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編輯推薦

有機廢氣是大氣汙染的源頭之一，已經引起瞭社會的高度關注。等離子體作為一種高效經濟的有機廢氣處理技術，在科研和工程領域具有廣闊前景。著者從2003年開始等離子體的研究工作，積纍瞭大量公開發錶和未發錶的等離子體科技文獻資料和實物照片，一直緻力於等離子體技術應用到能源、環保、材料、生物醫學等領域，積纍瞭豐富的探索性實踐經驗。本書匯聚瞭多國的先進研究成果，從放電等離子體的發生基本原理和機理、發生器類型、物理化學特徵到有機物降解機理、工程案例均做瞭詳細介紹。

內容簡介

本書以有機廢氣與惡臭氣體等離子體淨化的前沿研究成果為主要內容，共分為21章。主要介紹瞭揮發性有機物與有機廢氣，等離子體與等離子體淨化有機廢氣，電子束淨化器、輝光放電等離子體淨化器、介質阻擋放電等離子體淨化器、電暈放電等離子體淨化器、滑動弧放電等離子體淨化器、射頻放電等離子體淨化器、微波等離子體淨化器，等離子體與其他方法的聯閤技術，包括等離子體協同光催化技術、吸附與等離子體組閤淨化技術、等離子體與生物過濾組閤處理技術，基於有機廢氣的結構分類介紹等離子體淨化效果，包括等離子體分解烷類氣體、等離子體淨化醛類氣體、等離子體淨化苯係物、等離子體淨化醇類氣體、等離子體淨化酮類氣體、等離子體淨化含氟烴類化閤物、等離子體淨化含氯烴類化閤物、等離子體淨化含氮惡臭氣體、等離子體淨化含硫惡臭氣體。
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。

作者簡介

杜長明，中山大學 環境科學與工程學院，副教授，碩導。中山大學從事教學和科研工作，曆經助教，講師，副教授。2001年獲熱能工程學士學位，2006年獲浙江大學環境科學與工程博士學位。入選瞭中國發明協會銀奬(2008)，“珠江科技新星”(2013)，廣東省環境科學學會 “青年科技奬”(2014)，中國環境科學學會“青年科技奬”(2014)。國傢科技專傢庫專傢(2015)，廣州市重大行政決策論證專傢(2014)，廣東省突發事件應急管理專傢(2014)，廣東省環境科學學會清潔生産專業委員會委員(2011)，金華市環保局環保專傢(2015)，廣東省實驗中學鍾南山科學人纔培養班校外導師(2015)，廣東省環境保護産業專傢技術委員會專傢(2015)，廣州市突發事件應急管理專傢(2015) ，廣東省環境技術中心專傢(2016)。

內頁插圖

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汙染狀況及法規6
1.3揮發性有機物源強核算7
1.3.1揮發性有機物産生源強的核算方法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低溫等離子體法10
參考文獻11

第2章等離子體與等離子體淨化有機廢氣12
2.1等離子體12
2.1.1等離子體定義與特徵12
2.1.2等離子體分類12
2.1.3低溫等離子體應用14
2.2低溫等離子體淨化有機廢氣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工業應用實例25
3.6展望26
參考文獻27

第4章輝光放電等離子體淨化器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針闆型放電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輝光等離子體處理係統的比較分析41
參考文獻42

第5章介質阻擋放電等離子體淨化器45
5.1介質阻擋放電的發展曆程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綫筒型47
5.3.2筒筒型49
5.3.3闆闆型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混閤物65
5.5降解産物69
5.5.1氣態産物分析69
5.5.2液態和固態産物分析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章電暈放電等離子體淨化器90
6.1電暈放電原理91
6.2電暈放電等離子體反應器類型92
6.2.1正電暈和反電暈92
6.2.2脈衝電暈93
6.2.3綫闆電極96
6.2.4綫筒電極97
6.2.5針闆電極99
6.2.6綫圈式電極100
6.2.7噴嘴式電極100
6.2.8刀闆電極101
6.2.9串並聯多極係統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氣態産物分析108
6.4.2液態或固態産物副産物分析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工業應用案例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電暈放電等離子體淨化器對比與展望118
參考文獻121

