4
5 6 7
200
200 200 200
71
39 27 20
0.4
0.4 0.4 0.4
3.0
．6 90
初始浓度对苯净化效率的影响
No 初始浓度 净化后浓 气体流量 外加电压 净化效率 /ppm /ppm /m3/h /kV /% 1 100 9 0.4 3.4 90 2 3 4 5 6 7 200 300 400 500 600 800 27 46 79 121 221 390 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 86.6 84.6 80.1 75.8 63.2 51.3
2
3 4 5 6 7
86.6
76.5 59.5 54.5 40.5 17
停留时间对苯净化效率的影响
No 1 2 初始浓度 /ppm 200 200 净化后浓 /ppm 119 91 气体流量 /m3/h 0.2 0.4 外加电压 净化效率 /kV /% 3.4 3.4 40.5 54.5
3 4
5 6

通过对这些实验室的现场测定，我们不难发现，高
校实验室排放的有机废气浓度较高，且排放量较大，
持续时间长，不加治理随意排放会对学生、老师和周 围居民的身体健康产生很大的威胁。对实验室排放有 机废气的净化势在必行。
国内外有机废气治理技术的研究进展


总体来说有机废气处理分为回收法与消除法两类
回收法是通过物理方法,在一定温度、压力下,用选择 性吸附剂和选择性渗透膜等方法来分离挥发性有机化 合物(VOCs) ,主要包括活性碳吸附、变压吸附、冷凝法 和生物膜法等
气体的净化实验。实验还采用气相色谱仪分析苯与
甲醛的净化效率。 外加电压、初始浓度、气体流量、停留时间对降解
苯气体效率的影响同样重要。
Table4.1 The experimental data of effect of applied voltage on degradation efficiency
因素的研究 。
强电离降解甲醛和苯的实验总结
低温等离子体法可以在常温、常压下实现对甲醛和苯污染物的 去除，从机理上分析其最终产物为CO、CO2和H2O，无其他中
间产物。
甲醛和苯的去除率随着电场强度的增强而增大，随着气体流速 的增大而减小。随浓度增加去除率降低。
在考虑处理效率和能源利用俩方面上，可以得出苯和甲醛最佳
等离子体净化处理实验室有机废气的 研究
江苏大学环境与安全工程学院 依成武
前言
在大气污染物质体系中，气态有机污染物占很大部分，这 恶化人们的生存环境。 在近年来我国教育飞速发展，实验室数量增加，以及日益 严重的大气污染的大环境下，实验室排放的有机废气对环境的
些带有异味(臭或香)的气态污染物会严重干扰居民的日常生活，
只与强电离放电中产生的OH•反应生成CO2和H2O，实
现无污染化。在强电离放电中，OH•的浓度对有机废气 的降解作用十分重要。

等离子体分解破坏挥发性有机污染物的两种途径如下
（1）高能级电子直接作用于污染物分子： e + 污染物分子 —— 各种碎片分子
（2）高能级电子间接作用于污染物分子：
e +O2 (N2,H20) ——2O(N,N*,OH) +污染物分子 — —中性分子
200 300 400 500 600
净化后浓 /ppm 8
18 38 60 97 175
气体流量 /m3/h 0.4
0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
外加电压 /kV 3.4
3.4 3.4 3.4 3.4 3.4
净化效率 /% 92
91 87.33 85 80.6 70.83
气体流量对净化甲醛效率的影响
No 初始浓度 /ppm 200 200 200 200 净化后浓 /ppm 15 18 29 72 气体流量 /m3/h 0.2 0.4 0.6 0.8 外加电压 净化效率 /kV /% 3.4 3.4 3.4 3.4 92.5 91 85.5 64
1 2 3 4
5
6 7
200
200 200
78
105 143
强电离降解苯的实验结果
在对苯进行处理的过程中，实验考虑了电压、流量、初始浓 度等影响因素，通过对比实验数据，我们发现苯的净化影响因 而初始浓度的影响相对较小。在电压为3.4kV，流量为0.4 m3/h 时，处理效率最高。因此在今后有机废气的处理中应着重这些
素跟甲醛相似，在这些条件中，电压、流量的影响依旧比较大，
实验项目的凋整与增多、科研团队的不断壮大、学生人数的增 加、学生进入实验室时间的延长以及实验室开放力度的不断加
大，因此实验室承担着更加繁重的教学和科研任务。而许多学
科实验室进行的实验及研究大多要用到化学分析方法，实验材 料的使用所引发“三废”环境污染问题已到了不容忽视的地步。

