随着工业技术的迅猛发展,化学品的生产规模和品种迅速扩大,它的应用范围越来越广,与人们的生活越发密切。然而,它们当中有许多物质易于挥发,常以蒸汽的形式散发于空间,其中包括各种挥发性有机化合物(简称VOCs)。许多VOCs具有致癌、致畸变、致突变性,威胁着人们的健康。挥发性有机化合物(VOCs)造成空气质量恶化的问题现已受到广泛的关注,在现有正在研究各种各样的治理技术中,放电等离子体技术被认为是一种很有应用前景的治理方法。 本文利用非热平衡放电等离子体技术对气态挥发性有机化合物的降解进行了实验研究。根据放电的基本理论和原理,建立了实验装置,本文基于下述两个要素展开实验研究:一方面,放电等离子反应器的结构与高压供电系统的匹配将影响能量的注入,进而影响VOCs的降解;另一方面等离子体与催化剂的协同作用,可以提高降解效率同时提高系统能量效率,因此实验采用了反应器和高压供电系统的不同匹配方式:针-板式电极结构引入脉冲高压和交流高压。并采用了锥形、圆台和扁平三种放电极;凿-板式电极结构、线-筒式电极结构引入脉冲高压和交流高压。选取甲苯、氯苯作为挥发性有机化合物的代表性物质进行实验,研究结果表明: (1) 三种电极结构引入脉冲高压可以提高电极间的击穿电压,并使流光放电更加稳定,产生瞬间的高能粒子,从而提高甲苯和氯苯的脱除效率。 (2) 针-板式电极结构中,不同的电极形状对放电特性及降解率产生影响,圆台形电极获得最大的甲苯降解率和降解效率,分别为43%和6.2g/Kwh。当采用凿-板式电极结构时,可以使流光放电更加稳定,电能量的注入更加有效。在同等注入能量的情况下,获得最大的甲苯降解率和降解效率,分别为35%和6.5g/Kwh。而且甲苯比氯苯在同等的情况下更易降解。 (3) 利用凿-板式和线-筒式电极结构降解氯苯的实验结果表明峰值电压、氯苯浓度、滞留时间将影响氯苯的降解率,实验发现凿-板式和线-筒式电极结构氯苯降解率随上述参数变化有着共同的特点:反应器峰值电压越高,降解效率越高;随着VOCs浓度的增加降解率降低,滞留时间越短,降解率越低。 (4) 凿-板式和线-筒式电极结构分别引入催化剂,利用脉冲高压来触发催化剂的催化活性,实验对催化剂的引入位置进行了研究,实验发现:凿-板式电极结构接地极后引入催化剂和线-筒式电极结构在余辉区引入催化剂有利于有机物的降解。