低溫等離子體催化降解煙氣中甲苯的研究
發(fā)布時間：2020-12-09 15:17
本研究開發(fā)了等離子體微放電填充床反應器和等離子體微放電填充床反應系統(tǒng),采用多孔陶瓷作為填充床材料,用控制變量法探索了停留時間、放電電壓、催化劑負載量、初始濃度、能量密度等因素對反應系統(tǒng)的甲苯去除能力的影響.結果發(fā)現(xiàn),上述因素的最優(yōu)組合參數(shù)為:1.1s、9.5kV、負載量為15%,物質(zhì)的量比為0.25的Co/Mn催化劑、189.52mg/m3、6000J/L.同時,對多孔陶瓷填充床進行了SEM和XRD等表征研究,研究表明, Mn催化劑包括Mn2O3和Mn3O4晶體;Co/Mn催化劑包括CoMnO3和Mn O2晶體;Fe/Mn催化劑包括FeMnO3、Fe2O3和Mn2O3晶體,并且Mn催化劑比Co/Mn催化劑和Fe/Mn催化劑的晶體顆粒更加均勻.
【文章來源】：中國環(huán)境科學. 2020年09期 第3714-3720頁 北大核心
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
微放電等離子體催化反應系統(tǒng)
由圖2可知,隨著停留時間增加,反應器對甲苯的去除效率有了一定的提高,這說明提高反應器的停留時間也是一種提高處理效率的有效途徑.而隨著放電電壓的增大,等離子體微放電填充床反應器對甲苯的去除效率逐漸升高.當放電電壓從6.8k V升高到9.5k V的時候,一級反應器對甲苯的去除效率從21%升高達到了33%,二級反應器對甲苯的去除效率從23%升高達到了37%.因此,等離子體微放電反應器對甲苯的去除效率隨著放電電壓的升高而升高,在后續(xù)研究中,放電電壓作為一個常數(shù),確定為9.5k V.但是從能量利用率的角度來考慮,顯然一級反應器比二級反應器的能量利用率更高,因此后續(xù)實驗中,仍然使用一級反應器作為實驗研究的反應器,這里的二級反應器僅僅作為調(diào)整停留時間的一種方法.2.2 催化劑的影響
如圖3所示,最適合降解甲苯的催化劑是負載量為15%,物質(zhì)的量比為0.25的Co/Mn催化劑,達到69%;其次為負載量為10%,物質(zhì)的量比為1:1的Fe/Mn催化劑,達到67%;以及負載量為10%的Mn催化劑,達到62%.因此,后續(xù)的研究中,只有這3種催化劑被采用.另外,在實驗過程中觀察發(fā)現(xiàn),降解效率差的催化劑的微放電效果并不好,放電光亮較為黯淡;而最適催化劑的等離子體微放電的放電光亮最為閃亮.因此可以推測,放電光亮與降解效率有正相關關系,篩選最適催化劑一定程度上相當于篩選放電效果最光亮的催化劑.對負載量為15%,物質(zhì)的量比為0.25的Co/Mn催化劑,負載量為10%,物質(zhì)的量比為1:1的Fe/Mn催化劑,以及負載量為10%的Mn催化劑進行SEM和XRD等表征.
【參考文獻】：
期刊論文
[1]流向變換等離子體催化系統(tǒng)去除甲苯[J]. 梁文俊,孫慧頻,朱玉雪,李堅. 中國環(huán)境科學. 2019(12)
[2]試論揮發(fā)性有機廢氣治理中的光催化氧化法處理技術[J]. 段豐. 中國資源綜合利用. 2019(08)
[3]燃煤有機污染物生成排放特性與采樣方法研究進展[J]. 徐靜穎,卓建坤,姚強. 化工學報. 2019(08)
[4]等離子體凈化苯系物[J]. 杜長明,黃婭妮,鞏向杰. 中國環(huán)境科學. 2018(03)
[5]臭氧技術在有機廢氣治理中的應用[J]. 蔡炳良. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2017(12)
[6]采用輝光放電等離子體的煙氣處理技術研究[J]. 劉文正,趙帥,柴茂林,牛江奇,趙強,李靜波. 中國環(huán)境科學. 2017(08)
[7]含苯系物廢氣處理技術研究進展[J]. 閆柯樂,張紅星,鄒兵,姜素霞,姜鳴. 合成材料老化與應用. 2016(01)
[8]微放電及其應用[J]. 歐陽吉庭,張宇,秦宇. 高電壓技術. 2016(03)
[9]等離子體聯(lián)合納米技術降解甲苯廢氣的研究[J]. 竹濤,梁文俊,李堅,金毓峑. 中國環(huán)境科學. 2008(08)
[10]非熱平衡等離子體過程萘的降解[J]. 高翔,吳祖良,李濟吾,駱仲泱,岑可法. 中國環(huán)境科學. 2007(05)
碩士論文
[1]低溫等離子體協(xié)同光催化處理二甲苯的實驗研究[D]. 王光軍.浙江師范大學 2018
[2]介質(zhì)阻擋放電協(xié)同Mn催化劑降解二甲苯研究[D]. 朱周彬.浙江工商大學 2018
[3]表面介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體協(xié)同α-MnO2催化降解低濃度甲苯的研究[D]. 王婷.浙江大學 2017
