Кинетика разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме атмосферного давления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат физико-математических наук Трушкин, Андрей Николаевич

• Трушкин, Андрей Николаевич
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Трушкин, Андрей Николаевич

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: О2

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 С6Н5СН3

4.4. Состав и концентрации основных продуктов разрушения толуола

4.5. Выводы

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кинетика разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме атмосферного давления»

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

экспериментальный материал по эффективности удаления паров различных органических соединений, полученный с использованием различных типов газовых разрядов атмосферного давления (разряд, поддерживаемый электронным пучком, импульсная корона, диэлектрический барьерный разряд, самостоятельный тлеющий разряд и т.д.), сформированы общие представления об основных процессах, определяющих разрушение токсичных компонентов, однако широкого практического внедрения плазменные методы газоочистки пока не получили.

Проведенные экспериментальные исследования выявили две существенные проблемы плазменных методов газоочистки: наличие широкого спектра промежуточных продуктов разложения исходных вредных органических соединений и достаточно высокий уровень энергетических затрат на проведение очистки. Без решения указанных проблем сложно рассчитывать на широкое распространение плазменных методов газоочистки. Очевидно, что для успешного решения обоих вопросов необходимо хорошее понимание всех стадий процесса плазмохимического разрушения сложных углеводородов, определение параметров и стадий данного процесса, оказывающих существенное влияние на его эффективность. Экспериментальные исследования кинетики и динамики плазмохимического разрушения сложных углеводородов при атмосферном давлении затруднены обилием промежуточных продуктов, многие из которых имеют высокую химическую активность и, соответственно, малое время жизни. В этой ситуации определяющее значение для установления реальных кинетических закономерностей имеет подробное численное моделирование протекающих плазмохимических процессов. Следует, однако, отметить, что в настоящее время отсутствует детальное понимание на кинетическом уровне механизмов плазмохимического разрушения большинства сложных органических молекул, включая и толуол. Несмотря на то, что пары толуола являются весьма популярным объектом лабораторных исследований, на котором проверяется эффективность неравновесной плазмохимической очистки воздуха от вредных примесей (толуол, являясь типичным представителем ароматических углеводородов, достаточно инертен по отношению к различным окислителям типа озона Оз, перекиси водорода Н2О2 и т.д.), в литературе до сих пор не представлена полная кинетическая модель плазмохимических превращений толуола, которая позволила бы описать реальную кинетику данного процесса в условиях неравновесной низкотемпературной плазмы атмосферного давления, выделить определяющие реакции, определить оптимальные условия протекания процесса. Существующие модели описывают, как правило, только первую, начальную стадию разрушения углеводорода, опуская длинную цепь

5

последующих промежуточных реакций, сопровождающих плазменное разрушение, при этом сравнение с экспериментом проводится только по конечному результату - степени удаления толуола. Отсутствие полной кинетической модели, обладающей предсказательной силой, приводит к тому, что оптимизация технологии плазменной газоочистки и конструктивных параметров электрофизических установок для очистки загрязненных газов проводится па основе эмпирических данных, которые получены в различных экспериментальных условиях, ограничены и зачастую существенно отличаются и противоречат друг другу.

Главной целью настоящей работы является разработка полной кинетической модели плазмохимических процессов разрушения толуола, инициируемых неравновесной низкотемпературной плазмой атмосферного давления, позволяющей путем численного моделирования предсказывать результаты и эффективность очистки газа, исходя из параметров электрофизической установки.

Поставленная цель достигается решением следующих основных задач:

1. Определение основных каналов разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме атмосферного давления в смеси молекулярных газов N2:02:1-120 при различном исходном соотношении компонент N2, О2 и Н2О.

2. Проведение численных расчетов по установлению основных закономерностей разрушения толуола в зависимости от соотношения компонент газовой смеси ^Ог^ЬО, удельного энерговклада в обрабатываемый газ и начальной концентрации толуола.

3. Проведение численных расчетов по идентификации полного спектра промежуточных и конечных продуктов разрушения толуола в различных экспериментальных условиях.

4. Определение оптимальных условий проведения процесса очистки газа от примесей толуола с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы атмосферного давления.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы.

Во введении обосновывается актуальность темы исследований, сформулированы цели и задачи, отражена научная новизна полученных результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен обзор существующих в настоящее время традиционных методов очистки газов от паров вредных органических соединений: адсорбционного, термического (сжигание), термокаталитического и биологического. Приведены основные характеристики каждого из указанных методов, отмечены их основные достоинства и недостатки. Дано описание общего принципа действия нового электрофизического метода газоочистки, основанного на использовании неравновесной низкотемпературной плазмы атмосферного давления. Приводятся соображения об оптимальных условиях реализации данного метода. Подробно рассмотрены особенности работы различных источников неравновесной низкотемпературной плазмы атмосферного давления, которые наиболее широко применяются в настоящее время для создания этой плазмы: электронный пучок, импульсно - периодическая корона, диэлектрический барьерный разряд и стационарный тлеющий разряд, приведены их основные характеристики. Представлен обзор комбинированных методов очистки газов, которые интенсивно развиваются в последнее время и представляются наиболее перспективными: плазмо - каталитический и комбинация плазменного и биологического методов.

Во второй главе представлена кинетическая модель плазмохимического разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме азота. Описаны основные методы и подходы, использованные при разработке кинетической модели. На основе анализа экзотермического эффекта реакций, закона сохранения спина, а также экспериментальных данных по составу промежуточных продуктов разложения толуола определены каналы конверсии толуола в неравновесной низкотемпературной плазме азота и их относительные вероятности. Приведены результаты численного моделирования, выполненного в рамках созданной модели, по разрушению толуола и наработке промежуточных и конечных продуктов разложения С6Н5СН3 в импульсно -периодическом барьерном разряде в азоте при атмосферном давлении. Проводится сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными данными как по степени удаления толуола, так и по составу и концентрациям наработанных промежуточных и конечных продуктов разложения. На основе сравнения результатов моделирования и экспериментальных данных делаются выводы об основных каналах разрушения толуола в импульсно - периодическом барьерном разряде в азоте.

Третья глава посвящена исследованию механизма и динамики разрушения толуола в

импульсно - периодическом барьерном разряде в смеси молекулярных газов азота и

кислорода в зависимости от процентного содержания кислорода. Эти исследования

проводятся на основе разработанной для газовой смеси N2:02 математической модели

7

плазмохимического разрушения толуола. Дано подробное описание созданной модели, приведен полный список реакций, с помощью которых осуществляется плазмохимическое разложение толуола С6Н5СН3 до конечных стабильных продуктов - углекислого газа СОг и воды НгО. Представлены результаты численного моделирования процессов разрушения толуола в импульсно - периодическом барьерном разряде в смеси N2:02 в зависимости от удельного энерговклада при различном содержании кислорода в смеси, проводится их сравнение с известными экспериментальными данными. Анализируются основные каналы разрушения толуола, оцениваются их вклады в общее удаление С6Н5СН3 в зависимости от процентного содержания кислорода в смеси. Подробно обсуждается причина существования обнаруженной в численном эксперименте оптимальной для разрушения толуола концентрации кислорода в смеси N2:02. Проведен детальный анализ особенностей многоимпульсного режима воздействия барьерного разряда на обрабатываемую газовую смесь. На основе результатов численного моделирования делаются выводы о главных каналах и динамике разрушения толуола в импульсно -периодическом барьерном разряде в смеси молекулярных газов азота и кислорода. Представлено подробное обсуждение состава и величин концентраций полученных в численных расчетах промежуточных и конечных продуктов разложения толуола, проводится сравнение результатов моделирования с имеющимися экспериментальными данными.

