內容簡介
本書以有機廢氣與惡臭氣體電漿淨化的前沿研究成果為主要內容，共分為21章。主要介紹了揮發性有機物與有機廢氣，電漿與電漿淨化有機廢氣，電子束淨化器、輝光放電電漿淨化器、介質阻擋放電電漿淨化器、電暈放電電漿淨化器、滑動弧放電電漿淨化器、射頻放電電漿淨化器、微波電漿淨化器，電漿與其他方法的聯合技術，包括電漿協同光催化技術、吸附與電漿組合淨化技術、電漿與生物過濾組合處理技術，基於有機廢氣的結構分類介紹電漿淨化效果，包括電漿分解烷類氣體、電漿淨化醛類氣體、電漿淨化苯系物、電漿淨化醇類氣體、電漿淨化酮類氣體、電漿淨化含氟烴類化合物、電漿淨化含氯烴類化合物、電漿淨化含氮惡臭氣體、電漿淨化含硫惡臭氣體。
本書具有較強的技術性和針對性,可作為從事環境、能源等領域的科研人員和工程技術人員的參考書，也可作為高等學校環境科學與工程、能源工程及相關專業師生的教材。
圖書目錄
第1章揮發性有機物與有機廢氣1
1.1揮發性有機物1
1.1.1揮發性有機物定義1
1.1.2揮發性有機物來源4
1.1.3揮發性有機物危害5
1.2我國揮發性有機物的污染狀況及法規6
1.3揮發性有機物源強核算7
1.3.1揮發性有機物產生源強的核算方法7
1.3.2揮發性有機物排放源強的核算方法8
1.4有機廢氣治理技術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低溫電漿法10
參考文獻11
第2章電漿與電漿淨化有機廢氣12
2.1電漿12
2.1.1電漿定義與特徵12
2.1.2電漿分類12
2.1.3低溫電漿套用14
2.2低溫電漿淨化有機廢氣14
參考文獻15
第3章電子束淨化器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電子束協同催化反應器20
3.3電子束淨化有機廢氣影響參數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工業套用實例25
3.6展望26
參考文獻27
第4章輝光放電電漿淨化器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輝光放電淨化有機廢氣影響參數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輝光電漿處理系統的比較分析41
參考文獻42
第5章介質阻擋放電電漿淨化器45
5.1介質阻擋放電的發展歷程45
5.2介質阻擋放電原理46
5.3介質阻擋放電反應器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多級串聯型56
5.3.7多級並聯型58
5.4技術影響參數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反應器結構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介質性質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降解產物69
5.5.1氣態產物分析69
5.5.2液態和固態產物分析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瀝青煙氣淨化78
5.7.2H2S和CS2淨化79
5.8結論和展望81
參考文獻81
第6章電暈放電電漿淨化器90
6.1電暈放電原理91
6.2電暈放電電漿反應器類型92
6.2.1正電暈和反電暈92
6.2.2脈衝電暈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串並聯多極系統102
6.3技術影響參數104
6.3.1反應器結構104
6.3.2電極形狀與材料104
6.3.3串並聯級數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107
6.3.8反應器溫度108
6.4降解結果分析108
6.4.1氣態產物分析108
6.4.2液態或固態產物副產物分析110
6.5能耗與能效分析111
6.6技術與經濟結果分析112
6.7電暈放電放電降解VOCs機理112
6.8工業套用案例116
6.8.1煙氣淨化116
6.8.2造紙廢氣處理117
6.8.3垃圾焚燒尾氣淨化118
6.9電暈放電電漿淨化器對比與展望118
參考文獻121
第7章滑動弧放電電漿淨化器127
7.1滑動弧放電原理127
7.2滑動弧放電電漿反應器129
7.2.1刀形電極129
7.2.2多電極132
7.2.3旋轉電弧放電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滑動弧放電聯合其他技術140
7.3技術參量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反應器結構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降解產物148
7.4.1氣態產物分析148
7.4.2液態和固態產物分析150
7.5能耗和能效分析152
7.6滑動弧放電電漿降解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章射頻放電電漿淨化器167
8.1射頻放電原理167
8.2射頻放電電漿反應器169
8.2.1電感耦合電漿反應器（ICP）169
8.2.2電容耦合電漿反應器（CCP）171
8.3技術影響參數與降解結果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電極材料和結構175
8.3.5氣態產物結果分析176
8.3.6固態產物分析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章微波電漿淨化器181
9.1微波放電原理181
9.2微波放電電漿反應器類型182
9.2.1常規微波電漿炬射流182
9.2.2階梯型諧振腔微波電漿射流184
9.2.3微波電漿燃燒器186
9.2.4改進的低壓微波電漿反應器186
9.2.5雙焦電漿源微波反應器187
9.3技術影響參數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產物分析191
9.4.1氣態產物191
9.4.2固態產物191
9.5微波放電降解VOCs機理192
9.6不同微波電漿放電處理效果評價193
