發(fā)布時(shí)間：2018-03-27 23:20

  本文選題：高頻無極真空紫外燈　切入點(diǎn)：紫外光解反應(yīng)器模型　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：氣態(tài)污染物嚴(yán)重危害大氣環(huán)境及人體健康。紫外光解技術(shù)是一種較新型的氣態(tài)污染物治理技術(shù)。但是在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中還存在一些問題:第一,紫外燈所產(chǎn)生的短波紫外光強(qiáng)度比例低造成能量利用效率低;第二,紫外燈使用壽命短造成維護(hù)成本高;第三,光解時(shí)需添加輔助氧化劑和催化劑,在實(shí)際應(yīng)用中催化劑易失活且工藝流程復(fù)雜;第四,尾氣中的臭氧副產(chǎn)物需處理;第五,污染物降解不徹底生成中間產(chǎn)物。因此,針對(duì)以上問題,第一,研究并開發(fā)強(qiáng)度高、波長185nm的真空紫外光(UV_(185))比例高的長壽命新型紫外燈,解決紫外燈能量利用效率低和壽命短的問題;第二,研究將紫外光與UV_(185)光解O_2所產(chǎn)生的O_3進(jìn)行協(xié)同作用降解氣態(tài)污染物,不需要添加輔助氧化劑和催化劑;第三,研究紫外光解技術(shù)與其他后處理技術(shù)聯(lián)用而產(chǎn)生協(xié)同作用,使生成的O_3等副產(chǎn)物去除的同時(shí)提高有機(jī)氣態(tài)污染物中間產(chǎn)物的去除效果,達(dá)到無O_3排放和提高有機(jī)氣態(tài)污染物礦化率的雙重目的。以上三個(gè)研究方向?qū)Υ龠M(jìn)紫外光解技術(shù)在氣態(tài)污染物治理上的實(shí)際應(yīng)用具有一定意義。本論文自主研制高頻無極真空紫外燈,UV_(185)比例占總光強(qiáng)的10%,光電轉(zhuǎn)化效率為30%,理論壽命達(dá)5萬小時(shí)。將高頻無極真空紫外燈用于處理氣態(tài)污染物,解決常規(guī)紫外燈在使用中存在的能量利用效率低和壽命短的問題。采用高頻無極真空紫外燈降解無機(jī)氣態(tài)污染的代表污染物硫化氫時(shí),將紫外光與UV_(185)所產(chǎn)O_3進(jìn)行協(xié)同作用,發(fā)現(xiàn)硫化氫降解率隨初始濃度的升高而降低,隨濕度和含氧量的升高而提升。單獨(dú)紫外光解和單獨(dú)臭氧氧化對(duì)硫化氫的處理能力均有限,而二者產(chǎn)生協(xié)同作用后硫化氫的降解率比單獨(dú)光解和單獨(dú)臭氧氧化的降解率之和還要高30%-66%,且初始硫化氫濃度越高,協(xié)同作用越明顯。為研究降解硫化氫的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和協(xié)同作用機(jī)理,建立降解硫化氫的紫外光解反應(yīng)器模型,模擬紫外光解反應(yīng)器的流場(chǎng)和輻射場(chǎng),對(duì)單獨(dú)光解硫化氫、單獨(dú)臭氧氧化和協(xié)同降解的過程進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。降解率的模擬值和實(shí)驗(yàn)值基本一致,硫化氫單獨(dú)光解的產(chǎn)物主要是H_2和S,單獨(dú)臭氧氧化的產(chǎn)物主要是SO_2和SO_3,協(xié)同降解的主要產(chǎn)物為H_2SO4。對(duì)協(xié)同作用降解硫化氫時(shí)的初始硫化氫濃度、停留時(shí)間和相對(duì)濕度對(duì)降解率的影響進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬,模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)的趨勢(shì)一致,數(shù)值偏差較小,證明了模型的正確性和有效性。采用高頻無極真空紫外燈降解有機(jī)氣態(tài)污染的代表污染物甲苯時(shí),在紫外光解反應(yīng)器之后串聯(lián)臭氧催化氧化反應(yīng)器,以負(fù)載Mn O_2的活性炭床層作為催化劑,以光解反應(yīng)器出口殘留O_3作為臭氧催化氧化反應(yīng)器的臭氧源,兩個(gè)反應(yīng)器產(chǎn)生協(xié)同作用,對(duì)尾氣中殘留O_3進(jìn)行后處理的同時(shí)進(jìn)一步礦化中間產(chǎn)物。既解決目前以紫外光解技術(shù)為核心的空氣凈化器處理室內(nèi)有機(jī)氣態(tài)污染物時(shí)尾氣中殘留O_3的問題,又能進(jìn)一步提高有機(jī)氣態(tài)污染物的中間產(chǎn)物去除效果,達(dá)到無O_3排放和提高污染物礦化率的雙重目的。降解甲苯時(shí),優(yōu)化并設(shè)計(jì)光解反應(yīng)器和臭氧催化氧化反應(yīng)器,分析單獨(dú)紫外光解對(duì)甲苯降解效果的影響因素,包括初始甲苯濃度、相對(duì)濕度和進(jìn)氣流量。分析單獨(dú)臭氧催化氧化對(duì)甲苯降解效果的影響因素,包括初始甲苯濃度、進(jìn)氣流量和O_3濃度。研究紫外光解反應(yīng)器和臭氧催化氧化反應(yīng)器的協(xié)同作用和機(jī)理,發(fā)現(xiàn)二者串聯(lián)之后甲苯的礦化率高于單獨(dú)紫外光解和單獨(dú)臭氧催化氧化的礦化率之和,因此存在協(xié)同作用。協(xié)同作用的機(jī)理是由于185 nm真空紫外光的存在,增強(qiáng)了·OH和·O的氧化能力,能在生成苯甲醇和苯甲醛后在酸化的同時(shí)打開苯環(huán),生成小分子中間產(chǎn)物,苯甲酸的存在時(shí)間極短或生成量極低。與完整的甲苯相比,苯甲醇、苯甲醛、甲酸和乙酸這些中間產(chǎn)物更容易在臭氧催化氧化反應(yīng)器中被完全礦化。
[Abstract]:In order to solve the problems of low energy use efficiency and short service life of UV lamp , it is found that the degradation rate of hydrogen sulfide is 30 % -66 % higher than that of UV _ ( 185 ) . In order to solve the problem of residual O _ 3 in the tail gas when the organic gaseous pollutants in the tail gas have been treated by high - frequency electrodeless vacuum ultraviolet lamp , the effect factors including initial toluene concentration , relative humidity and inlet flow rate are discussed .