В четвертой главе представлены результаты численных расчетов разрушения толуола в стационарном тлеющем разряде атмосферного давления во влажном воздухе. Проведен детальный анализ возможных механизмов влияния паров воды как на характеристики самостоятельного тлеющего разряда и эффективность генерации химически активных частиц (электронно - возбужденных молекул азота, гидроксильного радикала ОН, атомов кислорода), так и на изменение плазмохимических процессов разложения С6Н5СН3 по сравнению с "сухой" смесью N2: О2. На основе проведенного анализа сформулирована кинетическая модель плазмохимических процессов разрушения толуола в газовой смеси N2: О2: Н2О. В рамках разработанной кинетической модели выполнено численное моделирование процессов разрушения толуола, инициируемых самостоятельным тлеющим разрядом атмосферного давления во влажном воздухе в широком диапазоне варьирования влажности 8 = 0- 18%. Проведено сравнение результатов численного моделирования с полученными экспериментальными данными по степени удаления толуола в зависимости от удельного энерговклада в разряде при различных влажностях потока. Продемонстрирована важная роль содержания паров воды

8

в повышении эффективности разрушения толуола самостоятельным тлеющим разрядом атмосферного давления. На основе результатов численного моделирования определены главные каналы удаления СбН5СНз во влажном воздухе, определен их абсолютный и относительный вклад в удаление толуола в зависимости от содержания паров воды [НгО], найдены характерные времена протекания процессов плазмохимического разрушения C6H5CII3. Проводится анализ основных промежуточных и конечных продуктов разложения толуола, обсуждаются механизмы их образования.

В заключении кратко сформулированы основные выводы и результаты, полученные в диссертации, и их практическая значимость.

Список цитируемой литературы состоит из 155 наименований.

Научная новизна исследований.

1. Впервые разработана детальная кинетическая модель плазмохимического разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме атмосферного давления в смеси молекулярных газов азота, кислорода и паров воды, описывающая все последовательные стадии процесса разложения толуола вплоть до формирования конечных стабильных продуктов - углекислого газа и воды. Развитая кинетическая модель позволяет предсказывать состав промежуточных и конечных продуктов разложения на выходе плазмохимического реактора и энергетическую эффективность процесса очистки в зависимости от характеристик разряда.

2. Сформулирован механизм разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме азота, в который впервые включена электронно - возбужденная метастабильная молекула N2(a°S"u). В отсутствие экспериментальных данных о константах скоростей реакций молекулы толуола с электронно - возбужденными молекулами азота N2(A3E+U) и ^(a^ITu) впервые на основе анализа экзотермического эффекта реакций, закона сохранения спина и экспериментальных данных по составу побочных продуктов разложения толуола определены каналы разрушения толуола и их относительные вероятности в неравновесной низкотемпературной плазме азота. Развитый механизм позволил адекватно описать результаты экспериментов по степени разрушения и составу продуктов разложения в диэлектрическом барьерном разряде в азоте.

3.На основе результатов численного моделирования, выполненного в рамках созданной кинетической модели плазмохимического разрушения толуола в неравновесной

низкотемпературной плазме атмосферного давления, впервые установлено, что в "сухой" газовой смеси N2: О2, не содержащей в своем составе паров воды Н2О, наибольший вклад в разложение толуола вносят реакции толуола с гидроксильным радикалом ОН, который нарабатывается в этой смеси за счет плазмохимических реакций между атомами и молекулами кислорода и продуктами разложения толуола.

4. Численным моделированием процессов разрушения толуола впервые установлены главные каналы и основные закономерности динамики (двухстадийный характер) процесса разрушения толуола в стационарном тлеющем разряде атмосферного давления во влажном воздухе. Определены основные механизмы влияния паров воды на процесс разрушения толуола С6Н5СН3 в стационарном тлеющем разряде. Впервые установлен каталитический цикл с участием гидроксильного радикала ОН в качестве катализатора, приводящий к значительному ускорению процессов рекомбинации атомов кислорода, наработанных в тлеющем разряде. Этот процесс приводит также к подавлению образования озона при наличии паров воды в составе исходной газовой смеси.

Защищаемые положения.

1. Основные каналы разрушения толуола в неравновесной плазме атмосферного давления при его малой концентрации зависят от состава газа и вида разряда.

2. Главную роль в механизме разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме азота при атмосферном давлении играют реакции молекул толуола с электронно -возбужденными метастабильными молекулами азота К2(А3Х+и) и ^(а 1Х"и). Ионно -молекулярные реакции и разрушение толуола прямым электронным ударом не играют большой роли в механизме разрушения толуола в диэлектрическом барьерном разряде -их вклад в общее разрушение толуола не превышает 3 %.

3. В газовой смеси N2: Ог, не содержащей в своем составе паров воды Н2О, вклад реакций разрушения толуола метастабильными молекулами азота монотонно уменьшается с ростом концентрации кислорода в смеси и при [О2] > 5% становится несущественным.

10

4. В отсутствие паров воды в смеси N2: 02 при атмосферном давлении наибольший вклад в разложение толуола вносит реакция С6Н5СН3 с гидроксильным радикалом ОН, который нарабатывается в этой смеси во вторичных реакциях атомов и молекул кислорода с продуктами, образующимися в ходе разложения толуола.

5. Существует концентрация молекулярного кислорода [О2]0Пт в газовой смеси N2: О2, при которой достигается максимальная эффективность удаления толуола. Существование оптимальной концентрации кислорода связано с наличием канала генерации озона, конкурирующего с процессами разложения толуола в реакциях с атомами О. Величина оптимальной концентрации кислорода [ОгЗопт повышается с ростом начальной концентрации толуола в смеси.

6. Разложение толуола в газовой смеси ^:02:Нг0 в стационарном тлеющем разряде происходит в две стадии. Первая (быстрая) стадия длится около 100 мкс после окончания разряда, вторая (медленная) стадия имеет характерную длительность 100 мс. Основной механизм разрушения толуола в течение обеих стадий одинаков и связан с реакцией молекул С6Н5СН3 с гидроксильным радикалом ОН. Однако механизм образования радикала ОН на этих стадиях существенно различается. На первой стадии ОН производится путём диссоциации молекул воды электронным ударом и при взаимодействии с электронно - возбужденными молекулами и атомами азота и кислорода. На второй стадии ОН образуется, в основном, во вторичных реакциях атомов и молекул кислорода с продуктами, образующимися в ходе разложения толуола. Соотношение вкладов быстрой и медленной стадий в общее удаление толуола зависит от влажности газа, удельного энерговклада и начального содержания толуола.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Трушкин, Андрей Николаевич

Основные выводы и результаты, полученные в диссертации, можно кратко сформулировать следующим образом:

1. Разработана численная кинетическая модель плазмохимического разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме атмосферного давления в смеси молекулярных газов азота, кислорода и паров воды, описывающая все последовательные стадии процесса разложения толуола вплоть до формирования конечных стабильных продуктов - углекислого газа и воды.

2. Установлено, что главную роль в механизме разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме азота играют его реакции с электронно-возбужденными метастабильными молекулами азота в ^(А I и) и N2(3' ХГи) состояниях. Непосредственный вклад прямого электронного удара в механизм разрушения толуола в диэлектрическом барьерном разряде в азоте не превышает 2%. Ион - молекулярные реакции вносят незначительный вклад в процесс удаления толуола с помощью барьерного разряда - их вклад в разрушение толуола в условиях ДБР в азоте не превышает 1 %.

