低温等离子体催化降解烟气中甲苯的研究
发布时间：2020-12-09 15:17
本研究开发了等离子体微放电填充床反应器和等离子体微放电填充床反应系统,采用多孔陶瓷作为填充床材料,用控制变量法探索了停留时间、放电电压、催化剂负载量、初始浓度、能量密度等因素对反应系统的甲苯去除能力的影响.结果发现,上述因素的最优组合参数为:1.1s、9.5kV、负载量为15%,物质的量比为0.25的Co/Mn催化剂、189.52mg/m3、6000J/L.同时,对多孔陶瓷填充床进行了SEM和XRD等表征研究,研究表明, Mn催化剂包括Mn2O3和Mn3O4晶体;Co/Mn催化剂包括CoMnO3和Mn O2晶体;Fe/Mn催化剂包括FeMnO3、Fe2O3和Mn2O3晶体,并且Mn催化剂比Co/Mn催化剂和Fe/Mn催化剂的晶体颗粒更加均匀.
【文章来源】：中国环境科学. 2020年09期 第3714-3720页 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
微放电等离子体催化反应系统
由图2可知,随着停留时间增加,反应器对甲苯的去除效率有了一定的提高,这说明提高反应器的停留时间也是一种提高处理效率的有效途径.而随着放电电压的增大,等离子体微放电填充床反应器对甲苯的去除效率逐渐升高.当放电电压从6.8k V升高到9.5k V的时候,一级反应器对甲苯的去除效率从21%升高达到了33%,二级反应器对甲苯的去除效率从23%升高达到了37%.因此,等离子体微放电反应器对甲苯的去除效率随着放电电压的升高而升高,在后续研究中,放电电压作为一个常数,确定为9.5k V.但是从能量利用率的角度来考虑,显然一级反应器比二级反应器的能量利用率更高,因此后续实验中,仍然使用一级反应器作为实验研究的反应器,这里的二级反应器仅仅作为调整停留时间的一种方法.2.2 催化剂的影响
如图3所示,最适合降解甲苯的催化剂是负载量为15%,物质的量比为0.25的Co/Mn催化剂,达到69%;其次为负载量为10%,物质的量比为1:1的Fe/Mn催化剂,达到67%;以及负载量为10%的Mn催化剂,达到62%.因此,后续的研究中,只有这3种催化剂被采用.另外,在实验过程中观察发现,降解效率差的催化剂的微放电效果并不好,放电光亮较为黯淡;而最适催化剂的等离子体微放电的放电光亮最为闪亮.因此可以推测,放电光亮与降解效率有正相关关系,筛选最适催化剂一定程度上相当于筛选放电效果最光亮的催化剂.对负载量为15%,物质的量比为0.25的Co/Mn催化剂,负载量为10%,物质的量比为1:1的Fe/Mn催化剂,以及负载量为10%的Mn催化剂进行SEM和XRD等表征.
【参考文献】：
期刊论文
[1]流向变换等离子体催化系统去除甲苯[J]. 梁文俊,孙慧频,朱玉雪,李坚. 中国环境科学. 2019(12)
[2]试论挥发性有机废气治理中的光催化氧化法处理技术[J]. 段丰. 中国资源综合利用. 2019(08)
[3]燃煤有机污染物生成排放特性与采样方法研究进展[J]. 徐静颖,卓建坤,姚强. 化工学报. 2019(08)
[4]等离子体净化苯系物[J]. 杜长明,黄娅妮,巩向杰. 中国环境科学. 2018(03)
[5]臭氧技术在有机废气治理中的应用[J]. 蔡炳良. 中国环保产业. 2017(12)
[6]采用辉光放电等离子体的烟气处理技术研究[J]. 刘文正,赵帅,柴茂林,牛江奇,赵强,李静波. 中国环境科学. 2017(08)
[7]含苯系物废气处理技术研究进展[J]. 闫柯乐,张红星,邹兵,姜素霞,姜鸣. 合成材料老化与应用. 2016(01)
[8]微放电及其应用[J]. 欧阳吉庭,张宇,秦宇. 高电压技术. 2016(03)
[9]等离子体联合纳米技术降解甲苯废气的研究[J]. 竹涛,梁文俊,李坚,金毓峑. 中国环境科学. 2008(08)
[10]非热平衡等离子体过程萘的降解[J]. 高翔,吴祖良,李济吾,骆仲泱,岑可法. 中国环境科学. 2007(05)
硕士论文
[1]低温等离子体协同光催化处理二甲苯的实验研究[D]. 王光军.浙江师范大学 2018
[2]介质阻挡放电协同Mn催化剂降解二甲苯研究[D]. 朱周彬.浙江工商大学 2018
[3]表面介质阻挡放电低温等离子体协同α-MnO2催化降解低浓度甲苯的研究[D]. 王婷.浙江大学 2017
[4]复合介质阻挡放电等离子体降解室内苯的研究[D]. 回春雪.大连理工大学 2014