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X51

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;真空紫外原位單色吸收系數(shù)測(cè)定儀[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);1977年02期

2 韋欽;許芝華;彭建懷;;真空紫外光譜區(qū)域內(nèi)的發(fā)射光譜分析[J];分析化學(xué);1978年03期

3 都基峻,季學(xué)李;低溫等離子體處理氣態(tài)污染物[J];污染防治技術(shù);2000年01期

4 閆學(xué)鋒,胡真,吳世新;低溫等離子體技術(shù)治理氣態(tài)污染物[J];化學(xué)研究與應(yīng)用;2004年02期

5 葉招蓮;侯惠奇;;介質(zhì)阻擋放電處理氣態(tài)污染物的研究進(jìn)展[J];化工環(huán)保;2007年03期

6 康宏;袁文獻(xiàn);曹曉凡;;新型干法水泥生產(chǎn)氣態(tài)污染物產(chǎn)排放量核算研究[J];中國水泥;2011年11期

7 賈小成，王靜斌;氣態(tài)污染物控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J];環(huán)境保護(hù);1997年01期

8 時(shí)迎國;劭士勇;李安林;姚璉;王賓;李芳;王俊德;李海洋;;遷移管的電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)真空紫外電離-離子遷移譜儀性能的影響[J];分析化學(xué);2006年09期

9 汪建立;林忠平;;利用紫外線照射相關(guān)技術(shù)綜合消除室內(nèi)氣態(tài)污染物的實(shí)驗(yàn)研究[J];潔凈與空調(diào)技術(shù);2010年01期

10 路鵬;戴志峰;孫景;程偉;;填埋場(chǎng)植被覆蓋對(duì)氣態(tài)污染物的減排效應(yīng)研究進(jìn)展[J];生物學(xué)通報(bào);2012年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 季學(xué)李;;氣態(tài)污染物凈化技術(shù)研究開發(fā)的熱點(diǎn)[A];中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略論壇論文集[C];2000年

2 任麗紅;王瑋;解淑艷;廖云飛;雷艷妮;曹陽;;中國三大城市群區(qū)域主要?dú)鈶B(tài)污染物的航空測(cè)量研究[A];中國氣象學(xué)會(huì)2007年年會(huì)大氣成分觀測(cè)、研究與預(yù)報(bào)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2007年

