低溫等離子體凈化有機廢氣技術(shù)

第1章?lián)]發(fā)性有機物與有機廢氣1
1.1揮發(fā)性有機物1
1.1.1揮發(fā)性有機物定義1
1.1.2揮發(fā)性有機物來源4
1.1.3揮發(fā)性有機物危害5
1.2我國揮發(fā)性有機物的污染狀況及法規(guī)6
1.3揮發(fā)性有機物源強核算7
1.3.1揮發(fā)性有機物產(chǎn)生源強的核算方法7
1.3.2揮發(fā)性有機物排放源強的核算方法8
1.4有機廢氣治理技術(shù)8
1.4.1冷凝法8
1.4.2膜分離法9
1.4.3吸收法9
1.4.4吸附法9
1.4.5熱氧化法9
1.4.6催化氧化法9
1.4.7生物過濾法10
1.4.8光催化法10
1.4.9低溫等離子體法10
參考文獻11

第2章等離子體與等離子體凈化有機廢氣12
2.1等離子體12
2.1.1等離子體定義與特征12
2.1.2等離子體分類12
2.1.3低溫等離子體應用14
2.2低溫等離子體凈化有機廢氣14
參考文獻15

第3章電子束凈化器17
3.1電子束原理17
3.2電子束反應器類型18
3.2.1電子束反應器19
3.2.2電子束協(xié)同催化反應器20
3.3電子束凈化有機廢氣影響參數(shù)23
3.3.1初始濃度23
3.3.2濕度23
3.3.3背景氣體23
3.3.4輻照劑量24
3.4電子束處理VOCs機理24
3.5工業(yè)應用實例25
3.6展望26
參考文獻27

第4章輝光放電等離子體凈化器30
4.1輝光放電原理30
4.2輝光放電反應器類型32
4.2.1針板型放電32
4.2.2微空心陰極管放電33
4.2.3毛細管輝光放電35
4.3輝光放電凈化有機廢氣影響參數(shù)38
4.3.1進氣流速和停留時間38
4.3.2初始濃度38
4.3.3針數(shù)的影響39
4.3.4能量密度39
4.4輝光放電處理VOCs機理40
4.5輝光等離子體處理系統(tǒng)的比較分析41
參考文獻42

第5章介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化器45
5.1介質(zhì)阻擋放電的發(fā)展歷程45
5.2介質(zhì)阻擋放電原理46
5.3介質(zhì)阻擋放電反應器47
5.3.1線筒型47
5.3.2筒筒型49
5.3.3板板型50
5.3.4催化劑填充型51
5.3.5吸附劑填充型54
5.3.6多級串聯(lián)型56
5.3.7多級并聯(lián)型58
5.4技術(shù)影響參數(shù)58
5.4.1氣體流速58
5.4.2VOCs初始濃度58
5.4.3水汽濕度59
5.4.4背景氣體成分60
5.4.5反應器結(jié)構(gòu)60
5.4.6供給電壓和頻率61
5.4.7電極尺寸和材料61
5.4.8介質(zhì)性質(zhì)62
5.4.9溫度62
5.4.10催化劑種類63
5.4.11催化劑位置64
5.4.12UV光源64
5.4.13能量密度65
5.4.14VOCs混合物65
5.5降解產(chǎn)物69
5.5.1氣態(tài)產(chǎn)物分析69
5.5.2液態(tài)和固態(tài)產(chǎn)物分析71
5.5.3能耗和能效72
5.6VOCs降解機理73
5.6.1活性粒子生成73
5.6.2VOCs的分解機理74
5.7工程案例78
5.7.1瀝青煙氣凈化78
5.7.2H2S和CS2凈化79
5.8結(jié)論和展望81
參考文獻81

第6章電暈放電等離子體凈化器90
6.1電暈放電原理91
6.2電暈放電等離子體反應器類型92
6.2.1正電暈和反電暈92
6.2.2脈沖電暈93
6.2.3線板電極96
6.2.4線筒電極97
6.2.5針板電極99
6.2.6線圈式電極100
6.2.7噴嘴式電極100
6.2.8刀板電極101
6.2.9串并聯(lián)多極系統(tǒng)102
6.3技術(shù)影響參數(shù)104
6.3.1反應器結(jié)構(gòu)104
6.3.2電極形狀與材料104
6.3.3串并聯(lián)級數(shù)105
6.3.4峰值電壓106
6.3.5水汽濕度106
6.3.6背景氣體氧氣濃度107
6.3.7填充介質(zhì)107
6.3.8反應器溫度108
6.4降解結(jié)果分析108
6.4.1氣態(tài)產(chǎn)物分析108
6.4.2液態(tài)或固態(tài)產(chǎn)物副產(chǎn)物分析110
6.5能耗與能效分析111
6.6技術(shù)與經(jīng)濟結(jié)果分析112
6.7電暈放電放電降解VOCs機理112
6.8工業(yè)應用案例116
6.8.1煙氣凈化116
6.8.2造紙廢氣處理117
6.8.3垃圾焚燒尾氣凈化118
6.9電暈放電等離子體凈化器對比與展望118
參考文獻121