3. Численным моделированием показано, что присутствие кислорода в составе плазмообразующей газовой смеси диэлектрического барьерного разряда существенно изменяет кинетику разрушения толуола и значительно повышает эффективность его удаления по сравнению с разрядом в чистом азоте. Установлено, что в "сухой" газовой смеси N2: О2, не содержащей в своем составе пары воды, наибольший вклад в разложение толуола вносят реакции С6Н5СН3 с гидроксильным радикалом ОН, который нарабатывается в этой смеси за счет плазмохимических реакций между атомами и молекулами кислорода и продуктами разложения толуола.

4. Численное моделирование показало, что в газовой смеси М2:02 существует оптимальная концентрация молекулярного кислорода [02]0пт, при которой достигается максимальная эффективность удаления толуола в неравновесной низкотемпературной плазме. Установлено, что существование оптимальной концентрации кислорода связано с наличием конкурирующих каналов расходования наработанных атомов: канала разложения толуола и канала генерации озона. Показано, что величина оптимальной концентрации кислорода [ОгЗопт повышается с ростом начальной концентрации толуола в смеси.

5. Установлено, что при многоимпульсном режиме воздействия газового разряда на обрабатываемую смесь в динамике разложения толуола в течение каждого импульса тока присутствуют две последовательные стадии, отличающиеся по длительности, преобладающему механизму и интенсивности процессов разрушения толуола. В течение первой стадии, длящейся примерно 1 мкс после окончания разряда, основным механизмом разрушения толуола являются его реакции с электронно-возбужденными метастабильными молекулами азота А3Е+„ ) и ^(а'1^'). Преобладающим механизмом разрушения толуола на второй стадии являются реакции между молекулами толуола и гидроксильным радикалом ОН. Показано, что количество толуола, разрушенного в течение первой стадии остается неизменным, а количество толуола, разрушенного в течение второй стадии монотонно уменьшается с увеличением номера импульса тока. Вклад первой стадии в общее удаление толуола монотонно уменьшается с ростом концентрации кислорода в газовой смеси и при [02] > 5% становится несущественным.

6. Численное моделирование показало, что присутствие кислорода в исходной газовой смеси существенно изменяет, по сравнению с чистым азотом, состав промежуточных и конечных продуктов плазмохимического разложения толуола.

7. Влажность обрабатываемого газового потока существенно повышает эффективность удаления толуола с помощью тлеющего разряда атмосферного давления. Этот вывод согласуется с имеющимися экспериментальными результатами. На основе анализа результатов моделирования установлены основные механизмы влияния влажности на процесс разрушения толуола С6Н5СН3.

8. Основной механизм разрушения толуола в тлеющем разряде в газовой смеси N2:02:^0 при атмосферном давлении связан с реакциями молекул толуола с гидроксильным радикалом ОН. Прямой вклад атомов кислорода в удаление С6Н5СН3 невелик и уменьшается с ростом концентрации паров воды в газе. Ионно - молекулярные реакции и диссоциация молекул СбН5СН3 прямым электронным ударом не имеют существенного значения в механизме разрушения толуола с помощью стационарного тлеющего разряда

136 атмосферного давления - их вклад в общее удаление толуола не превышает нескольких процентов.

9. Численным моделированием установлено существование двух стадий в процессе разложения толуола в стационарном тлеющем разряде, отличающихся длительностью и интенсивностью плазмохимических процессов разрушения С6Н5СН3. Первая (быстрая) стадия имеет длительность примерно 100 мкс, в то время как вторая (медленная) стадия продолжается в течение нескольких десятков миллисекунд.

Основной механизм разрушения толуола в течение обеих стадий одинаков и связан с взаимодействием молекул С6Н5СН3 с гидроксильным радикалом ОН, однако источники радикала ОН на этих стадиях различные. В течение быстрой стадии происходит расходование гидроксильного радикала, наработанного в тлеющем разряде в процессах диссоциации молекул воды прямым электронным ударом, а также при взаимодействии молекул Н2О с электронно - возбужденными молекулами и атомами азота и атомарного кислорода. Вторая стадия характеризуется существенно меньшей по сравнению с первой стадией скоростью разрушения толуола, которая определяется интенсивностью наработки гидроксильного радикала за счет плазмохимических реакций между продуктами разложения С6Н5СН3 и атомами кислорода.

10. Показано, что соотношение вкладов быстрой и медленной стадий в разрушение толуола зависит от влажности потока, удельного энерговклада в газ и исходного содержания толуола. При фиксированном энерговкладе в газ доля медленной стадии в разрушении толуола уменьшается с ростом влажности потока, при этом даже при высокой влажности (е = 18%) этот вклад сопоставим (-30 %) с вкладом быстрой стадии. Увеличение энерговклада и исходного содержания толуола в газе приводит к повышению вклада медленной стадии в разрушение С6Н5СН3.

11. Установлено, что наличие паров воды в обрабатываемом газовом потоке оказывает существенное влияние на состав и динамику промежуточных и конечных продуктов плазмохимического разложения толуола. Увеличение влажности потока приводит к заметному повышению выхода углекислого газа СО2 по отношению к СО и значительному уменьшению выхода озона. Установлен каталитический цикл с участием гидроксильного радикала ОН в качестве катализатора, приводящий к значительному ускорению рекомбинации атомов кислорода и подавлению образования озона при наличии паров воды в составе плазмообразующего газа.

Практическая ценность и возможные применения результатов диссертации.

1. Развитая кинетическая модель плазмохимического разрушения толуола в неравновесной низкотемпературной плазме атмосферного давления в смеси молекулярных газов азота, кислорода и паров воды позволяет предсказывать энергетическую эффективность процесса очистки и состав промежуточных и конечных продуктов разложения на выходе плазмохимического реактора в зависимости от характеристик разряда.

2. Обнаруженное в диссертации существование оптимальной концентрации молекулярного кислорода [02]0пт в газовой смеси N2:02, при которой достигается максимальная эффективность удаления толуола, установление зависимости величины [СЫоит от экспериментальных условий позволяют выбирать оптимальные режимы плазменной очистки "сухих" газовых смесей N2: Ог

3. В условиях прокачки обрабатываемой газовой смеси через зону разряда наличие растянутых во времени стадий разрушения толуола приводит к необходимости многофакторной оптимизации пространственных размеров электрофизической установки. Установленные в диссертации закономерности динамики процесса разрушения толуола в стационарном тлеющем разряде атмосферного давления во влажном воздухе (существование двух сильно различающихся по длительности временных стадий), выявленные основные механизмы влияния влажности на этот процесс позволяют целенаправленно выбирать оптимальные условия и режимы горения разряда и оптимальные конструкции плазмохимического реактора для достижения максимальной степени разрушения толуола при минимальных энергетических затратах.

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность научному руководителю Кочетову И.В. за постановку задачи, постоянное внимание к данной работе и большую помощь при ее выполнении; Напартовичу А. П., Дятко Н. А., Потапкину Б. В., Уманскому С. Я. и Деминскому М. А. за плодотворное обсуждение результатов работы.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Трушкин, Андрей Николаевич, 2013 год

Литература

1. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности. - Калуга: Изд -во Н.Ф. Бочкаревой, 2007, 800с.

2. Акишев Ю.С. Неравновесная плазма в плотных газах (физика, химия, техника и применение в экологии): Уч. пособие. М.: МИФИ, 2002,152 с.

3. Frank N. W. and Hirano S. The History of Electron Beam Processing for Environmental Pollution Control and Work Performed in the United States. - NATO ASI Series, Y.G34, Part B, P.l -26. Non - Thermal Plasma Techniques for Pollution Control. Edited by B.M. Penetrante and S.E. Schultheis. Springer - Verlag, Berlin Heidelberg, 1993.

