一种双介质阻挡放电等离子体协同催化降解VOCs技术的研发与应用

摘要

双介质阻挡放电协同催化以及采用生物技术协同处理高湿度、低浓度有机废气或恶臭废气是当前废气处理领域的热点和难点。本次研究首先比较了当前技术条件下可用于低浓度有机废气处理的不同低温等离子技术优势与不足，选取了双介质阻挡放电低温等离子体技术为研究发展方向。其次采用快脉冲驱动电源驱动双介质阻挡放电模块，实现了高效、均匀的放电效果。通过对放电盘组成材料的选型与结构开发，研制出了自有知识产权的采用微秒级高频快脉冲高压电源驱动双介质阻挡放电系统并实现模块化量产工艺。同时，试制了小型双介质阻挡放电低温等离子体协同催化技术的试验装置，对比了不同催化剂设置下的等离子体协同催化对甲苯模拟废气的效果。其中不设置催化剂时，低功耗下甲苯处理效率不稳定，分解率介于30％～70％之间;设置并将催化剂前置到放电安全保护极限距离即放电面距催化剂表面5cm，气体流速1m/s时，2级处理甲苯分解率可高达90％以上，并且使用纳米二氧化钛光催化剂性能略高于锰系臭氧催化剂。在完成系统性能测试的基础上，实施了装备大型化的开发，提出了两种不同的装备结构组成形式。最后又在某污水处理厂恶臭废气处理工程上测试并进行应用，对恶臭废气中的甲硫醇分解效率进行标定，实测进口处甲硫醇浓度30(±10)μg/m3，设备出口处甲硫醇无法检出。证明了双介质阻挡放电等离子体协同催化处理高湿度、低浓度有机废气的有效性。

目录

摘要

1 引言

1．1 VOCs废气处理的难点与紧迫性

1．2 VOCs废气处理相关技术

1．3 双介质阻挡放电等离子体协同催化处理低浓度VOCs技术研究进展

1．4 本文的研究内容

2 双介质阻挡放电低温等离子体装置的开发

2．1 不同低温等离子技术的性能特点

2．2 双介质阻挡放电电极结构的原型开发

2．3 放电盘的制造

3 催化剂协同降解VOCs的研究

3．1 双介质阻挡放电等离子体降解VOCs研究

3．2 双介质阻挡放电等离子体协同催化降解VOCs研究

3．3 双介质阻挡放电协同吸附降解恶臭物质的研究(现场试验)

3．4 实验效果分析

3．5 催化剂协同方案

4 装备大型化的开发

4．1 放电盘的结构与模块化设计

4．2 电源外观结构设计

4．3 成套设备结构设计

4．4 成套设备自动控制逻辑

5 工程实例

5．1 项目概述

5．2 项目内容

5．3 设计原则

5．4 设计、制造、验收标准

5．5 除臭工艺介绍

5．6 投资费用测算

5．7 技术经济指标

5．8 维护与服务

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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