大气压低温等离子体降解多环芳烃的实验研究

论文摘要

近年来环境污染问题日益严峻,多环芳烃类污染物由于其强毒性与致癌性,受到学者的广泛关注。本实验在大气压氮气和氧气混合气体条件下,使用双极性高压纳秒脉冲电源驱动产生了线管式填充床放电与非填充床放电,并利用这两种放电产生的等离子体对萘进行了降解,主要研究内容和实验结果如下:1.实验中对两种放电的电流和电压波形以及发射光谱进行了检测,发现在相同电压下填充床放电的电流要高于非填充床放电。在300-420 nm波段非填充床放电的发射光谱强度要高于填充床放电。2.在两种放电处理萘的实验中,随着脉冲重复频率或脉冲峰值电压的增加,输入到等离子体区域的能量增加。两种放电情况下,萘的降解效率都在增加,但能量产率在不断降低。相同实验条件下非填充床放电降解萘的效率高于填充床放电。在脉冲峰值电压28 kV脉冲重复频率120 Hz条件下,非填充床放电降解萘的效率达到了99.26%。3.通过调节氮气和氧气的比例探讨了氧气浓度对降解的影响。研究表明,当氧气浓度从0%增加到5%时,填充床放电和非填充床放电对萘的降解效率均显著提高;而当氧气浓度为5-20%时,降解效率的提高逐渐趋于平缓;而当氧气浓度大于20%时,降解效率随氧气浓度的增加基本保持不变。4.实验中通过改变气体流速（即停留时间）,测量了对萘降解的影响。结果表明,随着气体流速的增加（即停留时间的减小）,两种放电对萘的降解效率都在不断降低。在相同停留时间条件下,两种放电的降解效率差别不大。使用气相色谱质谱联用仪对两种放电降解萘的副产物进行了分析,发现填充床放电条件下,降解副产物更少,二次污染较小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景
•     1.1.1 多环芳烃的定义以及特性
•     1.1.2 多环芳烃的来源
•     1.1.3 多环芳烃在大气中的行为与危害
•     1.1.4 多环芳烃的污染现状
•     1.1.5 萘的概念与性质
•     1.1.6 传统多环芳烃控制技术
•   1.2 等离子体技术
•     1.2.1 等离子体概念
•     1.2.2 介质阻挡放电
•     1.2.3 填充床放电
•     1.2.4 纳秒脉冲放电
•     1.2.5 等离子体在环境治理方面的应用
•   1.3 本文内容安排
• 2 实验装置与实验方法
•   2.1 低温等离子体降解萘的实验装置图
•   2.2 萘的浓度测量方法
• 3 电学参数对填充床和非填充床降解萘的影响
•   3.1 放电电学特性和发射光谱
•   3.2 脉冲重复频率对降解萘的影响
•   3.3 脉冲峰值电压对降解萘的影响
•   3.4 本章小结
• 4 非电学参数对填充床和非填充床降解萘的影响
•   4.1 氧气浓度对降解萘的影响
•   4.2 气体流速对降解萘的影响
•   4.3 停留时间对降解萘的影响
•   4.4 管式炉温度对降解萘的影响
•   4.5 副产物分析
•   4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 徐涛

导师: 杨德正

关键词: 多环芳烃,污染物降解,填充床放电,纳秒脉冲放电,非平衡等离子体

来源: 大连理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,环境科学与资源利用

单位: 大连理工大学

分类号: X592;O53

DOI: 10.26991/d.cnki.gdllu.2019.000895

总页数: 45

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