پالایش بخارات کلروفرم با استفاده از راکتور پلاسمای غیر حرارتی جدید (سال 1394)

یکی از فن آوری های نوین جهت کنترل آلاینده ای هوا روش پلاسمای غیر حرارتی می باشد. یکی از راکتورهای مورد استفاده در فناوری پلاسمای غیر حرارتی جهت کنترل آلودگی هوا، راکتور تخلیه مانع دی الکتریک است. در راکتور تخلیه مانع دی الکتریک فاصله بین الکترودها جهت تخلیه الکتریکی و ایجاد پلاسما کم می باشد که منجر به افزایش سرعت فضایی آلاینده در ناحیه تخلیه می گردد. این افزایش سرعت فضایی آلاینده منجر به کاهش احتمال برخورد عناصر فعال ایجاد شده در پلاسما و در نتیجه کاهش کارایی تخریب آلاینده می گردد. هدف از این مطالعه طراحی یک راکتور تخلیه مانع دی الکتریک نوین جهت افزایش ناحیه گپ تخلیه الکتریکی بود.
راکتور پلاسمای غیر حرارتی مورد استفاده در این مطالعه به شکل مکعب مستطیل از جنس کوارتز ساخته گردید. در این راکتور از گرافیت منبسط شده به عنوان الکترود تخلیه استفاده گردید که در کف سطح راکتور به طور یکنواخت ریخته شده بود و یک صفحه مسی که بر روی سطح خارجی راکتور قرار داشت که نقش الکترود زمین را ایفا می نمود. کارآیی حذف کلروفرم به روش پلاسما به عنوان تابعی از دبی جریان، غلظت ورودی آلاینده و ولتاژ کاربردی در این راکتور مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج نشان دادند که تخلیه الکتریکی در گپ تخلیه بزرگتری (15 میلی متر) ایجاد می گردد. نتایج نشان دادند که با افزایش ولتاژ از 15 به 20 کیلو ولت و غلظت کلروفرم از 85 به ppm 500، کارایی تخریب به ترتیب 33/25 و 16/10 درصد افزایش می یابد. همچنین افزایش دبی جریان از 2/0 به 2/1 لیتر در دقیقه باعث کاهش کارایی حدود 20 درصد می گردد. علاوه بر این مشاهده گردید که گاز خروجی از راکتور حاوی اکسیدهای نیتروژن، کلر، اسید کلریدریک، فسژن، تری کلروبنزآلدئید و تری کلرواستالدئید می باشد.
نتایج مطالعه نشان دادند که در راکتور جدید تخلیه الکتریکی در گپ تخلیه بزرگتری ایجاد می گردد که منجر به کاهش سرعت فضایی آلاینده ها در این ناحیه شده و باعث افزایش تخریب کلروفرم می گردد. همچنین افزایش دبی جریان اثر کمی بر کاهش تخریب کلرو فرم می گذارد که علت آن را می توان در خاصیت جذبی گرافیت منبسط شده و افزایش ناحیه تخلیه الکتریکی دانست.