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随着低温等离子体技术的发展,低温等离子体氧化法被认为是处理甲苯废气的有效方法,具有效率高、能耗低、结构简单、无二次污染等优点。在以往的科学研究中,处理甲苯废气的低温等离子体氧化法基本上为脉冲电晕放电法、介质阻挡放电法等,而对于直流电晕放电法的研究较少。在本研究中,我们设计并建立了一套针板式电晕反应器装置,利用高压直流电晕放电产生低温等离子体。并以甲苯为研究对象,在实验中配备模拟甲苯废气,研究并总结了低温等离子体降解VOCs的一般规律。本实验首先对电源放电现象以及产生等离子体的性质进行研究。结果表明:起晕电压和击穿电压随着极距的增大而升高,并且相同条件下负电晕高于正电晕。O3、NOX产生浓度随着电压的增大而增大,随气体流速的增大而减小,并且相同条件下正电晕大于负电晕。但负电晕可以在较高电压下运行,产生比正电晕更多的氧等离子体和O3。在条件实验中,研究了不同放电参数对甲苯去除率的影响。结果如下:(1)在相同极距下,甲苯去除率随电压的升高而增大。(2)甲苯去除率都随电场强度的增大而增大,当电场强度为18 kV/cm,甲苯去除率可达73.21%。但若所加电压小于起晕电压,即使理论上已形成一定的电场强度,甲苯去除率也很低。(3)正电晕的甲苯去除率比负电晕的大,但负电晕可以在较高电压下运行,其最大甲苯去除率大于正电晕。极距为1.0cm时,正电晕最高电压时甲苯去除率为35.04%,而负电晕的最高可以达到59.52%;(4)甲苯去除率随气体流速的减小而增大。电压为16 kV时,气体流速为20、40、60 L/h的甲苯去除率分别为79.69%、59.52%、42.75%。(5)甲苯去除率随甲苯初始浓度的增大而减小,而甲苯去除量却随初始浓度的增大而增大。当电压为16 kV时,初始浓度为5398.13 mg/m3的甲苯去除率为59.52%,而初始浓度为25738.47 mg/m3的甲苯去除率只有33.97%。另外,随着初始浓度的增大,甲苯去除率和去除量的变化曲线渐渐变得平缓。(6)有催化剂时的甲苯去除率比无催化剂时的大,并且随着电压的升高,两者的差距变大。在气体流速为20 L/h、电压为16 kV时,无催化剂时的甲苯去除率为79.69%,而有催化剂时就高达87.82%。通过对甲苯降解产物进行分析,得出甲苯降解产物含有CO2,CO和H2O,并推测还生成其它有机成分。通过对CO的测定,可以推测甲苯分子经过彻底分解后,首先形成CO;随着电压的加大,CO在活性粒子的作用下进一步氧化成CO2。最后,本文对实验过程中遇到的各种问题进行了总结,并提出了解决措施。