第7章滑動弧放電等離子體凈化器127
7.1滑動弧放電原理127
7.2滑動弧放電等離子體反應器129
7.2.1刀形電極129
7.2.2多電極132
7.2.3旋轉(zhuǎn)電弧放電135
7.2.4龍旋風電弧放電138
7.2.5縮放電極電弧放電140
7.2.6滑動弧放電聯(lián)合其他技術(shù)140
7.3技術(shù)參量143
7.3.1氣體流速143
7.3.2VOCs初始濃度144
7.3.3水汽濕度144
7.3.4背景氣體成分145
7.3.5反應器結(jié)構(gòu)146
7.3.6供給電壓和頻率147
7.3.7電極尺寸和材料148
7.4降解產(chǎn)物148
7.4.1氣態(tài)產(chǎn)物分析148
7.4.2液態(tài)和固態(tài)產(chǎn)物分析150
7.5能耗和能效分析152
7.6滑動弧放電等離子體降解VOCs機理153
7.7工程案例157
7.8比較和展望159
參考文獻162

第8章射頻放電等離子體凈化器167
8.1射頻放電原理167
8.2射頻放電等離子體反應器169
8.2.1電感耦合等離子體反應器（ICP）169
8.2.2電容耦合等離子體反應器（CCP）171
8.3技術(shù)影響參數(shù)與降解結(jié)果173
8.3.1操作壓力173
8.3.2輸入功率174
8.3.3輔助氣體175
8.3.4電極材料和結(jié)構(gòu)175
8.3.5氣態(tài)產(chǎn)物結(jié)果分析176
8.3.6固態(tài)產(chǎn)物分析177
8.4射頻放電降解VOCs機理177
8.5展望178
參考文獻178

第9章微波等離子體凈化器181
9.1微波放電原理181
9.2微波放電等離子體反應器類型182
9.2.1常規(guī)微波等離子體炬射流182
9.2.2階梯型諧振腔微波等離子體射流184
9.2.3微波等離子體燃燒器186
9.2.4改進的低壓微波等離子體反應器186
9.2.5雙焦等離子體源微波反應器187
9.3技術(shù)影響參數(shù)188
9.3.1微波功率188
9.3.2背景氣體189
9.3.3初始濃度189
9.3.4噴嘴內(nèi)徑與氣體流速190
9.3.5水蒸氣的含量190
9.3.6處理溫度190
9.4產(chǎn)物分析191
9.4.1氣態(tài)產(chǎn)物191
9.4.2固態(tài)產(chǎn)物191
9.5微波放電降解VOCs機理192
9.6不同微波等離子體放電處理效果評價193
參考文獻194

第10章等離子體協(xié)同光催化技術(shù)197
10.1等離子體-紫外光催化技術(shù)機理197
10.2等離子體-紫外光催化反應器198
10.3工藝影響參數(shù)199
10.3.1入口濃度199
10.3.2濕度200
10.3.3輸入功率200
10.3.4處理順序200
10.4工程案例201
10.5總結(jié)與展望202
參考文獻203

第11章吸附與等離子體組合凈化技術(shù)204
11.1吸附與等離子體組合關(guān)鍵技術(shù)204
11.1.1吸附-分離濃縮-等離子體分解204
11.1.2吸附富集-等離子體原位分解再生205
11.2吸附與等離子體耦合機制209
11.3凈化效果影響因素分析210
11.3.1吸附劑210
11.3.2解吸氣體210
11.3.3放電功率211
11.3.4放電處理時間211
11.3.5污染物種類和濃度211
11.4工程實例212
11.4.1吸附-分離濃縮-等離子體分解系統(tǒng)的應用212
11.4.2吸附富集-等離子體原位分解再生系統(tǒng)的應用212
11.5結(jié)論與展望213
參考文獻213