4. Koda S., Tsuchiya S. and Hihita T. Kinetic study of NOx and SOx removal from model emission gases under irradiation of high energy electron beam. - Fundamentals of Air Pollution Control Technologies, 1979, v.2, p. 16 - 22.

5. Kawamura K. and Shui V. H. Pilot Plant experience in electron - beam treatment of iron -ore sintering flue gas and its application to coal boiler flue gas cleaning. - Radiat. Phys. Chem., 1984, v.24, p. 117-127.

6. Fuchs P., Roth В., Schwing U., Angele H. and Gottstein J. Removal of NOx and S02 by the Electron Beam Process. - Radiat. Phys. Chem., 1988, v.31, pp. 45 - 56.

7. Потапкин Б.В., Русанов В.Д., Фридман А.А. Эффект каталитической активности неравновесной плазмы в химических реакциях.- ДАН СССР, 1989, т. 308, с. 897 - 900.

8. Кузнецов Д.Л., Месяц Г.А., Новоселов Ю.Н. Удаление окислов серы из дымовых газов под действием импульсных пучков электронов. - ТВТ, 1996, т. 34, № 6, с.845 - 852.

9. Penetrante В.М., Bardsley J.N. and Hsiao M.C. Kinetic analysis of Non - Thermal Plasmas Used for Pollution Control. - Jpn. J. Appl. Phys., 1997, v.36, pp. 5007 -5017.

10. Penetrante B.M., Hsiao M.C., Bardsley J.N., Merritt B.T., Vogtin G.E., Kuth A., Burkliart C.P. and Bayless J.R. Identification of Mechanisms for Decomposition of Air Pollutants by Non - Thermal Plasma Processing. - Plasma Sources Sci. Technol., 1997, v.6, pp. 251 -259.

11. B.M. Penetrante, Hsiao M.C., Bardsley J.N., Merritt B.T., Vogtin G.E. and Wallman P.H Electron Beam and Pulsed Corona Processing of Volatile Organic Compounds in Gas Streams.-Pure& Applied Chemistry, 1996, v. 68, pp. 1083 -1088.

12. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука, 1971, 544с.

13. Акишев Ю.С., Дерюгин А.А., Кочетов И.В., Напартович А.П., Трушкин Н.И. Эффективность генерации химически активных частиц в самостоятельном тлеющем разряде. - Физика плазмы, 1994, т.20, №6, с. 585 - 592.

14. Eliasson В., Kogelschatz U. and Baessler P. Dissociation of 02 in N2/O2 mixtures. - J. Phys. B: Atom. Mol. Phys., 1984, v. 17, pp. 794 - 801.

15. Yan K., Heesch E.J.M., Pemen A.J.M., and Huijbrechts P.A.H.J. From Chemical Kinetics to Streamer Corona Reactor and Voltage Pulse Generator. - Plasma Chemistry and Plasma Processing, 200l,v. 21, № 1, pp.107 -137.

16. Babaeva N.Yu. and Naidis G.V. Two-dimensional modelling of positive streamer dynamics in non-uniform electric fields in air.- J. Phys.D: Appl. Phys., 1996, v. 29, pp.2423-2431.

17 . Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991, 224 с.

18. Ono R. and Oda R. Measurement of gas temperature and OH density in the afterglow of pulsed positive corona discharge - J. Phys. D: Appl. Phys., 2008, v. 41, 035204 (1 lpp).

19. Ono R., Nakagawa Y. and Oda R. Effects of pulse width on the propagation of radicals and excited species in a pulsed positive corona discharge. - J. Phys. D: Appl. Phys., 2011, v. 44, p. 485201 (14pp).

20. Naidis G.V. Efficiency of generation of chemically active species by corona discharges. -Plasma Sources Sci. Technol., 2012, v. 21, 042001.

21. Wang D., Matsumoto Т., Namihira T. and Akiyama II. Development of Higher Yield Ozonizer Based on Nano - Seconds Pulsed Discharge. - J. Adv. Oxid. Technol., 2010, v. 13, p.71 - 78.

22. Matsumoto Т., Wang D., Namihira T. and Akiyama H. Pulsed Discharge Induced by Nanosecond Pulsed Power in Atmospheric Air. - IEEE Trans. Plasma Sci., 2010, v. 38, p.2639.

23. Mizuno A., Clemens J.S., Davis R.A. Method for the Removal of SO2 from Exhaust Gas Utilizing Pulsed Streamer Corona for Electron Energisation. - IEEE Trans, on Ind. Appl., 1986, v. 1A-22, №3, p.561.

24. Masuda S. Pulse corona induced plasma chemical process: a horizon of new plasma technologies. - Pure& Appl. Chem.,1988, v.60, № 5, pp.727 -731.

25. Dinelli G., Civitano L., Rea M. Industrial Experiments on Pulse Corona Simultaneous Removal ofNOx and S02 from Flue Gas. - IEEE Trans, on Ind. Appl., 1990, v. 26, №3, p.535.

26. Amirov R.H., Asinovsky E.I., Samoilov I.S. and Shepelin A.V. Oxidation Characteristics of Nitrogen Monoxide by Nanosecond Pulse Corona Discharge in a Methane Combustion Flue gas. - Plasma Sources Sci. Technol., 1993, v.2, p. 289.

27. Шведчиков А.П., Белоусова Е.В., Полякова А.В., Понизовский А.З., Гончаров В. А. Очистка атмосферного воздуха от экологически вредных примесей с помощью стримерного коронного разряда и УФ - облучения.- Химия высоких энергий, 1992, т. 26, №4, с.317 -319.

28. NATO ASI Series, V. G 34. Non - Thermal Plasma Techniques for Pollution Control: Part A - Overview, Fundamentals and Supporting Technologies. Ed. B.M. Penetrante and S. E. Schultheis (Springer -Verlag, Berlin Heidelberg, 1993).

29. NATO ASI Series, V. G 34. Non - Thermal Plasma Techniques for Pollution Control: Part В - Electron Beam and Electrical Discharge Processing. Ed. B.M. Penetrante and S. E. Schultheis (Springer -Verlag, Berlin Heidelberg, 1993).

30. Железняк М.Б., Филимонова E.A. Моделирование газофазного химического реактора на основе импульсного стримерного разряда для удаления токсичных примесей. - ТВТ, 1998, т.36, №3, с. 374 -379.

31. Железняк М.Б., Филимонова Е.А. Моделирование газофазного химического реактора на основе импульсного стримерного разряда для удаления токсичных примесей. - ТВТ, 1998, т.36, №4, с. 557 -564.

32. Filimonova Е.А., Amirov R.H., Kim Н.Т. and Park I.H. Comparative modelling of NOx and SO2 removal from pollutant gases using pulsed - corona and silent discharges. - J. Phys.D: Appl. Phys., 2000, v. 33, pp. 1716 -1727.

33. Шведчиков А.П., Белоусова Э.В., Полякова А.В., Понизовский А.З., Гончаров В.А. Очистка атмосферного воздуха от паров стирола с помощью импульсного коронного разряда и УФ - облучения. - Химия высоких энергий, 1992, т. 26, №5, с.448 -451.

34. Амиров Р.Х., Асиновский Э.И., Самойлов И.С., Шепелин А.В. Удаление формальдегида с помощью наносекундного коронного разряда. - Применение электронных пучков и импульсных разрядов для очистки дымовых газов. М.: ИВТАН, 1993,с. 49 -53.

35. Pemen A.J.M., Nair S.A., Yan К., Heesch B.E.J., Ptasinski K.J. and Drinkenburg A.A.II. Pulsed corona discharges for tar removal from biomass derived fuel gas. - Plasma Polym., 2003, v.8, №3,pp. 209 -224.

