Кинетика разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме атмосферного давления

• Автор: Трушкин, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва-Троицк
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение
Научная новизна исследований
Защищаемые положения
Глава 1. Методы очистки загрязненных газовых потоков от летучих органических соединений
1.1. Введение
1.2. Традиционные методы очистки газовых потоков от паров ЛОС
1.3. Электрофизические методы газоочистки от паров ЛОС
1.4. Комбинированные методы очистки газов
1.5. Выводы
Глава 2. Плазмохимическое разрушение толуола в неравновесной низкотемпературной плазме азота
2.1. Введение
2.2. Описание модели
2.3. Результаты численного моделирования, сравнение с экспериментом
2.4. Выводы
Глава 3. Механизм и динамика разрушения толуола в импульсно - периодическом разряде в смеси молекулярных газов азота и кислорода
3.1. Введение
3.2. Плазмохимическая модель разрушения толуола в смеси N2: Ог
3.3. Разрушение и окисление толуола в смеси молекулярного азота и кислорода
3.4. Выводы
Глава 4. Разрушение толуола в стационарном тлеющем разряде атмосферного давления во влажном воздухе
4.1. Введение
4.2. Описание модели
4.3. Результаты численного моделирования разрушения толуола, сравнение с
экспериментом. Основные каналы разложения СбН5СНз
4.4. Состав и концентрации основных продуктов разрушения толуола

4.5. Выводы
Заключение
Литература

Введение
Усиливающееся с каждым годом антропогенное воздействие на окружающую среду является одной из насущных проблем современности. Загрязненные токсичными компонентами потоки отходящих газов различных промышленных объектов, тепловых электростанций, автомобилей и т.д., выбрасываемые в атмосферный воздух, представляют собой характерный пример негативного воздействия человека на природу. Обширную группу экологически опасных веществ в указанных отходящих газовых потоках образуют так называемые летучие органические соединения (ЛОС), к числу которых относится и толуол, С6Н5СН3, - один из наиболее распространенных органических растворителей, который широко применяется в многочисленных лакокрасочных производствах. Толуол также широко используется как исходное вещество при производстве пластмасс, медикаментов, пестицидов и многих других органических веществ в химической, легкой и текстильной отраслях промышленности. Специфика и сложность очистки газовых выбросов от паров летучих органических соединений заключается в том, что эффективность газоочистки существенным образом зависит от химической природы конкретного органического соединения, при этом отходящие газовые потоки, как правило, представляют собой многокомпонентные смеси паров ЛОС непостоянного во времени состава, содержащие в ряде случаев и аэрозоли субмикронного размера [1]. Особая острота проблемы обусловлена также необходимостью обработки больших потоков загрязненного газа при сравнительно невысоких концентрациях вредных соединений. В этом случае применение традиционных методов газоочистки (термическое сжигание, каталитическое окисление, использование абсорбционных и адсорбционных методов) становится малоэффективным и экономически нерентабельным. Данная ситуация стимулирует поиск новых, более совершенных методов обезвреживания газовых выбросов. В настоящее время во всех промышленно развитых странах активно проводятся исследования по разработке неравновесных плазменных методов газоочистки, основанных на создании в загрязненном газе с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы высокой концентрации химически активных и экологически безопасных частиц без заметного разогрева обрабатываемого газового потока. Наработанные химически активные частицы реагируют с молекулами загрязнителя и производят разрушение вредных примесей. На сегодняшний день накоплен обширный

Глава
Плазмохимическое разрушение толуола в неравновесной низкотемпературной плазме азота
2.1. Введение
Толуол (С6Н5СН3) относится к числу наиболее распространенных органических растворителей, который широко используется в современной химической, легкой, текстильной промышленности, а также в многочисленных лакокрасочных производствах и т. д. Поступление паров толуола в воздушную среду производственных помещений и через вентиляционные выбросы в атмосферу оказывает негативное воздействие на здоровье человека и состояние окружающей среды. Характерные концентрации паров толуола в указанных вентиляционных потоках находятся в диапазоне 0.01 - 0.1 % (десятки - сотни ppm), при этом среднесуточная предельно допустимая концентрация С6Н5СН3 в России равняется 0.15 ppm. Как отмечалось в гл.1, применение традиционных методов очистки загрязненных газовых потоков от паров летучих органических соединений становится неэффективным и экономически нерентабельным в указанном диапазоне концентраций (десятки - сотни ppm) токсичных компонентов. Поэтому, начиная с конца 20-го века, во всех промышленно развитых странах широкое развитие получили исследования по созданию новых более эффективных и дешевых методов очистки газов от экологически вредных примесей, основанных на создании в объеме очищаемого газа с помощью электрических разрядов химически активных частиц (ионы, возбужденные молекулы и атомы, радикалы, УФ - излучение) высокой концентрации. Наработанные химически активные частицы вступают во взаимодействие с токсичными компонентами, вызывая их разрушение. Следует отметить, что пары толуола являются весьма популярным объектом указанных лабораторных исследований, на которых проверяется эффективность неравновесной плазмохимнческой очистки газа от вредных примесей, т.к. пары толуола вследствие особенностей строения молекулы C6I-I5CH3 являются наиболее сложными с точки зрения их разрушения и удаления из отходящих газовых потоков [69-72].