以下仅以江苏大学数间较易产生有机废气的实验室
与之相对应的我国各类场所空气中甲醛浓度的限量
No 使用场所 民用建筑工程室内 标准依据 GB50325- 2001 限量值（ppm） Ⅰ类8 备注
1
环境污染物浓度限量 室内空气质量标准
居室空气中甲醛的卫生标准 公共场所卫生标准 室内空气质量卫生规范
表 GB/ T18883-2002 表1
GB/ T16127- 1995 GB966～9673-1996 卫法监发(2001)255号
如医学院解剖实验室，化学实验室，环境工程大气实
验室为例证，对排放的气体进行定性及含量分析。

在江苏大学医学院解剖实验室通风橱的排放口，经
一个月不间断的测量得知解剖实验室排放的甲醛浓度
50ppm-230 ppm之间。 材料与化学化工综合实验室及基础化学实验室排放 的污染物种类繁多，经过收集到的气样进行分析，发 现排放的有机废气主要由苯 （21-250 ppm），甲醛 （30-500 ppm），二甲苯（ 3-170 ppm）组成。 环境工程大气实验室排放甲醛的浓度7-210ppm，苯 的浓度范围为10-230ppm。
200 200
200 200
81 47
27 18
0.6 0.8
1.0 1.2
3.4 3.4
3.4 3.4
59.5 76.5
86.6 91
利用气相色谱仪分析苯的处理效率
图中峰1是载气氮气，峰2是苯。
由图可见，经过等离子体净化后，
苯的净化效率很好，在经过等离子 体的净化，苯的去除率达到85%以 上，并且无其他物质产生。

消除法是通过化学或生物反应,用光、热、催化剂和 微生物等将有机物转化为水和二氧化碳,主要包括热氧 化、催化燃烧、生物氧化、电晕法、等离子体分解法、
光分解法等。

去除甲醛和苯方法众多，而本次PPT将采用等离子体
反应器，利用强电离放电产生的羟基自由基，使实验
室排放的甲醛和苯废气降解成无害无毒气体。
等离子体治理有机废气的基本原理
外加电压对甲醛净化效率的影响
No 初始浓度 /ppm 200 200 200 200 200 净化后浓 /ppm 175 170 125 60 30 气体流量 /m3/h 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 外加电压 /kV 2.0 2.5 2.8 3.0 3.2 净化效率 /% 12.5 15 37.5 70 85

综上所述，采用强电场电离放电极端物理方法，可 以把H2O、O2电离后按羟基分子结构直接加工出高浓度
大产量的羟基自由基。可以有效的把可挥发性有机污
染物VOCs最终降解为CO2、H2O等无害物质。
强电离放电降解甲醛实验流程图

实验采用强电离放电方式，主要从外加电压、初 始浓度、气体流量、停留时间来进行甲醛气体和苯
气体流量对苯净化效率的影响
No
1
初始浓度 /ppm 200 200
200 200 200 200 200
净化后浓 /ppm 18 27
47 81 91 119 166
气体流量 /m3/h 0.2 0.4
0.6 0.8 1.0 1.2 1.6
外加电压 净化效率 /kV /% 3.4 91 3.4
3.4 3.4 3.4 3.4 3.4
使用气相色谱分析中间产物及甲醛处理效率
先利用恒流采样器采样等离 子体反应器反应之前和反应 之后的烟气吸收到乙醚溶液
中，并利用进样针取1µ m溶
液进到气相色谱仪进行分析。 图中可以看到，甲醛气体的 出峰时间为5.864min。从出 峰情况看，净化后的气体进 行GS分析后发现无其他有 机物质产生并可以看到甲醛 气体的净化效率可达到90% 以上。
1.0
1.2 1.6
3.4
3.4 3.4
61
52.5 28.5
气体停留时间对甲醛净化效率的影响
No 1 2 3 4 5 6 初始浓度 /ppm 200 200 200 200 200 200 净化后浓 /ppm 15 18 40 72 78 105 气体流量 /m3/h 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 外加电压 /kV 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 3.4 净化效率 /% 92.5 91 80 64 61 52.5
Ⅱ类12 ≤10
≤8 ≤ 12 ≤(8～ 12)
供验收用
2
3 4 5
小时平均
最高容许浓度
小时平均
6
7 8
饭馆(餐厅) 卫生标准
人防工程平时使用环境卫生标准 工作场所有害因素职业接触限值
GB16153- 1996
GB/ T17216- 1998 GBZ. 2- 2002
≤ 12
≤ 12 50 最高容许浓度