脉冲电晕放电—膜催化耦合装置降解甲苯的性能研究

用陶瓷膜管包裹不锈钢电极,通过对陶瓷膜管进行Co、Mn负载改性,构建一种新型的脉冲电晕放电—膜催化耦合体系去除模拟烟气中的甲苯。结果表明,甲苯的降解效率随放电电压、反应温度的升高而提高,螺纹状电极更有利于在高压电场作用下降解目标污染物。Co-Mn复配改性进一步提高陶瓷膜管的催化性能,当陶瓷膜管Co、Mn负载量(以质量分数计)分别为1.00%、0.11%,反应温度为30℃,气体流速为1.32 L/min,甲苯体积分数为16×10^(-6)时,脉冲电晕放电—膜催化耦合体系对甲苯的去除率可高达88.0%。同时,改性陶瓷膜管还具有抑制副产物生成、过滤去除细小颗粒物的作用。多物理场模拟软件(COMSOL)模拟分析表明,反应器中气体均匀通过电晕放电区域,电极附近气体流速较小,可以保证甲苯分子的充分降解。研究结果可为实际工业生产过程中有机废气净化提供技术支持。