36. Bityurin V.A., Filimonova E.A. and Naidis G.Y. Simulation of Naphtalene Conversion in Biogas Initiated by Pulsed Corona Discharges. - IEEE Trans, on Plasma Science, 2009, v. 37, № 6, pp.911 -919.

37. Самойлович В.Г., Гибалов В.И., Козлов К.В. Физическая химия барьерного разряда. М.: Изд - во МГУ, 1989.

38. Филиппов Ю.В., Вобликова В.А., Пантелеев В.И. Электросинтез озона. М.: Изд - во МГУ, 1987.

39. Ломаев М.И., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В., Ерофеев М.В. Эксилампы - эффективные источники спонтанного УФ - и ВУФ - излучения. - УФН, 2003, т. 173, №2, с. 201 -217.

40. Samanta К.К., Jassal М. and Agrawal А.К. Improvement in water and oil absorbency of textile substrate by atmospheric pressure cold plasma treatment. -Surface & Coatings Technology, 2009, v. 203, pp. 1336 -1342.

41. Boeuf J.P., Punset C., Hirech A. and Doyeux A. Physics and Modeling of Plasma Display Panels. - J. Phys. IV, France, 1997, v. 7, pp. C4-3 - C4 -14.

42. Miao H. and Yun G. The sterilization of Escherichia coli by dielectric barrier discharge plasma at atmospheric pressure. - Appl. Surf. Sci., 2011, v. 257, pp. 7065 07070.

43. Бубнов А.Г., Гринкевич В.И., Александрова С.Н., Костров В.В. Воздействие плазмы барьерного разряда на пары фенола и формальдегида. - Химия высоких энергий, 1993, т. 27, № 4, с.23 -88.

44. Chang М.В., Kushner M.J., and Rood M.J. Removal of SO2 and Simultaneous Removal of SO2 and NO from Flue Gas Streams Using Dielectric Barrier Discharge Plasmas. - Plasma Chem. Plasma Process., 1992, v. 12, № 4, pp.565 -579.

45. Rudolph R., Francke K. P. and Miessner R. Concentration Dependence of VOC Decomposition by Dielectric Barrier Discharge. - Plasma Chem. Plasma Process., 2002, v.22, № 3, pp.401-412.

46. Бугаев С.П., Кувшинов В.А., Сочугов Н.С., Хряпов П.А. Глубокая очистка воздуха от примеси углеводородов в барьерном разряде. - Письма в ЖТФ, т. 22, в. 17, с. 49 - 53.

47. Hsiao М.С., Merritt В.Т., Penetrante В М., Vogtin G.E., and Wallman P.H. Plasma Assisted Decomposition of Methanol and Trichloroethylene in Atmospheric Pressure Air Streams by Electrical Discharge Processing. - J. Appl. Phys., 1997, v.6, pp. 251 -259.

48. Амиров P.X., Асиновский Э.И., Мальков О.С., Самойлов И.С. Очистка воздуха в газоразрядном реакторе с наполнителем из титаната бария. - Тр. 7 Всероссийской конференции по физике газового разряда. Самара, 1994, ч.2, с. 225 -226.

49. Abdelaziz A.A., Seto Т., Abdel - Salam М. and Otani Y. Perfomance of surface dielectric barrier discharge based reactor for destruction of naphthalene in an air stream. - J. Phys. D: Appl. Phys., 2012, v. 45, 115201 (10 pp.).

50. Akishev Yu.S., Levkin V.V., Napartovich A.P. and Trushkin N.I. New form of DC glow discharge in fast gas flow at atmospheric and superatmospheric pressure. - Proc. of ICPIG -XX, Pisa, Italy, 1991, v.4, p. 901 -902.

51. Napartovich A.P., Akishev Yu.S., Deryugin A.A., Kochetov I.V., Trushkin N.I. DC Glow Discharge with fast Gas Flow for Flue Gas processing//Non-thermal Plasma techniques for Pollution Control. Part B. NATO ASI Series / Edited by B.M.Penetrante and S.E.Schultheis. Springer-Verlag, 1993, v.G34, p.355-369.

52. Akishev Yu.S., Deryugin A.A., Kochetov I.V., Napartovich A.P., Trushkin N.I DC glow discharge in air flow at atmospheric pressure in connection with waste gases treatment. - J. Phys. D: Appl. Phys., 1993, v.26,N10, pp.1630-1637.

53. Акишев Ю.С., Дерюгин A.A., Елкин II.H., Кочетов И.В., Напартович А.П., Трушкин Н.И. Расчет пространственной структуры тлеющего разряда в воздухе. - Физика плазмы, 1994, т.20, №5, с. 487-491.

54. Акишев Ю.С., Дерюгин А.А., Каралышк В.Б., Кочетов И.В., Напартович А.П., Трушкин Н.И. Экспериментальное исследование и численное моделирование тлеющего разряда постоянного тока атмосферного давления - Физика плазмы, 1994, т.20, №6, с.571-584.

55. Akishev Yu.S., Napartovich А.Р., Trushkin N.I. Decomposition of Volatile organic Components at ppm levels using DC glow discharge plasmas. - Proc. of Int. Simp, on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry, Milovy, Chech. Republic, 1996, p. 123.

56. Акишев Ю.С., Епхиева T.C., Клушин B.H., Напартович А.П., Трушкин Н.И. Сопоставительные затраты глубокой очистки воздуха от паров летучих органических соединений электрофизическим плазменным и углеадсорбционным методами. - Тр. 10 Международной конференции по химии и химической технологии. М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 1996, ч.2, с.228.

57. Akishev Yu.S., Deryugin А.А., Grushin M.E., Napartovich A.P., Trushkin N.I. Steady-state DC glow discharge at atmospheric pressure as effective non-thermal plasma reactor for pollution control. - Proc. of 2 Int. Symp. "Non-Thermal PlasmaTechnology for Gaseous pollution Control", Salvador, Brazil, 1997, p.64-69.

58. Akishev Yu. S., Karalnik V.B., Kochetov I.Y., Monich A.E., Napartovich A.P. and Trushkin N.I. On synergetic effects at destroying of toluene and TCE by non-thermal plasma of DC glow discharge and streamer corona at atmospheric pressure. - Proc. of 16th Int.Symp. on Plasma Chem. 2003. (Taormina, Italy). P. 226.

59. Chen ILL., Lee II.M., Chen S.I-L, Chang M.B., Yu S.J. and Li S.N. Removal of Volatile Organic Compounds by Single - Stage and Two -Stage Plasma Catalysis Systems: A Review of the Performance Enhancement Mechanisms, Current Status and Suitable Applications. - Environ. Sci. Technol., 2009, v.43, pp. 2216 -2227.

60. Kim H.H. and Ogata A. Nonthermal plasma activates catalyst: from current understanding and future prospects. - Eur. Phys. J. Appl. Phys., 2011,v. 55, 13806.

61. Kim H.H. and Ogata A. Interaction of Nonthermal Plasma with Catalyst for the Air Pollution Control. - Int. J. of Plasma Envir. Sci.& Technol., 2012, v. 6, № 1, pp. 43 -48.

62. Kang M., Kim B.J., Cho S.M., Chung C.H., Kim B.W., Han J.Y. and Yoon K.J. Decomposition of toluene using an atmospheric pressure plasma/Ti02 catalytic system. - J. Molec. Catalysis. A: Chemical, 2002, v. 180, pp. 125 -132.

