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本课题主要针对等离子体协同光催化技术净化恶臭气体进行了研究,采用管线式反应器,利用电晕放电与介质阻挡放电相结合产生低温等离子体来去除硫化氢气体,采用介质阻挡低温等离子体放电协同光催化技术处理甲苯气体,研究的主要内容及结果如下:
采用介质阻挡放电等离子体技术净化恶臭气体硫化氢,考察了电场强度、电源输出频率、气体初始浓度以及停留时间对去除效果的影响。结果表明,介质阻挡放电可以有效去除硫化氢气体,去除率随电场强度、电源输出频率以及停留时间的增加而提高,随气体初始浓度增加而下降,但绝对去除量呈上升趋势。
本实验考察了填料对气体放电强度、硫化氢去除率和硫化氢能量效率的影响,结果表明,在电场强度大于11.3 kV/cm时,反应器中填有拉西环填料时的放电强度比填有玻璃珠填料时大,填有拉西环填料时的硫化氢去除率比填有玻璃珠时高,有填料存在的反应器的能量效率高于无填料的反应器,拉西环填充总体上优于玻璃珠填充。
对不同条件(气量变化、有无硫化氢气体、填料)下臭氧浓度的变化情况进行了实验研究,并对硫化氢的分解产物进行了初步分析,初步探讨了反应机理。随着电场强度的增大,臭氧浓度不断升高,而硫化氢的存在却使臭氧浓度有不同程度的降低。通过总硫质量平衡估算,在电场强度为9.2 kV/cm时,被去除的硫化氢中有35.5%被转化为二氧化硫。
实验考察不同填料对甲苯去除率的影响。无论电场强度高低,当填料为γ-Al2O3时都会得到较佳的甲苯去除率,且比填料为玻璃珠和拉西环时的甲苯去除率高。以拉西环、玻璃珠、γ-Al2O3填料为TiO2载体,负载后的光催化剂对甲苯去除率分别提高了10.51%、9.7%、9.7%,在以三种不同载体负载的光催化剂中,TiO2/γ-Al2O3对甲苯的去除效果最好,故选择合适的载体可以起到吸附与催化氧化的协同作用,提高去除效率。