揮發性有機污染物低溫等離子體協同處理技術

第1章 概述001
1.1揮發性有機污染物來源及危害 001
1.1.1VOCs的來源 002
1.1.2VOCs的危害 003
1.2揮發性有機污染物治理技術 004
1.2.1吸收法 005
1.2.2吸附法 005
1.2.3燃燒法 006
1.2.4冷凝法 007
1.2.5生物法 008
1.2.6膜分離法 008
1.2.7光催化氧化法 009
1.2.8低溫等離子體法 009
1.2.9揮發性有機物污染治理發展趨勢 011

第2章 等離子技術原理013
2.1等離子體定義 013
2.2等離子體的分類及發生裝置 014
2.3等離子體的基本參量及等離子體判據 017
2.3.1粒子密度和電離度 017
2.3.2電子溫度和粒子溫度 017
2.3.3德拜長度 018
2.3.4等離子體鞘層 018
2.3.5等離子體頻率 020
2.3.6沙哈方程 020
2.3.7等離子體的時空特徵限量 021
2.3.8等離子體判據 021
2.4輝光放電 021
2.4.1陰極區 022
2.4.2負輝區 023
2.4.3法拉第暗區 023
2.4.4正柱區 023
2.4.5陽極區 024
2.5電弧放電 024
2.5.1電弧放電的基本性質和特徵 024
2.5.2電弧的分類 025
2.5.3電弧的啟動 025
2.6火花放電 026
2.6.1火花放電的特徵 026
2.6.2火花放電的形式 027
2.6.3流注 027
2.7電暈放電 028
2.7.1電暈放電的定義 028
2.7.2電暈放電的特徵 028
2.7.3電暈放電的分類 029
2.8介質阻擋放電 029
2.8.1介質阻擋放電基本原理及應用 029
2.8.2介質阻擋放電特徵 035

第3章 低溫等離子體化學反應過程及技術原理043
3.1概述 043
3.2等離子體產生原理 044
3.2.1湯森放電 045
3.2.2帕邢定律 046
3.2.3氣體原子的激發轉移和消電離 046
3.3低溫等離子體化學反應過程 047
3.3.1碰撞參數 047
3.3.2等離子體中的基本粒子 048
3.3.3等離子體中的化學反應 050
3.3.4化學反應鏈 056
3.3.5電離過程分析——電子雪崩現象 057
3.4電源和反應器系統及優化 058
3.4.1電源和反應器 058
3.4.2脈衝電參數測量 058
3.4.3高壓窄脈衝電源及優化 061
3.4.4電源和反應器系統優化 061

第4章 直流電暈放電伏安特性065
4.1多針對板電暈放電伏安特性 066
4.1.1電暈放電伏安特性分析 066
4.1.2伏安關係式推導 067
4.1.3c值確定 069
4.2多電極管線電暈放電伏安特性 070
4.2.1實驗裝置的建立 071
4.2.2實驗結果與討論 073
4.3管線極電暈放電伏安特性 079
4.3.1實驗裝置 079
4.3.2實驗結果 079

第5章 流向變換等離子體用於揮發性有機物去除083
5.1流向變換-等離子體技術去除VOCs研究 083
5.1.1流向變換-等離子體反應系統熱量分佈研究 083
5.1.2流向變換-等離子體反應系統降解甲苯性能研究 088
5.1.3流向變換-等離子體-催化反應系統降解甲苯性能研究 098
5.2VOCs降解產物研究及降解途徑分析 103
5.2.1氣相副產物分析 103
5.2.2氣溶膠態副產物分析 106
5.2.3副產物臭氧分析 108
5.2.4等離子體系統光譜分析研究 112
5.2.5低溫等離子體系統VOCs降解途徑探討 119

第6章 低溫等離子體協同催化技術去除VOCs123
6.1低溫等離子體協同催化技術 123
6.1.1低溫等離子體和催化協同作用處理有機廢氣的原理 123
6.1.2低溫等離子體與催化劑結合方式 124
6.1.3催化劑 124
6.1.4等離子體與催化劑相互影響 125
6.1.5等離子體催化系統 125
6.2低溫等離子體協同催化技術去除VOCs研究現狀 126
6.2.1低溫等離子體協同無機化合物催化淨化技術 127
6.2.2低溫等離子體協同光催化淨化技術 127
6.2.3低溫等離子體聯合吸附淨化技術 128
6.2.4低溫等離子體協同催化降解VOCs影響因素 128
6.3產物分析 130

第7章 低溫等離子體協同吸附技術淨化VOCs135
7.1概述 135
7.1.1VOCs的吸附淨化過程 135
7.1.2等離子體與吸附協同淨化VOCs的機制 138
7.2常與低溫等離子體技術協同應用的吸附劑類型 139
7.2.1活性炭及改性活性炭吸附材料 139
7.2.2分子篩吸附材料 142
7.2.3碳納米管吸附材料 144
7.2.4多孔黏土異質結構材料 145
7.3低溫等離子體協同吸附淨化VOCs技術 147
7.3.1低溫等離子體協同活性炭吸附 147
7.3.2等離子體協同分子篩吸附 152
7.3.3等離子體協同γ-Al2O3吸附 153
7.3.4等離子體協同碳納米管吸附 154
7.3.5等離子體協同多孔黏土異質結構材料吸附 156
7.4等離子體-吸附協同淨化系統 157
7.4.1常見等離子體-吸附協同淨化VOCs的系統 157
7.4.2等離子體-吸附協同淨化VOCs系統的工藝分析 158
7.4.3低溫等離子體-吸附協同工藝淨化VOCs的影響因素 159
7.5低溫等離子體-吸附協同技術的優化 160
7.5.1等離子體旁路淨化型VOCs吸附脫除系統 160
7.5.2改良等離子體旁路淨化VOCs吸附脫除系統 162
7.5.3內置型吸附-催化-等離子體VOCs淨化系統 164
7.6等離子體協同吸附技術淨化VOCs應用實例 165
7.6.1印刷廠VOCs淨化應用實例 165
7.6.2瀝青攪拌站VOCs淨化應用實例 167

第8章 低溫等離子體協同吸收技術去除VOCs170
8.1低溫等離子體協同吸收技術概述 170
8.1.1VOCs的吸收淨化機制 170
8.1.2低溫等離子體-吸收協同去除VOCs的機制 173
8.2低溫等離子體-吸收協同淨化系統 173
8.2.1低溫等離子體-吸收一體式協同淨化系統 174
8.2.2低溫等離子體-吸收協同串聯式淨化系統 176
8.3低溫等離子體-吸收協同淨化VOCs技術 179
8.3.1一體化協同技術對VOCs的去除效果 179
8.3.2一體化協同技術淨化VOCs的能耗研究 183
8.3.3一體化協同技術淨化VOCs的尾氣分析 185

第9章 低溫等離子及生物技術協同去除VOCs188
9.1低溫等離子體協同生物技術 188
9.2生物技術去除VOCs研究現狀 189
9.2.1生物技術的基本原理 189
9.2.2生物技術的主要工藝 190
9.2.3生物法處理VOCs的研究現狀 192
9.3低溫等離子體協同生物技術去除VOCs研究現狀 202
9.3.1低溫等離子體協同生物滴濾技術的研究背景 202
9.3.2低溫等離子體協同生物滴濾技術的研究現狀 203

參考文獻212

梁文俊
 
北京工業大學，副教授，一直從事大氣污染理論和技術的研究，目前正在承擔國家863計畫課題、國家自然科學基金課題、北京市教委科研課題的研究工作。科研成果包括學術論文50餘篇，其中SCI、EI 20篇，授權專利10項，主編及參加著作6部。