63. Demidyuk V. and Whitehead J.C. Influence of Temperature on Gas - Phase Toluene Decomposition in Plasma - Catalytic System. - Plasma Chem. Plasma Process., 2007, v.27, pp.85 -94.

64. Durme J., Dewulf J., Sysmans W., Leys C., Langenhove H. Efficient toluene abatement in indoor air by a plasma catalytic hybrid system. - Appl. Catal. B, 2009, v. 74, pp. 161 -169.

65. Ogata A., Kim H.H., Oh S.M., Einaga II. and Futamura S. Relationship between ozone formation and toluene decomposition efficiency in a zeolite - hybrid plasma reactor. - Proc. of Int. Conf. on Electrostatic Precipitation, 2006, Cairns, Australia, p. 1 -11.

66.Kim H.H., Ogata A. and Futamura S. Complete Oxidation of Volatile Organic Compounds (VOCs) Using Plasma - Driven Catalysis and Oxygen Plasma. - Int. J. of Plasma Envir. Sci& Technol., 2007, v. 1, № 1, pp. 46-51.

67. Ognier S., Martin L., Amouroux J. Toluene destruction by DBD at atmospheric pressure: identification of reaction pathways by isotopic labeling and use of the plasma DBD as a pretreatment for adsorbtion. - Proc. of 17th Int. Symp. on Plasma Chem.,2005, (Toronto, Canada), p.604.

68. Sjoberg A. Toluene Removal from Waste Air by Combined Biological and Non -thermal Techniques. PhD thesis. Zurich: Swiss Federal Institute of Technology, 1999.

69. Urashima K., Chang J.S. Removal of Volatile Organic Compounds from Air Streams and Industrial Flue Gases by Non - Thermal Plasma Technology. - IEEE Trans. Dielectr. and Electr. Ins., 2000, v.7, №5, p. 602 - 613.

70. Pekarek S., Kriha V., Pospesil M., Viden I.M. Multi hollow needle to plate plasmachemical reactor for pollutant decomposition. - J. Phys. D: Appl. Phys., 2001, v. 34, pp. LI 17 - L121.

71. Vertriest R., Morent R., Dewulf J., Leys C. and Van Langenhove II. Multi - pin - to - plate atmospheric glow discharge for the removal volatile organic compounds in waste air. - Plasma Sources Sci. Technol., 2003, v.12, pp.412 - 416.

72. Magureanu M., Mandache N.B., Gaigneaux E., Paun C. and Parvulescu V.I. Toluene oxidation in a plasma - catalytic system. - J. Appl. Phys., 2006, v. 99, pp. 525-529.

73. Machala Z., Morvova M., Marode E. and Morva J. Removal of cyclohexanone in transition electric discharge at atmospheric pressure. - Phys. D: Appl. Phys., 2000, v. 33, pp.3198 - 3213.

74. Falkenstein Z., Effect of the O2 concentration on the removal efficiency of volatile organic compounds with dielectric barrier discharges in Ar and N2. - J. Appl. Phys., 1999, v. 85, № 1, pp. 525-529.

75. Blin-Simiand N., Jorand F., Magne L., Pasquiers S., Postel C., Vacher J.-R. Plasma Reactivity and Plasma-Surface Interactions During Treatment of Toluene by a Dielectric Barrier Discharge.- Plasma Chem. Plasma Process., 2008, v.28, pp. 429-466.

76. Deminsky M. A., Kochetov I.V., Trushkin A.N., Umanskii S. Ya. Modeling of Toluene Conversion in Non - Thermal Nitrogen Plasma. - Proc. of 9th Int. Workshop on Magneto -Plasma Aerodynamics. Ed. V.A.Bityurin, Moscow, JIHT, 2010, pp. 172 -178.

77. Trushkin A.N., Kochetov I.V. Model of toluene admixture destruction in dielectric barrier discharge in nitrogen at atmospheric pressure. - Proc. of III Int. Scien. Tech. Conf. "Aeroengines of XXI century". Moscow, CIAM, 2010, pp.1391-1393.

78. Трушкин A.H., Кочетов И.В. Моделирование процессов разрушения толуола в импульсно - периодическом разряде в смеси молекулярных газов азота и кислорода. -Физика плазмы, 2012, т.38, № 5, с.447 - 472.

79. Kogelschatz U. Dielectric-barrier Discharges: Their History, Discharge Physics and Industrial Applications. Plasma Chem. Plasma Process., 2003, v. 23, pp.1- 46.

80. Massines F., Rabehi A., Decomps P., Gadri R.B., Segur P. and Mayoux C. Experimental and theoretical study of a glow discharge at atmospheric pressure controlled by dielectric barrier. - J. Appl. Phys., 1998, v. 83, pp.12950-2957.

81. Brandenburg R., Maiorov V.A., Golubovskii Yu.B., Wagner II.E., Behnke J., and Behnke J.F. Diffuse barrier discharges in nitrogen with small admixtures of oxygen: discharge mechanism and transition to the filamentary regime. - J. Phys.D: Appl. Phys., 2005, v. 38, pp. 2187-2197.

82.Ayan H., Fridman G., Gutsol A., Vasilets V., Fridman A. and G. Friedman. Nanosecond -Pulsed Uniform Dielectric - Barrier Discharge. - IEEE Trans. Plasma Sci., 2008, v. 36, № 2, pp.504 - 508.

83. Yang D. Z., Wang W.C., Li S.C., Song Y. and Nie D.X. A diffusive air plasma in bi -directional nanosecond pulsed dielectric barrier discharge. - J. Phys.D: Appl. Phys., 2010, v. 43, № 45, p. 5455202.

84. Yang D. Z., Yang Y., Li S.C., Nie D.X., Zhang S. and Wang W.C. A homogenious dielectric barrier discharge plasma exited by bipolar nanosecond pulse in nitrogen and air. - Plasma Sources Sci. Technol., 2012, v. 21, p. 035004.

85. Акишев IO. С., Грушин M.E., Кочетов И. В., Напартович А. П., Панькин М.В., Трушкин Н. И. О переходе многоострийной отрицательной короны в атмосферном воздухе в режим тлеющего разряда. - Физика плазмы, 2000, т. 26, №2, с. 157 -163 .

86. Eichwald О., Ducasse О., Dubois D., Abahazem A., Merbahi N., Benhenni M. and Yousfi M. Experimental analysis and modelling of positive streamer in air: towards an estimation of О and N radical production. - J. Phys. D: Appl. Phys., 2008, v. 41, № 23, p. 234002.

87. Ono R. and Oda R. Spatial distribution of ozone density in pulsed corona discharges observed by two-dimensional laser absorbtion method. - J. Phys. D: Appl. Phys., 2004, v. 37, № 5, pp. 730- 735.

88. Ono R. and Oda R. Measurement of gas temperature and OH density in the afterglow of pulsed positive corona discharge. - J. Phys. D: Appl. Phys., 2008, v. 41, № 3, p. 035204.

89. Phelps A.V., Pitchford L.C. Report №26. Boulder,Colorado: Univ. of Colorado, 1985.

90. Henry R.J.W., Burke P.G., Sinfailam A.L. Scattering of Electrons by C, N, O, N4", 0+, and O^. - Phys. Rev., 1969, v.178, №1, pp. 218 - 225.

91. Berrington K.A., Burke P.G., Robb W.D. The scattering of electrons by atomic nitrogen. - J. Phys. B: Atom. Molec. Phys., 1975, v. 8, №15, pp. 2500 - 2511.

92. Capitelli M., Ferreira C.M., Gordiets B.F., Osipov A.I. Plasma Kinetics in Atmospheric Gases. (Berlin: Springer), 2000, 302 p.

