真空紫外是一种新兴的挥发性有机物末端治理工艺,但是在工程应用中还有一些问题需要解决:1.真空紫外灯的利用率不高,运用真空紫外降解挥发性有机物的效率较低。2.真空紫外在不同工况下降解挥发性有机物的效率差异大,降解有机物的机理和降解途径的贡献率需要进一步研究。3.真空紫外设备设计不合理,工程应用差异巨大。因此,为了探究上述问题,本文进行了以下研究:1.选择挥发性有机物中典型苯系物(甲苯)作为目标污染物进行研究,在不同工况下测试了真空紫外对甲苯的降解效率。影响甲苯在真空紫外工艺中降解效率的主要参数有甲苯初始浓度、气体相对湿度、气体在设备内停留时间、紫外灯功率、气体介质。实验结果表明,甲苯初始浓度越高,甲苯降解效率越低,但甲苯的降解量逐渐增加,且甲苯降解量与灯功率有关;在紫外灯功率一定时,气体相对湿度越高,甲苯降解效率越高;随着气体在真空紫外设备内停留时间增加,甲苯降解率先增加后不变,停留时间在10s内,甲苯的光降解满足一级动力学方程;紫外灯功率越大,甲苯降解效率越高;甲苯在有氧气和水蒸气的介质下,真空紫外降解甲苯的效率有明显的提高。2.通过对不同介质条件下真空紫外降解甲苯的研究,探究了真空紫外条件下不同途径对甲苯降解效率的贡献率。实验结果表明,羟基自由基对甲苯降解的贡献率为56.77%,氧自由基对甲苯的甲苯降解的贡献率为15.63%,甲苯直接光解的效率为15.37%。通过气相色谱-质谱联用仪测试了不同条件下甲苯在真空紫外条件下的中间产物,分析了甲苯的降解过程及机理。同时,分析了甲苯降解过程中氧化物种(活性氧自由基、羟基自由基)的来源。3.真空紫外设备的设计对真空紫外灯的利用率和有机物废气的降解效率有至关重要的作用。通过数值模拟软件Fluent对不同真空紫外设备内部流场进行了模拟。分别模拟了真空紫外灯整齐排列与错位排列、变径锥度为30°、45°、60°、90°、真空紫外灯横流排布与顺流排布等几种真空紫外设备内部的风速场均匀度变化并进行对比。最后,通过模拟优化设计了圆筒状真空紫外设备,以期对工程应用有一定指导意义。