[5]不同位形介质阻挡放电中微放电通道研究[D]. 杨丽.河北大学 2009
[6]介质阻挡放电中微放电通道等离子体参量研究[D]. 李永辉.河北大学 2007
[7]煤燃烧过程中有机污染物的赋存及排放特性的研究[D]. 范志威.浙江大学 2005
本文编号：2907070
【文章来源】：中国环境科学. 2020年09期 第3714-3720页 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
微放电等离子体催化反应系统
由图2可知,随着停留时间增加,反应器对甲苯的去除效率有了一定的提高,这说明提高反应器的停留时间也是一种提高处理效率的有效途径.而随着放电电压的增大,等离子体微放电填充床反应器对甲苯的去除效率逐渐升高.当放电电压从6.8k V升高到9.5k V的时候,一级反应器对甲苯的去除效率从21%升高达到了33%,二级反应器对甲苯的去除效率从23%升高达到了37%.因此,等离子体微放电反应器对甲苯的去除效率随着放电电压的升高而升高,在后续研究中,放电电压作为一个常数,确定为9.5k V.但是从能量利用率的角度来考虑,显然一级反应器比二级反应器的能量利用率更高,因此后续实验中,仍然使用一级反应器作为实验研究的反应器,这里的二级反应器仅仅作为调整停留时间的一种方法.2.2 催化剂的影响
如图3所示,最适合降解甲苯的催化剂是负载量为15%,物质的量比为0.25的Co/Mn催化剂,达到69%;其次为负载量为10%,物质的量比为1:1的Fe/Mn催化剂,达到67%;以及负载量为10%的Mn催化剂,达到62%.因此,后续的研究中,只有这3种催化剂被采用.另外,在实验过程中观察发现,降解效率差的催化剂的微放电效果并不好,放电光亮较为黯淡;而最适催化剂的等离子体微放电的放电光亮最为闪亮.因此可以推测,放电光亮与降解效率有正相关关系,筛选最适催化剂一定程度上相当于筛选放电效果最光亮的催化剂.对负载量为15%,物质的量比为0.25的Co/Mn催化剂,负载量为10%,物质的量比为1:1的Fe/Mn催化剂,以及负载量为10%的Mn催化剂进行SEM和XRD等表征.
【参考文献】：
期刊论文
[1]流向变换等离子体催化系统去除甲苯[J]. 梁文俊,孙慧频,朱玉雪,李坚. 中国环境科学. 2019(12)
[2]试论挥发性有机废气治理中的光催化氧化法处理技术[J]. 段丰. 中国资源综合利用. 2019(08)
[3]燃煤有机污染物生成排放特性与采样方法研究进展[J]. 徐静颖,卓建坤,姚强. 化工学报. 2019(08)
[4]等离子体净化苯系物[J]. 杜长明,黄娅妮,巩向杰. 中国环境科学. 2018(03)
[5]臭氧技术在有机废气治理中的应用[J]. 蔡炳良. 中国环保产业. 2017(12)
[6]采用辉光放电等离子体的烟气处理技术研究[J]. 刘文正,赵帅,柴茂林,牛江奇,赵强,李静波. 中国环境科学. 2017(08)
[7]含苯系物废气处理技术研究进展[J]. 闫柯乐,张红星,邹兵,姜素霞,姜鸣. 合成材料老化与应用. 2016(01)
[8]微放电及其应用[J]. 欧阳吉庭,张宇,秦宇. 高电压技术. 2016(03)
[9]等离子体联合纳米技术降解甲苯废气的研究[J]. 竹涛,梁文俊,李坚,金毓峑. 中国环境科学. 2008(08)
[10]非热平衡等离子体过程萘的降解[J]. 高翔,吴祖良,李济吾,骆仲泱,岑可法. 中国环境科学. 2007(05)
硕士论文
[1]低温等离子体协同光催化处理二甲苯的实验研究[D]. 王光军.浙江师范大学 2018
[2]介质阻挡放电协同Mn催化剂降解二甲苯研究[D]. 朱周彬.浙江工商大学 2018
[3]表面介质阻挡放电低温等离子体协同α-MnO2催化降解低浓度甲苯的研究[D]. 王婷.浙江大学 2017
[4]复合介质阻挡放电等离子体降解室内苯的研究[D]. 回春雪.大连理工大学 2014
[5]不同位形介质阻挡放电中微放电通道研究[D]. 杨丽.河北大学 2009
[6]介质阻挡放电中微放电通道等离子体参量研究[D]. 李永辉.河北大学 2007
[7]煤燃烧过程中有机污染物的赋存及排放特性的研究[D]. 范志威.浙江大学 2005
本文编号：2907070
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/2907070.html
