低温等离子体协同催化净化有机废气的机理研究
摘 要: 低温等离子体催化技术解决了传统处理废气方法存在的问题，并且具有能耗低，处理流程短，操作简单，不产生副产物，不造成二次污染，没有放射性物产生等显著优点，并且更适用于处理有气味及低浓度，大流量，高流速的废气。本文以典型的挥发性有机化合物——甲苯为研究对象，用气相色谱为主要分析手段，采用介质阻挡放电（DBD）产生低温等离子体。在常温常压下，研究等离子体催化协同作用净化甲苯，通过改变反应的电场强度、反应气氛（包括载气以及氧气含量）、停留时间、催化剂和反应器种类等，探讨等离子体催化的最佳工作条件，并对反应产生的副产物进行分析。从理论上分析低温等离子体催化净化有机废气的机理，从而为低温等离子体催化净化有机废气技术的设计、不断完善应用提供依据和基础。
关键词: 低温等离子体；催化；废气治理；挥发性有机化合物；介质阻挡放电
1. 前言
随着化工工业的进一步发展[ 1 ]，如油漆、印刷、绝缘材料、树脂皮革加工、印铁制罐及石棉等行业 ,它们都大量使用有机溶剂，并且排放出含苯、甲苯、乙醇、丙酮和一氧化碳等有害物质的废气。另外，机动车数量的不断上升，其尾气的排放；有机废弃物的处理；化石燃料的燃烧；溶剂的蒸发也造成大量的有机废气的超标排放。这些有害物质由于其毒性或恶臭气味，严重影响着操作人员的身体健康及周围的大气环境状况，已引起世界各国的普遍重视。
在我国[ 3 ]，特别是珠三角地区的有机废气污染严重，VOCs与 NOx、CnHm 在阳光作用下发生光化学反应，吸收地表红外辐射引起温室效应；破坏臭氧层形成臭氧空洞，引起人体致癌和动植物中毒。其特点：污染源多；污染物种类多；VOCs浓度低；流量大。我国的《大气污染物综合排放标准》（GB16297－1996）也对14类VOCs规定了最高排放浓度、最高允许排放速率和无组织排放限值。其中，对甲苯等挥发性有机物的排放的规定：对于居民区，甲苯的最高允许排放量为60mg/m3，苯为17 mg/m3，二甲苯为90mg/m3。
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