多弧等离子体去除甲苯的研究
多弧等离子体去除甲苯的研究
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DOI：
10.16258/j.cnki.1674-5906.2022.05.014
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
赵彦君
中科院分区：
文献类型：
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作者：
张弛;郑瓛;倪国华;赵彦君
随着中国对环境治理的深入进行,中国对挥发性有机化合物(Volatile Organic Compound,VOCs)治理的要求越来越高。在各种VOCs治理技术中,等离子体技术具有工艺流程简单,可处理污染物种类范围广,适用性强等优点,尤其适合处理大风量、低浓度的VOCs。非热电弧等离子体由于具有兼具冷、热等离子体的优势,拓宽了等离子体废气处理技术的应用范围,因而备受关注。然而,由于非热电弧固有的自磁压缩和热箍缩效应等属性,导致等离子体尺寸较小,制约了其在实际中的应用。该文通过自主研制的多弧等离子体处理VOCs废气反应器,选择代表性污染物甲苯作为被处理对象,考察了反应器中等离子体的特性,各种参数对甲苯废气处理效果的影响。结果表明,电弧电压随放电电流的增大而减小,随着工作气体流量的增大而增大。多弧等离子体放电区尺寸明显增大,约为相同输入功率单个电弧的1.4倍,并且由于多个电弧的相互作用,稳定性明显提高。甲苯去除率随着初始浓度和气体流量的增大而减小,在气体流量8 m~3·h~(-1),平均放电功率410 W,初始质量浓度2 000 mg·m~(-3)的条件下时,能量效率达到最大值25.8 g·kW~(-1)·h~(-1)。通过在放电区域下方30 mm处使用堇青石负载纳米Pt催化剂,发现等离子体复合催化剂的使用可有助于促进甲苯的完全分解,显著提高甲苯向CO_2的转化, CO_2选择率均比不使用催化剂时高20%以上,在气体流量8 m~3·h~(-1),平均放电功率490 W,初始质量浓度2 000 mg·m~(-3)的条件下,CO_2选择性达到最大值62%。甲苯降解的气相中间产物主要是苯和苯甲醛。