双电极结构高频等离子体净化甲醛废气的实验研究

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国际癌症研究机构(IARC)已经于2004年将甲醛上升为第一类致癌物质。甲醛作为塑料工业生产中的主要原料而被广泛使用,而且随着室内装修材料的日益丰富,由甲醛气体引起的污染越来越受到人们的关注。世界卫生组织已经确定甲醛为致癌和致畸物质,是公认的变态反应源,也是潜在的强致突变物之一。   利用低温等离子体处理有机废气是当前的热点之一,当前利用电晕放电和介质阻挡放电来处理有机废气是研究的热点,国内还有不少利用催化剂与低温等离子体技术相结合的研究报告,对本文有不小的启发。本试验在查阅了相关的文献资料后认为高频电容耦合放电等离子体与介质阻挡放电和电晕放电相比有一定的优势,它能够产生大体积,均匀的等离子体放电空间,而不是丝状的放电现象,且所需电压较小。同时本文参考国内外的关于高频电容耦合等离子体的研究,认为采用双电极的结构取代单电极的实验装置,可以取得更好的放电现象,获得更好的试验参数。通过开展高频电容耦合等离子体甲醛废气处理实验,表明甲醛去除率随着输入功率的增加而增加,随着甲醛初始浓度、电极间距、反应管管径、系统压力和气体流量等减小,甲醛的去除率也相应减小。   由于本试验所采用的试验设备功率有限,我们采用在低气压下处理甲醛废气,如果电源功率足够高也可以在常压下甚至高压下进行处理。通过对比双电极的结构与单电极结构的等离子体发生装置,得出在相同的条件下含有双电极结构的等离子体发生装置的指标如能量利用率等要优于单电极结构的发生装置。   通过试验我们得出等离子体的能量利用率随着输入功率的提高也相应增加,能量利用率最高可以达到82%。电极间距认为3cm比较合适,考虑各方面的因素通过试验得出在流量为1L,/min,初始压强为90Pa,输入功率为110W,初始浓度为12.5ppm时,经过等离子体的分解甲醛的去除率平均可以达到91.6%,多次比较最高能够达到93.8%最低也能够达到90.1%。
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