脉冲放电等离子体治理有机废气放大试验研究
发布时间：2023-02-26 18:25
有机废气的污染日益受到重视，现有的控制技术尚不完善。脉冲放电等离子体法被认为是一种很有前途的治理有害废气的新技术。浙江大学从1993年起在国内率先开展了脉冲放电等离子体治理有机废气的研究，已做了较详细的实验工作：考察了影响去除率的主要因素、与催化剂相结合的协同效应、脉冲电源与交流电源的比较、反应器的评价等，表明该技术能有效的治理低浓度有机废气，同时具有工艺流程短、运行效率高、能耗低、适用范围广等优点，为该技术的进一步放大试验研究奠定了基础。 基于上述小试成果，本文主要对有机废气中的代表性污染物模拟甲苯废气，在线板式反应器内进行了系统的放大试验研究，同时将该技术应用于实用目标炼油厂模拟恶臭废气(工业上排放的恶臭废气主要是含硫含氮的挥发性有机废气)的治理。试验采用了基于晶闸管开关、Blumlein脉冲形成网络和脉冲变压器技术的高压脉冲电源，其最大输出功率1kW，最大脉冲电压峰值100kV。放大试验规模4～16m3·h-1。希望通过放大试验研究，解决这一过程技术不同尺度的量化设计和放大问题。 本文的主要内容及取得的成果和结论如下： ...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 课题背景
参考文献
第二章 文献综述
2.1 有机废气治理的技术现状
2.1.1 热力焚烧
2.1.2 催化燃烧
2.1.3 冷凝法
2.1.4 吸收法
2.1.5 吸附法
2.1.6 复合治理技术
2.1.7 新技术开发
2.2 非平衡等离子体治理有机废气的研究概况
2.2.1 非平衡等离子体技术概述
2.2.2 电子束照射法
2.2.3 介质阻挡放电
2.2.4 电晕放电
2.2.5 等离子体-催化
2.2.6 等离子体-吸附(吸收)
2.2.7 非平衡等离子体方法的比较
2.3 非平衡等离子体的反应过程
2.3.1 非平衡等离子体的主要基元反应
2.3.2 非平衡等离子体对有机废气的降解机理
2.4 电晕流注动力学研究概述
2.4.1 电晕流注理论
2.4.2 电晕流注模型概述及其数值解
2.5 高压脉冲电源
2.6 本课题组的研究工作总结及本文研究内容
2.6.1 脉冲电源及反应器
2.6.2 去除率及其主要影响因素
2.6.3 与催化剂相结合的协同效应
2.6.4 电源比较及反应器评价
2.6.5 初步理论探讨
2.6.6 本文研究内容
参考文献
第三章 实验装置及实验方法
3.1 实验装置流程及实验步骤
3.1.1 装置流程
3.1.2 实验步骤
3.2 高压脉冲电源
3.3 配气系统
3.3.1 模拟甲苯废气的配制方法
3.3.2 模拟硫化氢废气的配制方法
3.3.3 模拟乙硫醇废气的配制方法
3.3.4 模拟氨废气的配制方法
3.3.5 模拟三甲胺废气的配制方法
3.4 等离子体反应器
3.5 浓度分析及标气实验
3.5.1 模拟废气及其反应产物的分析
3.5.2 检气管分析过程
3.5.3 GC7890Ⅱ色谱分析仪操作参数
3.5.4 气相色谱标定
参考文献
第四章 脉冲放电等离子体治理模拟甲苯有机废气的放大试验
4.1 概述
4.2 结果与讨论
4.2.1 电参数对甲苯去除率影响
4.2.2 工艺参数对甲苯去除效率影响
4.2.3 等离子体反应器能耗评价
4.2.4 产物及降解机理分析
4.3 本章小结
参考文献:
第五章 不同电极结构等离子体反应器的放大试验
5.1 概述
5.2 不同电极结构的等离子体反应器
5.3 结果与讨论
5.3.1 三种反应器的甲苯去除率
5.3.2 三种反应器的甲苯能量利用率
