تخریب آلاینده های هوا شامل بنزن، متان وکربن دی‌اکسید با استفاده از پلاسمای گلایدینگ آرک

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی پلاسما، پژوهشکده لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 دکترای فوتونیک، پژوهشکده لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 عضو هیئت علمی دانشکده فیزیک و پژوهشکده لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

افزایش گرمای جهانی به‌ دلیل انتشار گازهای گلخانه‌ای (مانند متان و کربن دی‌اکسید) و حضور ترکیبات آلی فرار (مانند بنزن) در گاز خروجی اکثر کارخانه‌ها، عامل اصلی انجام این تحقیق با هدف تخریب این آلاینده‌ها با استفاده از تکنولوژی پلاسما شد. در این تحقیق از یک راکتور پلاسمای گلایدینگ آرک برای بررسی کارایی آن در تخریب گازهای آلاینده شامل بنزن، متان و کربن دی‌اکسید استفاده شده است. اثر پارامترهای مهم در این تحقیق شامل توان، فلوی گاز ورودی به راکتور و نوع گاز کمکی بر درصد بازده تخریب گازهای آلاینده بررسی شده است. در تخریب گاز بنزن، هوا و برای تخریب متان و کربن‌دی‌اکسید، آرگون و نیتروژن به ‌عنوان گاز کمکی استفاده شده است. نتایج نشان می­دهد تخریب بنزن با استفاده از پلاسمای هوا به بالای %70 رسیده که در مقایسه با سایر روش‌ها قابل ‌توجه است. در تخریب متان و کربن دی­اکسید عمده محصول تولید شده سین گاز (H2+CO)، گاز O2 و درصد اندکی از گاز CO است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Removal of Air Pollution by Atmospheric Gliding Arc Plasma; Benzene, Methane, and Carbon Dioxide

نویسندگان [English]

  • Rezvan hosseinirad 1
  • hamed mahdikia 1
  • mohammadreza khani 2
  • babak shokri 3
1 M.Sc., Mechanical Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Professor, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Increasing of global warming mainly refer to increase in greenhouse gases and many other pollutant gas (like benzene) emission from companies’ outlet gases. This is the main reason of doing this research in which plasma technology is used for converting such pollutant gases. In recent study a gliding arc reactor is used to investigate the performance of it on Methane, CO2 and Benzene decomposition. The effect of main parameters like discharge power, gas flow rate, and different kind of carrier gas is investigated. Ar is used as carrier gas for Benzene conversion, however in case of Methane and CO2 splitting Ar and N2 are used as carrier gas. The results show the highest conversion rate for Benzene is around 70% which is comparable with other similar works. In Methane and CO2 dissociation, the main product is syngas (H2+CO) and small amount of O2.

کلیدواژه‌ها [English]

  • volatile organic compounds
  • Greenhouse Gas
  • Gliding Arc Plasma
  • Decomposition of Air Pollution
[1] Fan, X., et al., Removal of low-concentration BTX in air usinga combined plasma catalysis system. Chemosphere, 2009. 75(10): pp. 1301-1306.
 [2] Nichipor, H., et al.,Kinetic modeling of benzene and toluene decomposition in air and in flue gas under electron beam irradiation. Radiation Physics and Chemistry, 2012. 81(5): pp. 572-579
 [3] Baowei, W., et al., Steam Reforming of Dimethyl Ether by Gliding Arc Gas Discharge Plasma for Hydrogen Production. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2014. 22(1): pp. 104-112.
 [4] Tu, X. and J. Whitehead, Plasma-catalytic dry reforming of methane in an atmospheric dielectric barrier discharge: Understanding the synergistic effect at low
 [5] Tu, X. and J.C. Whitehead, Plasma dry reforming of methane in an atmospheric pressure AC gliding arc discharge: Co-generation of syngas and carbon nanomaterials. International Journal of Hydrogen Energy, 2014. 39(18): pp. 9658-9669
[6] Liu, Q., et al. Kinetic Effects of Non-Equilibrium Plasma-Assisted Methane Steam Reforming on Heat Recovery in Chemically Recuperated Gas Turbine. In ASME 2013
 [7]. Fridman, A., Plasma chemistry. 2008: Cambridge University Press.