低温等离子技术处理有机废气的研究【开题报告】.doc

1、毕业论文开题报告 环境科学 低温等离子技术处理有机废气的研究 一、选题的背景和意义 VOCs 恶臭污染物质是以类具有异味且具有挥发性的有机气态污染物质，对 VOCs排放控制已成为一个重要议题，因为它们不仅对人类健康而且对环境有害。许多 VOCs被证实具有致癌性和诱突变性。另外， VOCs 一旦被排入大气会成为光化学烟雾二次气溶胶和臭氧的基础物。 等离子体法处理 VOCs 是近年来出现且发展迅速的技术，它具有高效率、低能耗、使用范围广、处理量大、操作简单的优点，特别是等离子体与其他技术协同作用，更是对处理挥发性有机废气具有 深刻和深刻的意义。 因此，研究等离子体技术处理 VOCs 具有非常重要的

2、意义。 在处理挥发性有机废气方面，国内外有多种技术，传统的方法有：燃烧法、吸附法、冷凝法、催化降解法和生物法等。这些技术有其被使用的理由，但也有不少缺点。燃烧法适用于低浓度有机废气；吸附法适用于低浓度高通量有机废气，且对吸附剂的要求极其严格；冷凝法适用于高浓度有机废气，而且对温度和压力有特殊要求，所以一般都与其他技术相结合使用；光分解气态有机物主要有两种形式：一种是在波长合适的条件下，光照有机物使之分解；另一种是在催化剂存在下，使有机物分解 ；生物法处理有机废气包括生物洗涤剂法、生物滤池法和生物滴滤塔法三类。 近几年以来，一种新技术出现了，等离子体法。等离子体法与上述几种传统的有机废气处理方法

3、相比，具有许多不可比拟的优点。 等离子体是不同于固、液、气等状态的物质存在的第四种状态，由大量正负带电粒子和中性粒子组成并表现出集体行为的一种准中性气体。等离子体技术有很多优点，高效率、低能耗、使用范围广、处理量大、操作简单。 20 世纪 80 年代以来利用低温等离子体治理环境污染成为国内外研究热点之一，但是单纯的等离子体处理技术存在许多缺点，例如会产生一氧化碳、 臭氧、气溶胶颗粒等副产物，废气分解不完全，而且去除效率低，能耗大，不适合工业应用 2。所以现在被现实应用的等离子体技术大部分是与其他技术相结合。 二、研究目标与主要内容 （含论文提纲） 1 (1)通过调研，了解挥发性有机废气的成因、

4、主要成份、危害以及现有的挥发性有机废气的净化技术，分析目前挥发性有机废气治理方面存在的各种难题，并比较各种净化技术的优劣。 (2)了解低温等离子体法去除挥发性有机废气的具体过程，与传统处理方法比较优劣。 (3)研究实验过程中影响挥发性有机废气去除效率，了解等离子体法在什么条件与因素下 去除效率最佳。 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 3.1.装置流程 图 3.1 为实验流程，主要包括三个部分：模拟二甲苯废气发生装置结合介质阻挡放电反应器和高压脉冲电源。作为背景气的空气从空气钢瓶中流出后分为两股，其中较小的一股流过二甲苯发生器带出一定量的二甲苯，再流入缓冲罐与主流气体混合均匀

5、得到所需浓度的二甲苯模拟废气。二甲苯浓度的调节可以通过两个流量计来实现。反应器的进出口处设置采样口。 图 3.1 3.2.高压脉冲电源 实验采用 BPFN 型窄脉冲高压电源，如图 3.4 所示。基本原理是： 交流供电 1 给直流高压电源 2，经滤波电容 3、电感 4、硅堆 5，为 Blumlein 脉冲形成网络（ BPFN） 8谐振充电；通过闸流管 7 在脉冲变压器 10（设计变比为 1:5）的初级线圈形成脉冲高压，在次级线圈形成更高的脉冲高压，直接加到反应器 11 上。其主要性能参数： 脉冲宽度2 500ns 左右、脉冲上升前沿 250 ns、重复频率 9 300 pps（ pulse /