93. Kossyi I.A, Kostinskii A.Y., Matveev A.A., Silakov V.P. Kinetic scheme of the non-equilibrium discharge in nitrogen - oxygen mixtures. - Plasma Sources Sci. Techn., 1992, v. 1, № 3, pp. 207- 220.

94. Smith D., Adams N.G., Alge E. Futher Studies of the N2+ + N2 = N 4+ Association Reaction. -Chem. Phys. Lett., 1984, v. 105, p. 317 - 321.

95. Klopovsky K.S., Mukhovatova A.V., Popov A.M., Popov N.A., Popovicheva O.B. and Rakhimova T.V. Kinetics of metastable states in high - pressure nitrogen plasma pumped by high - current electron beam. - J. Phys. D: Appl. Phys., 1994, v. 27, pp.1399 -1405.

96. Williams S., Arnold S., Viggiano A., Morris R., Dorai R. and Kushner M. Ion - Molecule Reactions in a Nitrogen - Benzene Plasma: Implications for the Destruction of Aromatic Compounds. - Proc. of 52 Annual Gaseous Electronics Conference. Nortfolk,VA,1999, p. 10.

97. Jiang C., Mohamed A., Stark R., Yuan J.H., Schoenbach K.II. Removal of Volatile Organic Compounds in Atmospheric Pressure Air by Means of Direct Current Glow Discharges. - IEEE Transactions on Plasma Science, 2005, v. 33, № 2, pp. 1416- 1425.

98. Lee H. M. and Chang M. B. Abatement of Gas - phase p-Xylene via Dielectric Barrier Discharge. - Plasma Chem. Plasma Proc., 2003, v.23, №3, pp.541 - 558.

99. Marotta E.,Callea A., Ren X., Rea M., Paradisi C. DC corona electric discharges for air pollution control. 2. Ionic intermediates and mechanisms of hydrocarbon processing. - Plasma Process. Polym., 2008, v. 5, №2, p. 146 - 154.

100. Гурвич JI. В., Караченцев Г. В., Кондратьев В. II. и др. Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону. Москва: Наука, 1974.

101. Мазурин О.В. Электрические свойства стекла. Л.: Ленгосхимиздат, 1962.

102. Braun D., Gibalov V. and Pietsch G. Two - dimensional modeling of the dielectric barrier discharge in air. - Plasma Sources Sci. Technol., 1992, v.l, pp.166 - 174.

103. Eliasson В., Kogelschatz U. J. Electron impact dissociation in oxygen. - J. Phys. B:At. Mol. Phys., 1986, v. 19, №8, pp.1241 - 1247.

104. Eliasson В., Kogelschatz U. J. Modeling and Applications of Silent Discharge Plasmas.-IEEE Trans. Plasma Sci., 1991, v.19, pp.309 - 323.

105. Penetrante B.M., Hsiao M.C., Merritt B.T., Vogtin G.E. and Wallman P.H. Comparison of Electrical Discharge Techniques for Non - Thermal Plasma Processing of NO in N2. - IEEE Trans. Plasma Sci., 1995, v. 23, p.679.

106. Manion J. A., Huie R. E., Levin R. D. et al. NIST Chemical Kinetics Database, NIST Standard Reference Database 17, Version 7.0 (Web Version), Release 1.4.3, Data version 2008.12, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, 20899-8320.: http://kinetics.nist.gov/

107. Person J. and Ham D. Removal of SO2 and NO from Stack Gases by Electron Beam Irradiation. - Radiat. Phys. Chem., 1988, v.28, pp. 1 - 8.

108. Guerra V., Loureiro J. Electron and heavy-particle kinetics in a low pressure nitrogen glow discharge.-Plasma Sources Sci. Technol., 1997, v.6, p. 361.

3 +

109. Meyer J., Klosterboer D., Setser D. Energy Transfer Reactions of N2 (A Eu ). IV.

Measurement of the Radiative Lifetime Study of the Interaction with Olefins and Other

Molecules. - J. Chem. Phys., 1971, v. 55, p.2084-2090.

148

110. Suzuki S., Suzuki Т., Itoh II. Determination of Collisional Quenching Rate Coefficient of N2 (A3£u+) by Air Pollutants. - In: Proc 28th ICPIG, 2007, July 15-20, Prague, Czech Republic.

111. Deminsky M., Chorkov V., Belov G., Cheshigin I., Knizhnik A., Shulakova E., Shulakov M., Iskandarova I., Alexandrov V. Chemical Workbench—integrated environment for materials science. -Computational Materials Science, 2003, v. 28, № 2, pp. 169-178.

112. Machala Z., Hensel K. and Marode E. Effect of oxygen content on VOC abatement in DC -driven discharges. - Proc. of 3th Int. Congress on Cold Atmosph. Pressure Plasmas: Sources and Appl. (CAPPSA-3), 2005, (Brugge, Belgium), p.97 - 101.

113. Trushkin A.N., Kochetov I.V. Plasma destruction of toluene impurities in N2: O2 mixture by pulse-periodical discharge. - Proc. of 10th Int. Workshop on Magneto - Plasma Aerodynamics. Ed. V.A.Bityurin, Moscow, JIIIT, 2011, pp. 29 -34.

114. Кочетов И.В., Трушкин A.H. Моделирование процессов разрушения толуола в импульсно-периодическом разряде в смеси N2: О2. - Тр уды XXXVIII Межд ународной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, 2011, http://www.fpl.gpi.ru/Zvenigorod/XXXVIII/Zven_XXXVIII.html.

115. Трушкин А.Н., Кочетов И.В. Кинетика плазмохимического разрушения толуола импульсно - периодическим барьерным разрядом в смеси N2:02. - Труды VI Международного Симпозиума по Теоретической и Прикладной Плазмохимии, 2011, Иваново, с. 189 -192.

116. Трушкин А.Н., Кочетов И.В. Кинетика плазмохимического разрушения толуола импульсно - периодическим барьерным разрядом в смеси N2:02.- Горение и плазмохимия, 2012, т. 9, №3, с. 169-177.

117. Ionin A.A., Kochetov I.V., Napartovich А.Р., Yuryshev N.N. Physics and engineering of singlet delta oxygen production in low-temperature plasma. - J. Phys. D: Appl. Phys., 2007, v. 40, №2, pp. R25 -R61.

118. Yousfi M., Azzi N., Segur P. Electron-molecule collision cross sections and electron swarm parameters in some atmospheric gases (N2, O2, CO2 and H2O). - Centre de Physique Atomique de Toulouse & Istituto di Elettrotecnica ed Elettronical Univcrsita di Padova, Toulouse Padova. 1987.

119. Мак-Ивен M., Филлипс JI. Химия атмосферы. Москва: Мир, 1978.

120. Chang А.Н., Lin S.H. A Theoretical Study of the O('D) + CH4 Reaction. - Chem. Phys. Lett., 2004, v. 384, № 4 -6, pp. 229 - 235.

121. WagnerV., Jenkin M.E., Saunders S.V., Stanton J., Wirtz K., and Pilling M.J. Modelling of the photooxidation of toluene: conceptual ideas for validating detailed mechanisms. - Atmos. Chem. Phys., 2003, v. 3, pp. 89-106.

122. Alvarez E.G., Viidanoja J., Muniz A. Experimental Confirmation of the Dicarbonyl Route in the Photooxidation of Toluene and Benzene. - Environ. Sci. Technol., 2007, v. 41, pp.83628369.

123. Словецкий Д. И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме. М.: Наука, 1980.

124. Herron J.T. Evaluated Chemical Kinetics Data for Reactions of N(2D), N(2P) and N2(3IU+) in the Gas Phase. - J. Phys. Chem. Ref. Data, 1999, v. 28, №5, pp.1453 - 1483.