第12章等離子體與生物過濾組合處理技術(shù)215
12.1等離子體與生物過濾耦合機理215
12.2等離子體與生物過濾組合反應器結(jié)構(gòu)216
12.2.1塔式等離子體-生物過濾組合系統(tǒng)217
12.2.2濾池式等離子體-生物過濾組合系統(tǒng)218
12.3工藝影響參數(shù)219
12.3.1污染物濃度219
12.3.2運行和停留時間219
12.4結(jié)論和展望220
參考文獻220

第13章等離子體分解烷類氣體222
13.1含烷類氣體的危害222
13.2等離子體處理含烷類氣體系統(tǒng)222
13.2.1電暈放電222
13.2.2介質(zhì)阻擋放電223
13.2.3滑動弧放電223
13.2.4射頻放電224
13.3技術(shù)影響參數(shù)225
13.3.1初始濃度225
13.3.2氣體流量225
13.3.3催化劑225
13.3.4溫度226
13.3.5比能耗226
13.3.6放電功率227
13.3.7烴類化學結(jié)構(gòu)227
13.3.8空氣濕度227
13.3.9氧氣濃度227
13.3.10載氣228
13.4降解產(chǎn)物與降解機理228
13.5展望229
參考文獻229

第14章等離子體凈化醛類氣體231
14.1含醛廢氣的來源與處理231
14.2等離子體處理含醛氣體系統(tǒng)231
14.2.1電暈放電231
14.2.2介質(zhì)阻擋放電232
14.2.3高頻電容耦合放電232
14.3凈化技術(shù)影響參數(shù)232
14.3.1反應器結(jié)構(gòu)232
14.3.2電壓233
14.3.3VOCs初始濃度234
14.3.4背景氣體成分234
14.3.5VOCs化學結(jié)構(gòu)235
14.3.6催化劑236
14.3.7氣體流速237
14.3.8溫度237
14.3.9輸入能量238
14.4降解產(chǎn)物與降解機理239
14.5展望242
參考文獻243

第15章等離子體凈化苯系物245
15.1苯系物揮發(fā)性有機物的來源與處理245
15.1.1來源245
15.1.2危害245
15.1.3處理技術(shù)246
15.2等離子體處理苯系物系統(tǒng)247
15.2.1電暈放電247
15.2.2介質(zhì)阻擋放電248
15.2.3滑動弧放電249
15.2.4射頻放電249
15.2.5輝光放電249
15.2.6表面放電250
15.3凈化技術(shù)影響參數(shù)250
15.3.1施加電壓與電場強度250
15.3.2輸入電流251
15.3.3頻率252
15.3.4輸入能耗252
15.3.5反應器類型253
15.3.6反應器尺寸與材料254
15.3.7電極形狀255
15.3.8電極材料255
15.3.9載氣256
15.3.10氣體停留時間和氣體流速256
15.3.11苯系物種類257
15.3.12單獨VOCs與混合VOCs258
15.3.13初始濃度258
15.3.14濕度259
15.3.15催化劑260
15.3.16各反應條件影響程度比較264
15.4降解過程產(chǎn)物與降解機理264
15.4.1苯降解機理264
15.4.2甲苯降解機理266
15.4.3對二甲苯降解機理271
15.4.4鄰二甲苯降解機理272
15.4.5苯乙烯降解機理272
15.5風險評價274
15.5.1苯降解副產(chǎn)物274
15.5.2苯乙烯和鄰二甲苯降解副產(chǎn)物275
15.6應用測試275
參考文獻276

第16章等離子體凈化醇類氣體284
16.1醇類氣體的特征與凈化284
16.1.1來源與特征284
16.1.2凈化技術(shù)284
16.2等離子體處理含醇氣體系統(tǒng)285
16.2.1電暈放電285
16.2.2介質(zhì)阻擋放電286
16.2.3微波放電287
16.2.4射頻放電287
16.3降解產(chǎn)物與降解機理287
16.4凈化技術(shù)影響參數(shù)289
16.4.1初始濃度289
16.4.2溫度289
16.4.3含水量289
16.4.4連續(xù)吸附/再生和連續(xù)處理290
16.4.5輸入功率290
16.4.6催化劑291
16.4.7氣體流速291
16.4.8載氣成分292
16.4.9放電電壓292
16.4.10放電頻率292
16.4.11背景氣體292
16.5展望292
參考文獻293

