微波无极紫外碘灯降解二硫化碳和硫化氢的研究

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恶臭污染因被全世界公认为七大环境公害之一而越来越受到全世界人民的重视。恶臭气体中的含硫恶臭气体以其嗅觉阈值低、涉及的行业广泛、毒性大而备受关注。为了开发出新型环保高效的处理恶臭气体的方法,本文采用自制的微波发生装置及无极紫外碘灯(Microwave Discharge Electrodeless Lamp-I2,MDEL-I2)进行了处理常温常压下流动态CS2和H2S两种含硫恶臭气体的实验室阶段的研究。本文初步考察了微波无极碘灯(内充碘2mg、氪气2torr)的发光性能。进而研究了微波无极紫外碘灯在不同影响因素(包括气体初始浓度、气体停留时间、电源输入功率等)下降解CS2气体的效果,同时分析了各个实验条件下CS2的绝对处理量和产能。最后本文初步探究了CS2光降解产物以及光降解的反应机理。实验结果表明:微波无极碘灯可产生207nm的紫外辐射,并在300nm-400nm的范围内有丰富的发光带,其中峰值出现在327nm、342nm、359nm和387nm处。CS2主要吸收207nm以及313nm附近的紫外辐射而发生光降解。在其他试验条件相同的情况下,CS2气体的降解率随着初始浓度的增加而增大,随着气体停留时间的增加而增大,随着输入功率的提高而增大。从能量利用率的利用来看,CS2的绝对处理量和产能随着气体初始浓度的提高而增加,并随着输入功率的提高而增加,最后趋于稳定;随着气体停留时间的增加,绝对处理量和产能都有减小的趋势,但当气体停留时间很小(0.59s、0.52s)时,由于降解率低,绝对处理量和产能值反而减小。在CS2的初始浓度148.7mg/m3、气体停留时间1.19s、输入功率807W的条件下,CS2的光降解效率达到96.0%,其绝对处理量为60.5μg/s,产能为270.1 mg/kWh。同时,本文考察了不同条件对H2S气体的降解效果的影响。通过实验可以看出:当气体通过微波碘灯的停留时间为1.19s,电源输入功率为807W时,H2S初始浓度为9.73 mg/m3时,H2S气体的降解率可以达到71.43%。随着H2S初始浓度的提高,其降解效率呈下降的趋势。但绝对处理量与产能有增大的趋势。在电源输入功率和H2S初始浓度一定的条件下,随着H2S在紫外辐射区域的停留时间增加,H2S的降解率呈升高趋势。但是也同时增加了反应体系的能耗,绝对处理量和产能都因此降低了。
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