參考文獻194
第10章電漿協同光催化技術197
10.1電漿-紫外光催化技術機理197
10.2電漿-紫外光催化反應器198
10.3工藝影響參數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總結與展望202
參考文獻203
第11章吸附與電漿組合淨化技術204
11.1吸附與電漿組合關鍵技術204
11.1.1吸附-分離濃縮-電漿分解204
11.1.2吸附富集-電漿原位分解再生205
11.2吸附與電漿耦合機制209
11.3淨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-電漿分解系統的套用212
11.4.2吸附富集-電漿原位分解再生系統的套用212
11.5結論與展望213
參考文獻213
第12章電漿與生物過濾組合處理技術215
12.1電漿與生物過濾耦合機理215
12.2電漿與生物過濾組合反應器結構216
12.2.1塔式電漿-生物過濾組合系統217
12.2.2濾池式電漿-生物過濾組合系統218
12.3工藝影響參數219
12.3.1污染物濃度219
12.3.2運行和停留時間219
12.4結論和展望220
參考文獻220
第13章電漿分解烷類氣體222
13.1含烷類氣體的危害222
13.2電漿處理含烷類氣體系統222
13.2.1電暈放電222
13.2.2介質阻擋放電223
13.2.3滑動弧放電223
13.2.4射頻放電224
13.3技術影響參數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烴類化學結構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降解產物與降解機理228
13.5展望229
參考文獻229
第14章電漿淨化醛類氣體231
14.1含醛廢氣的來源與處理231
14.2電漿處理含醛氣體系統231
14.2.1電暈放電231
14.2.2介質阻擋放電232
14.2.3高頻電容耦合放電232
14.3淨化技術影響參數232
14.3.1反應器結構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化學結構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降解產物與降解機理239
14.5展望242
參考文獻243
第15章電漿淨化苯系物245
15.1苯系物揮發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246
15.2電漿處理苯系物系統247
15.2.1電暈放電247
15.2.2介質阻擋放電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淨化技術影響參數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苯降解副產物274
15.5.2苯乙烯和鄰二甲苯降解副產物275
15.6套用測試275
參考文獻276
第16章電漿淨化醇類氣體284
16.1醇類氣體的特徵與淨化284
16.1.1來源與特徵284
16.1.2淨化技術284
16.2電漿處理含醇氣體系統285
16.2.1電暈放電285
16.2.2介質阻擋放電286
16.2.3微波放電287
16.2.4射頻放電287
16.3降解產物與降解機理287
16.4淨化技術影響參數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連續吸附/再生和連續處理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章電漿淨化酮類氣體295
17.1含酮氣的來源與處理295
17.2電漿處理含酮氣體系統295
17.2.1電暈放電295
17.2.2介質阻擋放電296
17.2.3高壓輝光放電296
17.3淨化技術影響參數296
17.3.1反應器結構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降解產物與降解機理302
17.5展望305
參考文獻306
第18章電漿淨化含氟烴類化合物308
18.1含氟揮發性有機物的來源與處理308
18.2電漿處理含氟揮發性有機物系統308
18.2.1介質阻擋放電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淨化技術影響參數310
18.3.1施加電壓310
18.3.2輸入能量311
18.3.3反應器結構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章電漿淨化含氯烴類化合物325
19.1含氯揮發性有機物的來源與處理325
19.2電漿處理含氯揮發性有機物系統325
19.2.1電暈放電325
19.2.2介質阻擋放電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淨化技術影響參數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脈衝與頻率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副產物風險評價337
參考文獻337
第20章電漿淨化含氮惡臭氣體341
20.1含氮類惡臭氣的來源與特徵341
20.2含氮類惡臭氣的處理技術341
20.3電漿處理含氮惡臭氣體系統342
20.3.1電暈放電342
20.3.2介質阻擋放電342
20.3.3滑動弧放電343
20.3.4微電漿343
20.4淨化技術影響參數343
20.4.1反應器結構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降解產物與降解機理350
20.6展望353
參考文獻353
第21章電漿淨化含硫惡臭氣體355
21.1含硫類惡臭氣的來源與特徵355
21.2含硫類惡臭氣的處理技術355
21.3電漿處理含硫惡臭氣體系統356
21.3.1電暈放電356
21.3.2介質阻擋放電356
21.3.3滑動弧放電357
21.3.4射頻放電358
21.4淨化技術影響參數358
21.4.1反應器結構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
