非热等离子体净化湿熄焦气雾污染物的研究

湿熄焦塔排出气雾中含有水滴、焦粉和苯酚、氰化物、氨等污染物质，严重污染大气环境。本课题组前期初步研究表明，借助放电等离子体反应器，可高效、稳定地捕集气雾中的水分和焦粉。对于苯酚等污染组分也表现出较高的去除率，只是未获得规律且稳定的数据，对所得结果还做不出合理的解释。为此，本课题力求通过非热等离子体注入气雾行为及其净化湿熄焦气雾代表性污染物苯酚、氰化物、氨和二氧化硫性能的研究，关联放电条件、气雾组成、浓度、pH值和导电率等因素与放电产生的O3和H2O2浓度及oOH和oO自由基相对光谱强度、污染物净化性能之间的关系。通过比较不同处理条件下的污染物净化性能、中间产物生成和最终产物分布、O3和H2O2浓度及oOH和oO自由基相对光谱强度，确定影响净化性能的主要因素和主要活性组分，确定污染物净化历程及其控制步骤，建立非热等离子体净化湿熄焦气雾污染物的机制，为湿熄焦气雾处理技术的开发奠定基础。

针对湿熄焦气雾烟气中含有的苯酚、二硫化碳、氨、SO2、NO和Hg0等污染物，课题以评价非热等离子体净化气雾污染物的有效性，确定影响净化性能的主要因素和主要活性组分，建立污染物净化机制为目标，开展了非热等离子体注入行为、非热等离子体净化气雾烟气典型污染物性能及其净化机理等方面的研究。基于研究取得的结果，已发表学术论文7篇（皆标注受此课题资助），其中SCI收录4篇。申请中国发明专利2项，投出并接受SCI期刊论文1篇。培养博士生2名，硕士生3名。. 在非热等离子体注入行为方面，以易于检测的NO和Hg0为目标污染物，开展了电源波形、供电电压、放电极配置等因素对O3和H2O2形成的影响。结果表明，借助放电产生的低温等离子体可有效氧化NO和Hg0为NO2和Hg2+，适应的非热等离子体产生方式为正极性直流供电匹配齿尖放电。. 在非热等离子体净化气雾烟气典型污染物性能方面，全面考察了放电产生的非热等离子体对于苯酚和二硫化碳，以及非热等离子体共存情况下，利用气雾中的NH3吸收脱除SO2和NOx的效果。研究表明，正极性放电产生的非热等离子体具有比负极性放电产生的非热等离子体强的化学效应，能够高效去除上述典型气雾烟气污染物，而且氧化效率随着注入能量增大而提高。. 在非热等离子体净化气雾烟气污染物机理方面，分析了非热等离子体活性物种、气雾烟气所含难降解有机物降解效率及其产物之间的关系。正极性直流放电在较低的能量注入条件下，即可形成化学效应强的活性粒子。气雾烟气中的酚类有机物大部分氧化为碳氧化物，但也会形成甲酸、乙酸和草酸等小分子有机酸，O3是酚类难降解有机化合物的主要活性物种。降解过程导致收集溶液的pH值降低，导电率升高。二硫化碳降解产物包括OCS, SO2, CO 、CO2和硫，对于二硫化碳降解，OH和O等自由基是主要活性物种，O3等长寿命活性粒子也具有降解二硫化碳的效应。