[4]復合介質(zhì)阻擋放電等離子體降解室內(nèi)苯的研究[D]. 回春雪.大連理工大學 2014
[5]不同位形介質(zhì)阻擋放電中微放電通道研究[D]. 楊麗.河北大學 2009
[6]介質(zhì)阻擋放電中微放電通道等離子體參量研究[D]. 李永輝.河北大學 2007
[7]煤燃燒過程中有機污染物的賦存及排放特性的研究[D]. 范志威.浙江大學 2005
本文編號：2907070
【文章來源】：中國環(huán)境科學. 2020年09期 第3714-3720頁 北大核心
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
微放電等離子體催化反應系統(tǒng)
由圖2可知,隨著停留時間增加,反應器對甲苯的去除效率有了一定的提高,這說明提高反應器的停留時間也是一種提高處理效率的有效途徑.而隨著放電電壓的增大,等離子體微放電填充床反應器對甲苯的去除效率逐漸升高.當放電電壓從6.8k V升高到9.5k V的時候,一級反應器對甲苯的去除效率從21%升高達到了33%,二級反應器對甲苯的去除效率從23%升高達到了37%.因此,等離子體微放電反應器對甲苯的去除效率隨著放電電壓的升高而升高,在后續(xù)研究中,放電電壓作為一個常數(shù),確定為9.5k V.但是從能量利用率的角度來考慮,顯然一級反應器比二級反應器的能量利用率更高,因此后續(xù)實驗中,仍然使用一級反應器作為實驗研究的反應器,這里的二級反應器僅僅作為調(diào)整停留時間的一種方法.2.2 催化劑的影響
如圖3所示,最適合降解甲苯的催化劑是負載量為15%,物質(zhì)的量比為0.25的Co/Mn催化劑,達到69%;其次為負載量為10%,物質(zhì)的量比為1:1的Fe/Mn催化劑,達到67%;以及負載量為10%的Mn催化劑,達到62%.因此,后續(xù)的研究中,只有這3種催化劑被采用.另外,在實驗過程中觀察發(fā)現(xiàn),降解效率差的催化劑的微放電效果并不好,放電光亮較為黯淡;而最適催化劑的等離子體微放電的放電光亮最為閃亮.因此可以推測,放電光亮與降解效率有正相關關系,篩選最適催化劑一定程度上相當于篩選放電效果最光亮的催化劑.對負載量為15%,物質(zhì)的量比為0.25的Co/Mn催化劑,負載量為10%,物質(zhì)的量比為1:1的Fe/Mn催化劑,以及負載量為10%的Mn催化劑進行SEM和XRD等表征.
【參考文獻】：
期刊論文
[1]流向變換等離子體催化系統(tǒng)去除甲苯[J]. 梁文俊,孫慧頻,朱玉雪,李堅. 中國環(huán)境科學. 2019(12)
[2]試論揮發(fā)性有機廢氣治理中的光催化氧化法處理技術[J]. 段豐. 中國資源綜合利用. 2019(08)
[3]燃煤有機污染物生成排放特性與采樣方法研究進展[J]. 徐靜穎,卓建坤,姚強. 化工學報. 2019(08)
[4]等離子體凈化苯系物[J]. 杜長明,黃婭妮,鞏向杰. 中國環(huán)境科學. 2018(03)
[5]臭氧技術在有機廢氣治理中的應用[J]. 蔡炳良. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2017(12)
[6]采用輝光放電等離子體的煙氣處理技術研究[J]. 劉文正,趙帥,柴茂林,牛江奇,趙強,李靜波. 中國環(huán)境科學. 2017(08)
[7]含苯系物廢氣處理技術研究進展[J]. 閆柯樂,張紅星,鄒兵,姜素霞,姜鳴. 合成材料老化與應用. 2016(01)
[8]微放電及其應用[J]. 歐陽吉庭,張宇,秦宇. 高電壓技術. 2016(03)
[9]等離子體聯(lián)合納米技術降解甲苯廢氣的研究[J]. 竹濤,梁文俊,李堅,金毓峑. 中國環(huán)境科學. 2008(08)
[10]非熱平衡等離子體過程萘的降解[J]. 高翔,吳祖良,李濟吾,駱仲泱,岑可法. 中國環(huán)境科學. 2007(05)
碩士論文
[1]低溫等離子體協(xié)同光催化處理二甲苯的實驗研究[D]. 王光軍.浙江師范大學 2018
[2]介質(zhì)阻擋放電協(xié)同Mn催化劑降解二甲苯研究[D]. 朱周彬.浙江工商大學 2018
[3]表面介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體協(xié)同α-MnO2催化降解低濃度甲苯的研究[D]. 王婷.浙江大學 2017
[4]復合介質(zhì)阻擋放電等離子體降解室內(nèi)苯的研究[D]. 回春雪.大連理工大學 2014
[5]不同位形介質(zhì)阻擋放電中微放電通道研究[D]. 楊麗.河北大學 2009
[6]介質(zhì)阻擋放電中微放電通道等離子體參量研究[D]. 李永輝.河北大學 2007
[7]煤燃燒過程中有機污染物的賦存及排放特性的研究[D]. 范志威.浙江大學 2005
本文編號：2907070
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