5.3.3 三种反应器出口废气的臭氧含量
5.3.4 阻挡对反应器的电参数影响
5.3.5 放电等离子体下的催化作用机理分析
5.4 本章小结
参考文献:
第六章 脉冲放电等离子体治理模拟炼油厂恶臭废气
6.1 概述
6.2 炼油厂恶臭调查与评价
6.2.1 强度及其判断标准
6.2.2 调查与评价
6.3 试验结果与讨论
6.3.1 电参数的影响
6.3.2 工艺参数的影响
6.3.3 产物的初步分析
6.3.4 恶臭物脱除能耗
6.4 本章小结
参考文献
第七章 “千瓦级晶闸管-Blumlein型”高压脉冲电源
7.1 高压脉冲电源概述
7.2 千瓦级晶闸管-Blumlein型高压脉冲电源的设计及调试
7.2.1 Blumlein脉冲形成网络及形成脉冲的原理
7.2.2 电源设计参数
7.2.3 电源调试
7.3 与传统的旋转火花隙型高压脉冲电源输出特性对比
7.3.1 旋转火花隙型高压脉冲电源原理
7.3.2 输出特性对比
7.3.3 注入反应器的能量效率
7.4 本章小结
参考文献
第八章 等离子体反应器的改进及其与脉冲电源的匹配
8.1 概述
8.2 结果与讨论
8.2.1 不同电晕线间距静电场特性及甲苯废气脱除效率
8.2.2 折流板的影响
8.2.3 反应器与脉冲电源的匹配
8.3 本章小结
参考文献
第九章 等离子体反应动力学模型
9.1 概述
9.2 反应器的物料衡算方程
9.3 等离子体反应动力学的简化模型
9.3.1 没有明显的自由基终止反应
9.3.2 以线性自由基终止反应为主
9.3.3 以非线性自由基终止反应为主
9.4 动力学模型在工业放大装置设计的应用
9.5 本章小结
参考文献
第十章 技术经济简析
10.1 概述
10.2 技术的有效性
10.3 技术经济性
10.3.1 投资费用
10.3.2 运行费用
10.4 气量1000m3.h-1恶臭废气处理装置的技术经济评估
10.4.1 电源功耗及耗资
10.4.2 反应器结构参数及耗资初算
10.4.3 与催化燃烧法的技术经济指标初步对比
10.5 本章小结
参考文献
第十一章 全文总结及进一步开展的工作
11.1 全文总结
11.2 存在问题及进一步开展的工作
11.3 本文的创新点
博士学位期间的论文与成果
致谢
附件1
附件2
本文编号：3750666
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 课题背景
参考文献
第二章 文献综述
2.1 有机废气治理的技术现状
2.1.1 热力焚烧
2.1.2 催化燃烧
2.1.3 冷凝法
2.1.4 吸收法
2.1.5 吸附法
2.1.6 复合治理技术
2.1.7 新技术开发
2.2 非平衡等离子体治理有机废气的研究概况
2.2.1 非平衡等离子体技术概述
2.2.2 电子束照射法
2.2.3 介质阻挡放电
2.2.4 电晕放电
2.2.5 等离子体-催化
2.2.6 等离子体-吸附(吸收)
2.2.7 非平衡等离子体方法的比较
2.3 非平衡等离子体的反应过程
2.3.1 非平衡等离子体的主要基元反应
2.3.2 非平衡等离子体对有机废气的降解机理
2.4 电晕流注动力学研究概述
2.4.1 电晕流注理论
2.4.2 电晕流注模型概述及其数值解
2.5 高压脉冲电源
2.6 本课题组的研究工作总结及本文研究内容
2.6.1 脉冲电源及反应器
2.6.2 去除率及其主要影响因素
2.6.3 与催化剂相结合的协同效应
2.6.4 电源比较及反应器评价
2.6.5 初步理论探讨
2.6.6 本文研究内容
参考文献
第三章 实验装置及实验方法
3.1 实验装置流程及实验步骤
