随着我国社会经济的不断发展,尾气排放造成的污染问题越来越严重。等离子体是一种具有应用前景的尾气处理技术,能够脱除尾气中的SO2、NOX、VOCs,在催化剂协同下,可提高污染物处理效率。本文主要针对辉光等离子体协同催化作用的尾气处理进行了研究。设计了应用于工业尾气环境下能够耐高温并可搭载催化剂的电极结构,进行了仿真和实验分析,对气体在电极模块中的流动情况进行了流体仿真分析,并对空气和尾气下的放电特性进行了对比。采用不同电极结构和催化剂制作了6种反应器,搭建了处理平台,进行了尾气处理实验研究。首先,制作了辉光等离子体高频高压电源,电压输出幅值为0～±7k V,频率为5～25k Hz。基于介质阻挡放电模型并结合尾气处理应用,提出了玻璃纤维介质阻挡螺旋接触式电极、多阳极螺旋接触式电极、多电位的螺旋接触式电极,并改变电极参数对其放电特性进行了仿真和实验分析。对玻璃纤维介质阻挡螺旋接触式电极研究发现,玻璃纤维是一种良好的无机驻极体材料,可耐高温、附着催化剂。电极在空间形成了不均匀电场,放电时表面呈现出均匀稳定的淡蓝色放电现象,放电电流为毫安级别。对多阳极螺旋接触式电极研究表明,增加阳极数量可使相同电压下接触点处的电场强度逐渐增大,放电更容易发生。对多电位的螺旋接触式电极研究发现,两个电压相反的螺旋接触式电极可以提高相邻表面的电场强度,在1.8mm间隙下,两电极中间区域的电场强度都达到了106以上。放电时整个电极表面以及中间区域呈现出弥散的淡蓝色放电现象,放电电流为毫安级别。其次,根据提出的单根电极结构制作了阵列式电极模块。多根电极通过交错排布,使电力线相互之间交错纵横,可以实现应用于工业的大面积辉光放电,放电现象良好。在电极模块流体仿真中得到,通过对反应器中的电极进行排布,使得气流在反应器中流动紊乱,进而实现气体分子与等离子体生成区域良好的接触效果。并对尾气和空气环境下放电做了比较,由于O2含量以及流速的改变,电极在空气中的放电功率要大于尾气中的放电功率,光谱分析发现放电产生的高能电子可以打破反应物的分子键,实现污染物处理。最后,对等离子体协同催化尾气处理进行了实验研究。在单独脱硫和脱硝过程中,研究了电极参数、尾气温度、反应物参数对脱硫和脱硝的影响,取得了最高99.4%的脱硫率和78.5%的脱硝率。在同时脱硫脱硝实验时,达到了最高99.1%脱硫率和77%的脱硝率,其中脱硝率比本实验室之前在低温下单独用等离子体的处理中增加了33%。初步进行了VOCs的净化实验,在等离子体协同催化下获得了最高96%甲醛去除率和94.1%的TVOC去除率。