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关键词：
近红外光谱,潜变量聚类分析,波长选择
发表时间：
2011-12-21 09:32:58
摘 要 气液两相滑动弧放电是近年来出现的一种新型低温等离子体废水处理技术, 对高浓度有机废水具有很好的降解效果。为了认识气液两相滑动弧放电降解有机废水的机理, 用发射光谱法对气液两相滑动弧在空气中放电所产生的主要自由基进行了实验研究, 分析了自由基持续再生的化学过程。通过对光谱线强度变化的分析, 得到了OH 和NO 自由基谱线强度在放电反应空间的分布特点, 以及输入电压和液相( 水)流量因素对OH 和NO 自由基产生过程的影响。结果表明: OH 是气液两相滑动弧放电的主导自由基; OH和NO 自由基谱线强度沿着电极中轴均先增后减; 在非平衡区域, 自由基谱线强度随着输入电压的增大而增大; OH 自由基谱线强度随水流量的增大而增大, NO 自由基谱线强度则随着水流量的增大而减小。
滑动弧放电是20 世纪90 年代初由Czer nichowski 提出并发展起来的一项可用于处理工业废气的低温等离子体新技术, 如消解二氧化硫、硫化氢、氮氧化物和氟利昂等[ 1] 。国内, 浙江大学热能工程研究所率先进行了滑动弧处理高浓度有机废气的研究, 发现滑动弧能够同时脱除PAH 和碳黑颗
粒[2] , 并成功地将该技术应用于家具厂喷漆废气的处理。同时, 浙江大学热能工程研究所在分析了滑动弧等离子体特性和液电效应后, 提出了一种降解高浓度有机废水的全新技术 气液两相滑动弧放电[3] 。
气液两相滑动弧技术在处理有机废水方面表现出了极强的潜力: 杜长明利用该技术降解含酚类废水, 以空气为载气时, 200 mg L- 1 苯酚溶液的最大降解率可达96%, 处理4氯酚废水76 min 后, 溶液中的COD 降解率为88 68%[4, 5] 。本文研究了气液两相滑动弧处理1 000 mg L- 1 甲基紫废
水, 以空气为载气通过四次循环降解, COD 降解率可达93 2%[ 6] 。此外, 该技术对制药废水和生产DSD 酸的浓缩废液的处理结果表明CODcr, BOD5 和NH 3 N 等去除率均可达99%以上[3] 。
气液两相滑动弧放电的降解效果与其复杂的物理化学过程密切相关, 放电过程中的自由基测量, 对研究滑动弧放电降解环境污染物的机理是十分必要的。
发射光谱诊断技术具有灵敏度高、无干扰性、获得的光谱信息丰富等优点, 是目前测量等离子体温度较为理想的诊断方法, 其原理是通过光谱仪测量等离子体射流的发射光谱, 根据光谱信号与等离子体射流的温度、粒子成分和粒子密度等参数之间的关系来反映等离子体射流的物理状态及其过程[ 7, 8] 。Benstaali 等对湿空气滑动弧放电的发射光谱进行了测量, 分析了OH 与NO 自由基浓度沿电极中轴的变化,两种自由基的参比波峰分别是NO = 235 85 nm, OH =308 97 nm, 研究表明两种自由基浓度沿电极中轴基本保持不变[ 9] 。
本文利用发射光谱对气液两相滑动弧放电产生的自由基进行了在线检测。在保证实现对自由基光谱可靠测量的同时, 采取了与实际应用十分接近的测量环境, 在常温常压下直接对反应装置进行开放式系统发射光谱测量。通过研究输入电压和水流量对自由基生成以及自由基的空间分布的影响, 得到对放电参数有指导性的结论。
粒[2] , 并成功地将该技术应用于家具厂喷漆废气的处理。同时, 浙江大学热能工程研究所在分析了滑动弧等离子体特性和液电效应后, 提出了一种降解高浓度有机废水的全新技术 气液两相滑动弧放电[3] 。
气液两相滑动弧技术在处理有机废水方面表现出了极强的潜力: 杜长明利用该技术降解含酚类废水, 以空气为载气时, 200 mg L- 1 苯酚溶液的最大降解率可达96%, 处理4氯酚废水76 min 后, 溶液中的COD 降解率为88 68%[4, 5] 。本文研究了气液两相滑动弧处理1 000 mg L- 1 甲基紫废
水, 以空气为载气通过四次循环降解, COD 降解率可达93 2%[ 6] 。此外, 该技术对制药废水和生产DSD 酸的浓缩废液的处理结果表明CODcr, BOD5 和NH 3 N 等去除率均可达99%以上[3] 。
气液两相滑动弧放电的降解效果与其复杂的物理化学过程密切相关, 放电过程中的自由基测量, 对研究滑动弧放电降解环境污染物的机理是十分必要的。
发射光谱诊断技术具有灵敏度高、无干扰性、获得的光谱信息丰富等优点, 是目前测量等离子体温度较为理想的诊断方法, 其原理是通过光谱仪测量等离子体射流的发射光谱, 根据光谱信号与等离子体射流的温度、粒子成分和粒子密度等参数之间的关系来反映等离子体射流的物理状态及其过程[ 7, 8] 。Benstaali 等对湿空气滑动弧放电的发射光谱进行了测量, 分析了OH 与NO 自由基浓度沿电极中轴的变化,两种自由基的参比波峰分别是NO = 235 85 nm, OH =308 97 nm, 研究表明两种自由基浓度沿电极中轴基本保持不变[ 9] 。
本文利用发射光谱对气液两相滑动弧放电产生的自由基进行了在线检测。在保证实现对自由基光谱可靠测量的同时, 采取了与实际应用十分接近的测量环境, 在常温常压下直接对反应装置进行开放式系统发射光谱测量。通过研究输入电压和水流量对自由基生成以及自由基的空间分布的影响, 得到对放电参数有指导性的结论。
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