3.1.1 装置流程
3.1.2 实验步骤
3.2 高压脉冲电源
3.3 配气系统
3.3.1 模拟甲苯废气的配制方法
3.3.2 模拟硫化氢废气的配制方法
3.3.3 模拟乙硫醇废气的配制方法
3.3.4 模拟氨废气的配制方法
3.3.5 模拟三甲胺废气的配制方法
3.4 等离子体反应器
3.5 浓度分析及标气实验
3.5.1 模拟废气及其反应产物的分析
3.5.2 检气管分析过程
3.5.3 GC7890Ⅱ色谱分析仪操作参数
3.5.4 气相色谱标定
参考文献
第四章 脉冲放电等离子体治理模拟甲苯有机废气的放大试验
4.1 概述
4.2 结果与讨论
4.2.1 电参数对甲苯去除率影响
4.2.2 工艺参数对甲苯去除效率影响
4.2.3 等离子体反应器能耗评价
4.2.4 产物及降解机理分析
4.3 本章小结
参考文献:
第五章 不同电极结构等离子体反应器的放大试验
5.1 概述
5.2 不同电极结构的等离子体反应器
5.3 结果与讨论
5.3.1 三种反应器的甲苯去除率
5.3.2 三种反应器的甲苯能量利用率
5.3.3 三种反应器出口废气的臭氧含量
5.3.4 阻挡对反应器的电参数影响
5.3.5 放电等离子体下的催化作用机理分析
5.4 本章小结
参考文献:
第六章 脉冲放电等离子体治理模拟炼油厂恶臭废气
6.1 概述
6.2 炼油厂恶臭调查与评价
6.2.1 强度及其判断标准
6.2.2 调查与评价
6.3 试验结果与讨论
6.3.1 电参数的影响
6.3.2 工艺参数的影响
6.3.3 产物的初步分析
6.3.4 恶臭物脱除能耗
6.4 本章小结
参考文献
第七章 “千瓦级晶闸管-Blumlein型”高压脉冲电源
7.1 高压脉冲电源概述
7.2 千瓦级晶闸管-Blumlein型高压脉冲电源的设计及调试
7.2.1 Blumlein脉冲形成网络及形成脉冲的原理
7.2.2 电源设计参数
7.2.3 电源调试
7.3 与传统的旋转火花隙型高压脉冲电源输出特性对比
7.3.1 旋转火花隙型高压脉冲电源原理
7.3.2 输出特性对比
7.3.3 注入反应器的能量效率
7.4 本章小结
参考文献
第八章 等离子体反应器的改进及其与脉冲电源的匹配
8.1 概述
8.2 结果与讨论
8.2.1 不同电晕线间距静电场特性及甲苯废气脱除效率
8.2.2 折流板的影响
8.2.3 反应器与脉冲电源的匹配
8.3 本章小结
参考文献
第九章 等离子体反应动力学模型
9.1 概述
9.2 反应器的物料衡算方程
9.3 等离子体反应动力学的简化模型
9.3.1 没有明显的自由基终止反应
9.3.2 以线性自由基终止反应为主
9.3.3 以非线性自由基终止反应为主
9.4 动力学模型在工业放大装置设计的应用
9.5 本章小结
参考文献
第十章 技术经济简析
10.1 概述
10.2 技术的有效性
10.3 技术经济性
10.3.1 投资费用
10.3.2 运行费用
10.4 气量1000m3.h-1恶臭废气处理装置的技术经济评估
10.4.1 电源功耗及耗资
10.4.2 反应器结构参数及耗资初算
10.4.3 与催化燃烧法的技术经济指标初步对比
10.5 本章小结
参考文献
第十一章 全文总结及进一步开展的工作
11.1 全文总结
11.2 存在问题及进一步开展的工作
11.3 本文的创新点
博士学位期间的论文与成果
致谢
附件1
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本文编号：3750666
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