1、 毕业论文开题报告 环境科学 木业行业喷漆废气等离子 +光催化治理技术工程示范 一、 选题的背景和意义 随着国民经济的发展日趋工业化 ,工业生产对环境的污染问题越来越引起世界各国政府的重视。喷漆作业是工业生产的一个重要环节 ,喷漆作业所产生的低浓度大风量的有机废气对环境的污染 ,也随着经济的发展而加剧。为了保护环境 ,减轻污染程度 ,各国政府分别制定了大量的法规规定工业生产过程中必须对其产生的污染物进行适当的处理 3。 而喷漆废气主要的废气产物是挥发性有机化合物， 它是大气污染的主要污染源，其通常是指沸点 50-260，室 温下饱和蒸气压超过 133.22Pa 的有机化合物，从环境监测角度来讲
2、，指以氢焰离子检测器测出的非甲烷烃类检出物的总称，包括烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类化合物 1。 VOCS 种类复杂，主要包括含氮有机物、卤代烃类等有机毒物 2。 VOCS的危害主要有以下几种： （ 1）长期存在于环境中会引起动植物中毒现象，甚至导致动植物死亡； （ 2）被人体吸收后，会严重损害人体的造血系统、呼吸系统、神经系统以及内脏器官，甚至导致死亡； （ 3）严重污染大气环境，引起光化学烟雾、臭氧空洞以及温室效应等环境问题。 因此 如何 找到一种即经济实惠，又行之有效的 废气 处理方法，是当前社会面临的一大问题。 然而，现有的废气处理方法尚不完善，特别是对喷漆废气的处理，低温等离子
3、体 与 紫外光催化氧化结合的技术被认为是一种很有前途的喷漆废气处理新技术。 二、研究目标与主要内容 本论文利用低温等离子体与紫外光氧化相结合的技术，对木业行业喷漆废气污染物进行了较为系统的研究并做出了工程示范。工程研究的主要内容包括喷漆废气在等离子体反应器阶段和添加紫外光氧化反应器后，以及分别开启某个阶段，对总 VOCS去除率以及二甲苯浓度的变化。期望通过本示范工程，为该技术 的工业化打下较为坚实的基础。 论文研究的主要内容： 一、喷漆废气在等离子体反应器阶段和添加紫外光氧化反应器后，以及分别开启某个阶段，对总 VOCS去除率以及臭氧和二甲苯浓度的变化。 二、低温等离子体技术与紫外光氧化法相结
4、合对喷漆废气的去除比其中任何一个单元单独使用的效果更好。 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 示范工程废气处理工艺 喷涂废气经干式去漆雾后，送入紫外光催化单元 1，进行预氧化处理。再送入等离子体反应器除去大部分的二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯。经等离子体处理后，废气 中剩余的少量二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯将再进入光催化单元 2 进行处理。最终废气通过复合吸附剂深度处理微量污染物和有害产物（臭氧等），然后经离心风机的 20m高排气筒高空排放。涂装室无废气产生时，离心风机牵引部分气体对复合吸附剂进行再生处理。 图 1 光电一体化技术治理喷漆有机废气工艺流程图
5、3.2 示范工程废气处理设备 喷气室废气总VOC600mg/m3 等离子体反应器 光催化反应器 离心风机 干式去漆雾室 复合吸附剂器 排气筒 高空排放 2500m3/h 1 号取样口 2 号取样口 光催化反应器 图 2 光电一体化技术治理喷漆有机废气设备图 3.3 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
6、11上。其主要性能参数： 脉冲宽度 500ns左右、脉冲上升前沿 250 ns、重复频率 9 300 pps（ pulse / s）、电压峰值 0 100 kV。 图 3 高压脉冲电源 1. 三相交流输入 (0380 V) 2. 直流高压电源 3. 储能滤波电容 4. 电感 5. 硅堆 6. 电阻 7. 闸流管8. Blumlein 脉冲形成网络 9. 接地端 10. 脉冲变压器 11. 等离子体反应器 12. 电压取样点 13. 电流取样点 3.4 工程监测方法 挥发性有机气体 VOC 浓度的测定采用 ppbRAE3000 手持式挥发性有机化合物 (VOC)气体检测仪。二甲苯浓度的测定采用二
7、甲苯快速检测管。臭氧浓度的测定采用臭氧快速检测管。 3.5 工程监测步骤 1.打开电源，启动装置，并检查装置流程以及气体线路的气密性。 2.待气体浓度稳定后，关闭光催化反应器，不添加吸附剂，在 1、 2号取样口（图 1）取样，进行测定分析，同时记录进出口的温度，计算去除率。 3.保持气流量、进口浓度一定，开启光催化反应器，但不添加吸附剂，在 1、 2号取样口（图 1）取样，进行测定分析，同时记录进出口的温度，计算去除率。 4.保持气流量、进口浓度一定，并开启全部装置，添加吸附剂，在 1、 2号取样口（图1）取样，进行测定分析，同时记录进出口的温度，计算去除率。 5.实验结束，将充电电压调至零，
8、关闭 电源。 四、参考文献 1 卫嵩 . 涂装废气治理措施探讨 J. 污染防治技术 . 2008， 21(4)： 54-56. 2 廖青，海涛 .喷漆废气净化处理新工艺 J.电机电器技术， 1998， 10(2)： 34-35. 3 陈泽枝 . 喷漆废气中漆雾处理及有机废气净化 J. 福建环境， 2005， 5(17)： 14-16. 4 韩忠峰 . 喷涂废气的全过程控制 J.现代涂料与涂装 ， 2007， 10(1)： 14-17. 5 吕唤春，潘洪明，陈英旭 .低浓度挥发性有机废气的处理进展 J.化工环保 ， 2001， 21(6)： 324-327. 6 吴佩 . 涂装作业废气的治理 J
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13、体技术治理空气污染研究进展 J.环境科学和管理，2006， 31(5)： 33-37. 五、研究的整体方案与工作进度安排 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 工程前期准备， 完成论文初稿撰写 ； 3、 2011 年 2 月 2011 年 3 月 工程研究，并 对论文进行修正 ； 4、 2011 年 3 月 2011 年 4 月 论文定稿。 六、研究的主要特点及创新点 1.低温等离子体技术对大气量、低浓度的污染气体有较高的处理效率，是性价比非常高的有效处理技术。该方法具有效率高、成本低、设备适应性强、占地面积小、便于操作、开停方便，与喷漆工艺同步，可根据污染物排放强度进行升级等优点。 二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯中较弱的化学键将在等离子体中的高能电子和强氧化性自由基的作用下断裂，从而达到去除的效果。 2.紫外光氧化法是指光触媒在紫外光的照射下能产生羟基自由基、超氧自由基等活性粒子，活性粒子氧化分解污染气体，从而达到去除效果。 3.低温等离子体技术与紫外光氧化法相结合具有良好的去除作用，经复合吸附剂处理后的废气最终通过高空达标排放。
