光催化净化VOCs的中试装置研发及影响因素研究

发布时间：2020-06-04 16:31

【摘要】：为解决目前光催化反应器中传质和光传输受限、光分布不均匀及反应器难以工业放大等问题,本论文开展了新型光催化反应器的设计,对中试实验前期进行了光催化净化VOCs(挥发性有机化合物)的小试研究,并设计和搭建了光催化净化VOCs的中试装置,以甲苯为去除对象,对光催化反应器进行了优化及测试,包括以下三部分内容:在光催化净化VOCs装置的小试评价中,考察处理方式对催化剂流失率、表面形貌、吸附性能和光催化活性影响,发现栅网预处理烘干为最佳处理方式;考察初始浓度、相对湿度和催化剂的量对去除甲苯的影响以及催化剂长时间的运行寿命,当初始浓度为5 ppm、相对湿度为75%和催化剂的量为20片时,甲苯的降解率和矿化率分别为96.6%和68.8%,长时间运行8 h后甲苯降解率和矿化率达到稳定;初步考察了栅网折槽角度旋转式变化对传质的影响,发现折槽角度旋转式变化可明显改变流态分布、提高传质效率,为中试装置提供理论支持。在光催化净化VOCs的中试装置研发中,设计其内部由卡槽、栅网、灯带和灯带板组成,共有140条灯带,20个栅网可供安装,栅网可按不同旋转角度排布利于传质,光源相互交错利于光分布均匀。每条灯带有16颗LED灯珠,内部有10个灯带板,一个灯带板上固定7条双面灯带,相邻排灯带相互交错,布光均匀。在光催化净化VOCs的中试装置影响因素研究中,对中试装置的运行参数进行了测试,优化了光催化中试装置内部构造(栅网的数目、旋转的角度和灯带的布光方式)、反应条件的影响以及装置长时间运行效果评估。在栅网数目16张、栅网总螺旋角度为180度、灯珠全亮、湿度为70%和甲苯初始浓度10 ppm时,甲苯降解率和矿化率分别为21.9%和10.7%,同时对光催化中试装置长时间运行168 h,催化剂能保持7.6%和4.3%的甲苯降解率和矿化率,再生8 h后有8%和5%的甲苯降解率和矿化率。
【图文】：

栅网,实物

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文将栅网预处理，如图 2-1 为栅网实物H 溶液里，在温度为 30 ℃下浸泡 1温清理载体表面的其他杂质，浸泡时L 的 FeCl3溶液里，在温度为 30 ℃下栅网表面砂化；随后用 240 g/L 的 N表面杂质；最后用蒸馏水洗净，在 6利于 TiO2在栅网上的固载。

气相色谱,气路图,光催化反应,稳流阀

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文O2量为 21%，不含 COx。2、3、4 为流量阀，，连接稳压阀、稳流阀、流量计。稳压阀可以保持气体压力，稳流阀可以保持气体流量，流量计可以调节气体流量，甲苯发生器温度控制在 0 ℃，9 是气相色谱。图 2-3 为小试光催化反应气路实物图。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X701

【参考文献】