3 李剛;唐紫超;;利用真空紫外單光子電離分子束質(zhì)譜研究芳香醚類模型化合物熱解[A];第十三屆全國化學(xué)動(dòng)力學(xué)會(huì)議報(bào)告摘要集[C];2013年

4 陳梅倩;陳允軒;賈力;;氣態(tài)污染物生態(tài)效率評(píng)價(jià)方法的研究[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學(xué)術(shù)論壇（交通運(yùn)輸工程學(xué)科）論文集（下冊(cè)）[C];2005年

5 李鍛;張娣;吳彥;李國鋒;李杰;王寧會(huì);李紅飛;;脈沖高壓脈沖電暈放電降解有機(jī)氣態(tài)污染物氯苯[A];中國物理學(xué)會(huì)靜電專業(yè)委員會(huì)第十三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

6 陶冶;黃艷;高振華;孫帥帥;;面向發(fā)光研究的北京同步輻射真空紫外光譜實(shí)驗(yàn)站[A];第七屆全國稀土發(fā)光材料學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

7 韓旭;艾青云;茅靳豐;;密閉空間清除氣態(tài)污染物的理論研究[A];全國暖通空調(diào)制冷1998年學(xué)術(shù)文集[C];1998年

8 王曉東;王宛玉;姜仁濱;楊治虎;王有德;;類硼硫離子結(jié)構(gòu)參數(shù)的相對(duì)論計(jì)算[A];第七屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];1996年

9 張鶴豐;葉興南;成天濤;揚(yáng)新;陳建民;王琳;張人一;;中國地區(qū)農(nóng)作物秸稈燃燒排放氣態(tài)污染物及顆粒物模擬及GIS分析研究[A];第五屆全國環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集[C];2009年

10 俞盛銳;蘇抒;袁開軍;戴東旭;楊學(xué)明;;HNCO在真空紫外區(qū)域的光解動(dòng)力學(xué)研究[A];第十三屆全國化學(xué)動(dòng)力學(xué)會(huì)議報(bào)告摘要集[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 徐劍暉;真空紫外輻射處理氣態(tài)污染物硫化氫和甲苯的效能及機(jī)理[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 韓麗麗;基于典型稀土離子4f-4f躍遷的新型發(fā)光材料設(shè)計(jì)及多功能應(yīng)用研究[D];蘭州大學(xué);2015年

3 王迪;深紫外與真空紫外飛秒激光的產(chǎn)生及應(yīng)用探索[D];華東師范大學(xué);2016年

4 王得印;七類稀土鋁酸鹽的真空紫外發(fā)光特性及三類磷酸鹽中量子剪裁現(xiàn)象研究[D];蘭州大學(xué);2010年

5 初本莉;真空紫外—紫外光子激發(fā)下某些離子的發(fā)光特性[D];中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;2001年

6 王銳;紫外—真空紫外探測(cè)器定標(biāo)技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2010年

7 韓國才;幾種典型Dy~（3+）激活磷酸鹽基材料的制備及真空紫外發(fā)光性質(zhì)研究[D];蘭州大學(xué);2010年

8 王大偉;稀土Pr~（3+）或Nd~（3+）摻雜的真空紫外熒光材料發(fā)光性質(zhì)的研究[D];北京交通大學(xué);2008年

9 李葉洲;幾種典型稀土氧化物熒光粉的制備及其紫外—真空紫外光致發(fā)光性能研究[D];蘭州大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 遲惠中;真空紫外降解鹵代有機(jī)物效能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 肖婷;建筑街區(qū)重密度氣態(tài)污染物通風(fēng)稀釋過程研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2017年

3 岳思陽;真空紫外處理水中難降解微量有機(jī)污染物[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

4 劉希文;北京及周邊地區(qū)氣態(tài)污染物區(qū)域特征及輸送研究[D];中國氣象科學(xué)研究院;2010年

5 劉興悅;“逐層”法設(shè)計(jì)真空紫外高反膜[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

6 陳列優(yōu);稀土堿金屬復(fù)合氟化物中Tb~（3+）的真空紫外熒光性質(zhì)[D];北京交通大學(xué);2009年

7 馬燕枝;真空紫外氟化物晶體BaMgF_4的非線性光學(xué)性質(zhì)研究[D];上海交通大學(xué);2013年

8 孫青云;真空紫外反射鏡反射特性研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

9 劉凡;真空紫外/氯技術(shù)處理水中磺胺二甲嘧啶的研究[D];北京交通大學(xué);2015年

10 高曉蘭;Eu~(3+)激活的兩種典型鎢酸鹽的制備及其紫外—真空紫外發(fā)光性能的研究[D];蘭州大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：1673714