第7章滑動弧放電等離子體淨化器127
7.1滑動弧放電原理127
7.2滑動弧放電等離子體反應器129
7.2.1刀形電極129
7.2.2多電極132
7.2.3鏇轉電弧放電135
7.2.4龍鏇風電弧放電138
7.2.5縮放電極電弧放電140
7.2.6滑動弧放電聯閤其他技術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降解産物148
7.4.1氣態産物分析148
7.4.2液態和固態産物分析150
7.5能耗和能效分析152
7.6滑動弧放電等離子體降解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章射頻放電等離子體淨化器167
8.1射頻放電原理167
8.2射頻放電等離子體反應器169
8.2.1電感耦閤等離子體反應器（ICP）169
8.2.2電容耦閤等離子體反應器（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氣態産物結果分析176
8.3.6固態産物分析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章微波等離子體淨化器181
9.1微波放電原理181
9.2微波放電等離子體反應器類型182
9.2.1常規微波等離子體炬射流182
9.2.2階梯型諧振腔微波等離子體射流184
9.2.3微波等離子體燃燒器186
9.2.4改進的低壓微波等離子體反應器186
9.2.5雙焦等離子體源微波反應器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産物分析191
9.4.1氣態産物191
9.4.2固態産物191
9.5微波放電降解VOCs機理192
9.6不同微波等離子體放電處理效果評價193
參考文獻194

第10章等離子體協同光催化技術197
10.1等離子體-紫外光催化技術機理197
10.2等離子體-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章吸附與等離子體組閤淨化技術204
11.1吸附與等離子體組閤關鍵技術204
11.1.1吸附-分離濃縮-等離子體分解204
11.1.2吸附富集-等離子體原位分解再生205
11.2吸附與等離子體耦閤機製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汙染物種類和濃度211
11.4工程實例212
11.4.1吸附-分離濃縮-等離子體分解係統的應用212
11.4.2吸附富集-等離子體原位分解再生係統的應用212
11.5結論與展望213
參考文獻213

第12章等離子體與生物過濾組閤處理技術215
12.1等離子體與生物過濾耦閤機理215
12.2等離子體與生物過濾組閤反應器結構216
12.2.1塔式等離子體-生物過濾組閤係統217
12.2.2濾池式等離子體-生物過濾組閤係統218
12.3工藝影響參數219
12.3.1汙染物濃度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章等離子體分解烷類氣體222
13.1含烷類氣體的危害222
13.2等離子體處理含烷類氣體係統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降解産物與降解機理228
13.5展望229
參考文獻229

第14章等離子體淨化醛類氣體231
14.1含醛廢氣的來源與處理231
14.2等離子體處理含醛氣體係統231
14.2.1電暈放電231
14.2.2介質阻擋放電232
14.2.3高頻電容耦閤放電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降解産物與降解機理239
14.5展望242
參考文獻243

第15章等離子體淨化苯係物245
15.1苯係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等離子體處理苯係物係統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錶麵放電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苯係物種類257
15.3.12單獨VOCs與混閤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降解過程産物與降解機理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苯降解副産物274
15.5.2苯乙烯和鄰二甲苯降解副産物275
15.6應用測試275
參考文獻276

第16章等離子體淨化醇類氣體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等離子體處理含醇氣體係統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降解産物與降解機理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章等離子體淨化酮類氣體295
17.1含酮氣的來源與處理295
17.2等離子體處理含酮氣體係統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降解産物與降解機理302
17.5展望305
參考文獻306

第18章等離子體淨化含氟烴類化閤物308
18.1含氟揮發性有機物的來源與處理308
18.2等離子體處理含氟揮發性有機物係統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
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