6、s）、电压峰值 0100 kV。 1 2 0 m m1 0 0 m m5 m m6 5 m m4 5 m m6 0 m m有 机 玻 璃 铝 板陶 瓷绝 缘 子镍 铬 合 金 丝图 3.2 高压脉冲电源 四、参考文献 1黄海保，叶代启 .有机废气的等离子体协同光催化净化技术 A.华南理工大学学报 ，2007， 3（ 8）： 95-98. 2梁文俊，李坚，李依丽 .低温等离子体技术处理挥发性有机物的研究进展 J.电站系统工程， 2005， 21（ 3）： 7-9. 3樊奇，羌宁 .挥发性有机废气净化技术研究进展 J.四川环境， 2005， 24（ 4）： 40-44. 4竹涛，梁文俊 .等离子体

7、联合纳米技术降解甲苯废气的研究 J.中国环境科学， 2008，28（ 8）： 699-703. 5吴祖良，周永平，高翔 .放电等离子体处理 VOCs 研究 D.电站系统工程， 2003， 19（ 4）： 7-11. 6郭广永 .非平 衡等离子体处理气态污染物的研究进展 J.环境卫生工程， 2004， 12（ 1）：17-19. 3 7何艾华，马志斌，汪建华 .微波等离子体射流处理有机废气回收纳米碳粉 A.纳米科技，2008， 5（ 5）： 35-38. 8翁棣，李红 .脉冲电晕等离子体法降解 VOCs 的综合实验 B.实验室研究与探索， 2005，24（ 10）： 17-22. 9刘强，李杰，

8、吴彦，李锻 .介质阻挡放电和水吸收联合降解挥发性有机化合物 J.环境污染与防治， 2009， 31（ 2）： 30-33. 10苑宏英，郭静 .VOCs 恶臭污染物质 的污染状况和一般处理方法 A.四川环境， 2004，23（ 6）： 45-49. 11王海霞，仲伟华 .挥发性有机化合物处理技术 A.化学工程师， 2009， 6（ 1）： 45-53. 12侯建，刘先年，侯惠奇 .低温等离子体技术及其治理工业废气的应用 J.大气污染防治，2004， 18（ 4）： 151-153. 13K.P.Francke,H.Miessner,R.Rudolph.Cleaning of Air Strea

9、ms From Organic Pollutants by Plasma-catalytic OxidationJ.Plasma chemistry plasma processing,2000,20(3):393-402. 14Tarryn Blackbeard,Vladimir Demidyuk,Sarah.L.Hill.The Effect of Temperature on The Plasma-Catalytic Destruction of Propane and Propene:a Comparison With Thermal CatalysisJ. Plasma chemis

10、try plasma processing,2009,18(3):411-419. 15A.G.Bubnov,E.Yu.Burova,V.I.Grinevich.Plasma-catalytic Decomposition of Phenols in Atmospheric Pressure Dielectric Barrier DischargeA. Plasma chemistry plasma processing,2006,26(1):19-30. 16L.V.Popov.Establishing an Inverse Population on Mixing A Hot Plasma

11、 With a Cold GasJ. Plasma chemistry plasma processing,2003,19(4):112-123. 五、研究的整体方案与工作进度安排 （内容、步骤、时间） 1、 2010 年 12 月 2011 年 1 月 查阅文献、完成开题报告，文献综述和外文翻译。 2、 2011 年 1 月 2011 年 2 月 完成论文初稿撰写。 4、 2011 年 2 月 2011 年 5 月 对论文进行修正， 完成论文最后定稿。 六、研究的主要特点及创新点 一、提出等离子体技术与其他处理技术相结合处理原有机废气 4 二、拓展了等离子体技术的价值 三、课题提出 将等离子体处理技术应用于治理挥发性有机废气中，利用等离子体技术与其他传统技术的相结合，取长补短，互取各自的优点，以达到处理挥发性有机废气的目的，改善环境质量。通过研究等离子体法与其他方法的协同作用，可以得出该方法对哪种有机废气处理效果最佳。