论文总字数：20322字

摘 要

炼油厂在炼制石油的同时，生产设备会排放出一些有毒有害的物质。通常使用物理方法如吸附法或者进行催化燃烧来处理。但这些传统做法有很多缺点，且会对空气产生二次污染。使用等离子体治理废气所需的反应时间极短，且废气的转化率高，成本低，不会产生其他污染。在本文的设计中，选取了硫化氢（H₂S）作为观察对象。对反应器的外加电压、频率、气体流速、处理时间、相对湿度和能耗情况反应等各自进行了不同的实验过程设计来研究各个不同因素对H₂S浓度的影响。根据一些已知的规律和数据，推测出了设计中各反应应有的情况，对实验结果进行了推理。推测如下：增加反应器的外加电压，或降低气体流速，延长处理时间等都可能使H₂S的浓度降低，且降低速率可能增大。但这并不准确，还需通过进一步的实验来得到准确结论。

关键词：废气处理实验设计 等离子体 介质阻挡放电

Experimental study on the plasma to process refinery flares

Abstract

When oil refineries refine petroleum, the experimental device may generate a lot of harmful and toxic substances. At present, the mainly ways to governance exhaust are absorption, adsorption and catalytic combustion. But they have some shortcomings.

Low temperature plasma equipments are simple. They have short reaction processes and high conversion efficiency. It’s easy to obtain plasma. The most studied one is barrier discharge plasma.

The paper selects the hydrogen sulfide (H₂S) as the experimental gas in the dielectric barrier discharge waste gas processing experiment and uses the photo catalyst. The experiment investigates three main process parameters on the influence degree of the removal rates of H₂S: the applied voltage of the reactor, gas residence time and initial concentration. It also respectively analyzes the various process parameters on the influence of the evaluation index. Other factors which affect the removal rate of H₂S in the process, such as photo catalyst and relative humidity of the simulated gas are also investigated. Finally, it studies the energy consumption of the reactor.

Keywords: Refinery flares；Plasma；Dielectric barrier discharge

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景、意义和目的 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 1

1.1.3 研究目的 1

1.2 等离子体治理废气技术现状 2

1.2.1 低温等离子体简介 2

1.2.2 低温等离子体产生方式 3

1.2.2.1 电晕放电 3

1.2.2.2 滑动电弧放电 4

1.2.2.3 辉光放电 4

1.2.2.4 介质阻挡放电 5

1.3 本文研究的主要内容 6

第二章 炼油厂恶臭气体调查研究 7

2.1概述 7

2.2 恶臭气体基本概念 7

2.3 炼油厂恶臭调查与评价 8

2.3.1 恶臭物质的种类与臭味特征 8

2.3.2 恶臭污染的排放 9

2.3.3 臭气强度的表示方法 10

第三章 介质阻挡放电废气处理的系统设计 11

3.1 设计中使用的恶臭废气 11

3.2 实验系统设计 11

3.2.1 实验装置设计 11

3.2.2 实验所需设备 12

3.2.3 低温等离子体反应器 12

3.3 实验步骤设计 12

3.4 检测方法选用 13

3.4.1 ZG型真空式采样器 13

3.4.2 芬兰GASMET公司 DX-4000烟气分析仪 13

3.4.3 复合式气体检测仪 RAE PGM50 英国 14

3.4.4 气相色谱仪 15

3.4.5 美国安捷伦 3000 15

第四章 H₂S处理实验方法设计 17

4.1 外加电压对H₂S浓度影响的设计 17

4.2 气体流速对H₂S浓度影响的设计 17

4.3 频率对H₂S浓度影响的设计 18

4.4 气体处理时间对H₂S浓度影响的设计 19

4.5 气体相对湿度对H₂S浓度影响的设计 19

4.6 反应器能耗对H₂S浓度影响的设计 21

第五章 H₂S与O₂混合处理实验方法设计 22

5.1 实验系统设计 22

5.2 外加电压对H₂S与O₂混合气体浓度影响的设计 22

5.3 气体流速对H₂S与O₂混合气体浓度影响的设计 23

5.4 频率对H₂S与O₂混合气体浓度影响的设计 24

5.5 气体处理时间对H₂S与O₂混合气体浓度影响的设计 24

5.6 O₂含量对H₂S气体浓度影响的设计 25

5.7 反应器能耗对H₂S与O₂混合气体浓度影响的设计 26

第六章 设计分析与总结 27

6.1 对于上述实验设计的分析 27

6.2 总结 28

参考文献 29

致谢 31

第一章 绪论

1.1 研究背景、意义和目的

1.1.1 研究背景

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