125. Master Chemical Mechanism. Leeds University, GB: http://www.mcm.leeds.ac.uk/MCM

126. Zhong X., Bozzelli J.W. Thermochemical and kinetic analysis of the H, ОН, H02, О and 02 association reactions with cyclopentadienyl radical. - Journal of Physical Chemistry A, 1998, v. 102,pp.3537 - 3555.

127. Miller J.A., Melius C.F. Kinetic and Thermodynamic Issues In the Formation of Aromatic Compounds in Flames of Aliphatic Fuel. - Combustion and Flame, 1992, v. 91, pp. 21 - 39.

128. Warnatz J., Bockhorn II., Mozer A., Wenz ILW. Experimental Investigations and Computational Simulations of Acetylene - Oxygen Flames from Near Stotchtometric to Sooting Conditions. - Proc. 19th Intern. Symp. on Combustion, Haifa, Israel, 1983, pp.197 - 209.

129. Ко Т., Adusei G.Y., Fontijn A. Kinetics of the 0(3P) + СбНб reaction over a wide temperature range. - J. Phys. Chem., 1991, v. 95, pp. 8745 -8748.

130. Zhang H.-Y., McKinnon J. T. Elementary reaction modeling of high-temperature benzene combustion. - Combust. Sci. and Tech., 1995, v. 107, p. 261 -300.

131. Alzueta M.U., Glarborg P., Dam-Johansen K. Experimental and kinetic modeling study of the oxidation of benzene. - Int. J. Chem. Kin., 2000, v. 32, p.32.

132. Alzueta M. U., Bilbao R., Millera A., Oliva M. and Ibanez J.C. Interactions between nitric oxide and urea under flow reactor conditions.- Energy&Fuels, 1998, v. 12, pp.1001 - 1007.

133. Frank P., Herzler J., Just Th., Wahl C. High-temperature reactions of phenyl oxidation.-Proc. Intern. Symp. on Combust., 1994, v. 25, p. 833 -840.

134. Tanzawa Т., Gardiner W.C. Reaction Mechanism of the Homogeneous Thermal Decomposition of Acetylene. - J. Phys. Chem., 1980, v. 84, p. 236-239.

135. Knystautas R., Lee J.II.S., Shepherd J.E., Teodorczyk A. Flame Acceleration and Transition to Detonation in Benzene - Air Mixtures. - Combustion and Flame, 1998, v. 115, №3, pp. 424 -436.

136. Emdee J.L., Brezinsky K., Glassman I. A kinetic model for the oxidation of toluene near 1200 K.- J. Phys. Chem., 1992, v. 96, p. 2151 - 2161.

137. Westbrook C.K. and Pitz W.J. A Comprehensive Chemical Kinetic Reaction Mechanism for Oxidation and Pyrolysis of Propane and Propene. - Combust. Sci. Technol., 1984, v.37, pp. 117-152.

138. Marode E., Djermoune D., Dessante P., Deniset C., Segur P., Bastien F., Bourdon A. and Laux C. Physics and applications of atmospheric non - thermal air plasma with reference to environment. - Plasma Phys. Control. Fusion, 2009, v. 51, p. 124002 (15pp).

139. Falkenstein Z., Coogan J.J. Microdischarge behaviour in the silent discharge of nitrogen -oxygen and water - air mixtures. - J. Phys.D: Appl. Phys., 1997, v. 30, p. 817 - 825.

140. Vandenbroucke A.M., Morrent R., De Geyter N., Leys C. Non - thermal plasmas for non -catalitic and catalitic VOC abatement. - J. of Hazardous Materials, 2011, v. 195, pp. 30 - 54.

141. Guo Y. F., Ye D.Q., Chen K.F., and Tian Y.F. Humidity effect on toluene decomposition in a wire - plate dielectric barrier discharge reactor. - Plasma Chem.Plasma Proc., 2006, v. 26, pp. 237 - 249.

142. Kogoma M., Miki Y., Tanaka K., Takahashi K. Highly Efficient VOC Decomposition Using a Complex System (OH Radical, Ozone - UV, and Ti02) - Plasma Process, and Polym., 2006, v. 3, №9, pp. 727 - 733.

143. Chang Ming Du, Jian Hua Yan, Bruno Cheron. Decomposition of toluene in gliding arc discharge plasma reactor. - Plasma Sources Sci. Technol., 2007, v. 16, №4, pp. 791 - 797.

144. Durme J., Dewulf J., Sysmans W., Leys C. and Langenhove H. Abatement and degradation pathways of toluene in indoor air by positive corona discharge. - Chemosphere, 2007, v. 68, pp. 1821 -1829.

145. Blin-Simiand N., Jorand F., Belhadj-Miled Z., Pasquiers S., Postel C. Influence of Temperature on the Removal of Toluene by Dielectric Barrier Discharge. - Int. J. of Plasma Environmental Science and Technology, 2007, v. 1, №1, pp. 64 - 70.

146. Korzekwa R.A., Grothaus M.G., Hutcherson R.K., Roush R.A. and Brown R. Destruction of hazardous air pollutants using a fast rise time pulsed corona reactor. - Rev. of Scientific Instruments, 1998, v. 69, №4, pp.1886 - 1894.

147. Futamura S., Terasawa T. and Sugasawa M. Additive effect of water on the reaction behavior of VOCs in nonthermal plasma. - Proc. of 18th Int. Symp. on Plasma Chem., 2007, Kyoto, Japan, p. 719.

148. Chin D.N., Park C.W., and Hahn C.W. Detection of OH (A) and 0(D) Emissium Spectrum Generated in a Pulsed Corona Plasma. - Bull. Korean Chem. Soc., 2000, v. 21, pp. 228 -232.

149. Akishev Yu.S., Grushin M.E., Kochetov I.V., Trushkin A.N., Trushkin N.I. Destruction of

th

toluene in the steady -state glow discharge at atmospheric pressure in humid air - Proc. of 11 Int. Workshop on Magneto - Plasma Aerodynamics. Ed, V. A. Bityurin, Moscow, JIHT, 2012, pp. 102 -104.

150. Трушкин A.H., Грушин M. E., Кочетов И.В., Трушкин Н.И., Акишев Ю.С. О разрушении толуола в стационарном тлеющем разряде атмосферного давления. - Физика плазмы, 2013, т.39, № 2, с. 193 - 209.

151. Itikawa Y., Mason N. Cross Sections for Electron Collisions with Water Molecules.- J. Phys. Chem. Ref. Data, 2005, v.34, pp. 1-22.

152. Sieck L.W., Buckley T.J., Herron J.T., and Green D. S. Pulsed Electron-Beam Ionization of Humid Air and Humid Air/ Toluene Mixtures: Time Resolved Cationic Kinetics and Comparisons with Predictive Models.- Plasma Chem. Plasma Process., 2001, v. 21, pp. 441-457.

153. Becker К. H., Fink E. H., Groth W., Jud W. and Kley D. N2 Formation in the Lewis -Rayleigh Afterglow. - Faraday Discus. Chem. Soc., 1972, №53, pp. 35 - 51.

154. Balamuta J., Golde M. F. Quenching of metastable Ar, Kr and Xe atoms by oxygen -containing compounds: A resonance fluorescence study of reaction products. - J. Chem. Phys., 1982, v. 76, № 5, pp. 2430 - 2440.

155. Ono R. and Oda R. Optical Diagnosis of Pulsed Streamer Discharge under Atmospheric Pressure. - Int. J. Plasma Envir. Sci.& Tech., 2007, v. 1, №2, pp.123 -129.