第17章等離子體凈化酮類氣體295
17.1含酮氣的來源與處理295
17.2等離子體處理含酮氣體系統(tǒng)295
17.2.1電暈放電295
17.2.2介質(zhì)阻擋放電296
17.2.3高壓輝光放電296
17.3凈化技術(shù)影響參數(shù)296
17.3.1反應器結(jié)構(gòu)296
17.3.2電流298
17.3.3濕度298
17.3.4背景氣體成分299
17.3.5輸入功率299
17.3.6能量密度300
17.3.7催化劑301
17.4降解產(chǎn)物與降解機理302
17.5展望305
參考文獻306

第18章等離子體凈化含氟烴類化合物308
18.1含氟揮發(fā)性有機物的來源與處理308
18.2等離子體處理含氟揮發(fā)性有機物系統(tǒng)308
18.2.1介質(zhì)阻擋放電308
18.2.2滑動弧放電309
18.2.3電暈放電309
18.2.4微波放電309
18.2.5輝光放電309
18.3凈化技術(shù)影響參數(shù)310
18.3.1施加電壓310
18.3.2輸入能量311
18.3.3反應器結(jié)構(gòu)311
18.3.4背景氣體312
18.3.5氣體流速312
18.3.6初始濃度313
18.3.7停留時間313
18.3.8催化劑314
18.3.9濕度314
18.3.10溫度314
18.4降解過程產(chǎn)物與降解機理315
18.4.1C2F6的分解機理315
18.4.2CCl2-CClF2的分解機理315
18.4.3CF4的分解機理316
18.4.4C2H2F4的分解機理317
18.4.5SO2F2的分解機理319
18.4.6CF2Br2的分解機理319
18.4.7NF3的分解機理320
18.4.8SF6的分解機理322
18.5展望322
參考文獻323

第19章等離子體凈化含氯烴類化合物325
19.1含氯揮發(fā)性有機物的來源與處理325
19.2等離子體處理含氯揮發(fā)性有機物系統(tǒng)325
19.2.1電暈放電325
19.2.2介質(zhì)阻擋放電326
19.2.3滑動弧放電326
19.2.4微波放電326
19.2.5輝光放電326
19.3凈化技術(shù)影響參數(shù)327
19.3.1背景氣體327
19.3.2溫度327
19.3.3初始濃度327
19.3.4含水量328
19.3.5放電功率328
19.3.6氣體流速329
19.3.7催化劑330
19.3.8能量密度330
19.3.9處理時間331
19.3.10施加電壓332
19.3.11脈沖與頻率332
19.3.12污染物種類333
19.3.13氣體檢測器管子長度333
19.4降解機理分析333
19.4.1C2HCl3分解機理333
19.4.2CH2Cl2分解機理335
19.4.3C2H3Cl3分解機理335
19.4.4CCl4和CHCl3分解335
19.5副產(chǎn)物風險評價337
參考文獻337

第20章等離子體凈化含氮惡臭氣體341
20.1含氮類惡臭氣的來源與特征341
20.2含氮類惡臭氣的處理技術(shù)341
20.3等離子體處理含氮惡臭氣體系統(tǒng)342
20.3.1電暈放電342
20.3.2介質(zhì)阻擋放電342
20.3.3滑動弧放電343
20.3.4微等離子體343
20.4凈化技術(shù)影響參數(shù)343
20.4.1反應器結(jié)構(gòu)343
20.4.2電壓345
20.4.3背景氣體成分345
20.4.4氣體流速346
20.4.5VOCs初始濃度346
20.4.6溫度347
20.4.7濕度348
20.4.8催化劑349
20.5降解產(chǎn)物與降解機理350
20.6展望353
參考文獻353

第21章等離子體凈化含硫惡臭氣體355
21.1含硫類惡臭氣的來源與特征355
21.2含硫類惡臭氣的處理技術(shù)355
21.3等離子體處理含硫惡臭氣體系統(tǒng)356
21.3.1電暈放電356
21.3.2介質(zhì)阻擋放電356
21.3.3滑動弧放電357
21.3.4射頻放電358
21.4凈化技術(shù)影響參數(shù)358
21.4.1反應器結(jié)構(gòu)358
21.4.2電壓359
21.4.3電源頻率360
21.4.4氣體流速361
21.4.5背景氣體成分361
21.4.6VOCs初始濃度362
21.4.7濕度363
21.4.8溫度363
21.4.9催化劑364
21.5降解產(chǎn)物與降解機理365
21.5.1硫化氫365
21.5.2硫醇類366
21.5.3二硫化碳368
21.5.4二甲基硫368
21.6工程案例369
21.7展望369
參考文獻370