加将抬高起晕电压和击穿电压,使放电更加稳定,放电电流加大。烟气温度升高使起晕电压和击穿电压降低,而且在相同电压下,提高烟气温度可略微增大放电电流。极板间距加大会导致放电电压和击穿电压升高,并且使放电电流降低。烟气流动速度的增加对放电特性的影响很小。当烟气流速成倍数增加时,击穿电压变化很微小;相同电压下,烟气流速增加时,放电电流微弱减少。研究了以O_2+H_2O为自由基源物质降解萘的实验研究。研究表明,萘的降解效率随着浓度的增大而下降,而且变化率随着浓度的增加不同;随着电压的升高,流光电晕逐渐地增强,也即放电增强,因此产生更多的自由基,从而使萘深度氧化,提高脱除效率,研究表明在萘浓度为57.8mg/m~3电压在27kV时最佳;湿度的增大能够提高萘的降解效率,但当湿度为8%~10%时达到最大,随后湿度的增大又开始不利于萘的降解;随着功率增加,降解脱除率越来越大,基本上呈幂指数趋势上涨,最大可达到70%左右。随着能量密度的提高,能量效率下降。最佳能量密度应保持在4Wh/Nm~3。经对反应后的气体进行红外光谱分析,发现有CO,CO_2的生成。同时抽样分析,除剩余的萘外,还发现有其它有机物的存在。考察了电晕放电自由基簇射技术的优化研究。研究表明,电极反应器的大型化,多极化后,其起晕电压和击穿电压明显升高,整个反应器中充满了流光电晕,所产生的自由基弥散在整个反应器中,自由基物种和萘接触反应的机会增加,因而萘的降解脱除效率也提高。喷嘴外径减小,电晕放电电压下降,自由基数目增加,在相同电压下电晕电流有明显增加,这样可以产生更加明显的流光电晕,大大提高了萘的降解脱除效率。电极布置从横向变化到纵向之后,放电特性和萘的降解脱除效率都会有一定程度的改观。不同催化剂渡层时,在同一电压范围下,不论是干燥情况下,还是含水情况下,负极板含有渡层时的降解效率比空白负极板时的降解效率要高,而MnO_2渡层的催化活性均比Fe_2O_3渡层的催化活性高;但干燥和含水情况下的击穿电压都不同,击穿电压有着明显的差异,其趋势为MnO_2渡层>Fe_2O_3渡层>空白负极板;而含水情况下,MnO_2渡层和Fe_2O_3渡层下的击穿电压差别不是太大。浙江大学硕士学位论文对PAHs在等离子体内氧化降解过程的研究作了透彻的分析研究。认为PAHs的氧化降解过程是:电晕放电所激发的高能电子将水和氧气活化成自由基,产生的O、OH、HO:气HZOZ、03等自由基与PAH:分子发生反应,先是把苯环上面的C一H键打断,插入氧原子,然后再进一步利用其高能打断苯环上面的C一C、C=C键,造成开环,再进一步氧化降解,最终生成COZ、CO和HZO。……   
[关键词]:直流电晕;放电特性;自由基;萘的降解
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2004年