НАДЁЖНОСТЬ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПАРОВ МУРАВЬИНОЙ КИСЛОТЫ В РЕАКТОРЕ С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМ БАРЬЕРНЫМ РАЗРЯДОМ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 504.06:62-784.43:537.523.9

А.Е. Ефимов, A.Г. Бубнов

Ивановский государственный химико-технологический университет, [email protected]

НАДЁЖНОСТЬ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПАРОВ МУРАВЬИНОЙ КИСЛОТЫ В РЕАКТОРЕ С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМ БАРЬЕРНЫМ

РАЗРЯДОМ

Выявлен набор физических и химических характеристик реактора диэлектрического барьерного разряда и исследовано их влияние на степень удаления муравьиной кислоты из воздуха. Степень превращения муравьиной кислоты увеличивается при повышении удельной мощности разряда и уменьшается при увеличении скорости расхода воздуха и начальной концентрации поллютанта (степень превращения в начале процесса очистки была выше 90%). Оценены типовые показатели надёжности для реактора с диэлектрическим барьерным разрядом, их значения указывают на то, что устройства с такими реакторами целесообразно применять при очистке воздуха от низких концентраций муравьиной кислоты. Выявлено наличие процессов окисления электрода из А1 при очистке воздуха от муравьиной кислоты.

Ключевые слова: летучие органические соединения; диэлектрический барьерный разряд; показатели надёжности; муравьиная кислота; степень превращения.

DOI: https://doi.Org/10.24852/2411-7374.2022.3.44.50

Введение

Технологии очистки выбросов вредных веществ, основанные на явлениях адсорбции/ абсорбции, катализа и термического окисления, применяющиеся для уменьшения концентрации летучих органических соединений (ЛОС) в отходящих газах, в настоящее время, достаточно распространены на практике (ИТС 22-2016). Несмотря на то, что перечисленные технологии/методы относятся к классу наилучших доступных технологий (ИТС 22-2016; ИТС 47-2017) их применение имеет некоторые ограничения при очистке выбросов от ЛОС, содержащих низкие концентрации поллютантов (Зажигалов и др., 2016; ИТС 222016). В тоже время, плазменно-каталитические технологии, включающие реакторы с диэлектрическим барьерным разрядом (ДБР) лишены недостатков, связанных с затратами на утилизацию/ регенерацию сорбента, высокими расходами на эксплуатацию инсинераторов и обновлением отравленного катализатора, содержащего благородные металлы (ИТС 22-2016). Однако, подобные инновационные способы очистки воздуха (включающие также аппараты с реакторами-разрядниками реализующими ДБР), в настоящее время, имеют трудности с имплементацией, связанные с недостаточностью данных по надёжностным характеристикам ДБР именно в процессах очистки воздуха. Такие характеристики являются важными аспектами любой технологии, поскольку

при их отсутствии затруднительно, особенно на стадии проектирования, произвести оценку уровня безотказности (например, частоты отказов), а также выявить необходимые эксплуатационные затраты на простой и устранение нарушенной работоспособности (восстановление), в т.ч. реакторов с ДБР (Острейковский, 2003).

В свою очередь, для того, чтобы оценить показатели надёжности, необходимо иметь в наличии набор стандартных физических и химических характеристик работы реакторов в системах очистки и их связь с надёжностью устройств (Острей-ковский, 2003). Поскольку такие характеристики и их связи неизвестны и пока отсутствуют в технических, нормативных и литературных данных, то тема настоящей работы является актуальной. В связи с этим, целью исследования было выявление связи между физико-химическими параметрами и показателями надёжности реактора ДБР при очистке воздуха на примере представителя ЛОС (Распоряжение ..., 2015) - паров муравьиной кислоты (МК).

Материалы и методы исследования

Процесс очистки воздуха от паров МК осуществлялся на лабораторной установке, схема которой приведена на рисунке 1. В качестве газа-носителя использовался воздух, расход которого (,§) определялся по предварительно откалиброванно-му ротаметру, проходя через сосуд, содержащий

3/2022

43

МК, попадал в реактор-разрядное устройство, а затем (после реактора) в поглотительный сосуд с водой. После сорбции МК и/или продуктов её

деструкции очищенный воздух поступал в атмосферу.

Разряд в реакторе-разряднике с ДБР возбуждался приложением к электродам высокого напряжения от высоковольтного трансформатора (/=50 Гц). Удельная мощность (Ж), вкладываемая в разряд, варьировалась в диапазоне 0.013-0.035 Вт/см3 (при диапазоне напряжении (и) между электродами - 10.2-13.5 кВ, интервал времени отбора проб 15 мин.

Процесс очистки воздуха от муравьиной кислоты (МК) осуществлялся в реакторе ДБР (рис. 1), который был изготовлен из молибденового стекла С-49-2 и имел вид стеклянного цилиндра с внутренним диаметром 14 мм. Изолированный и неизолированный (центральный) электроды, выполненные из алюминиевого сплава, располагались коаксиально на расстоянии 3.25 мм. Величина диэлектрического барьера 1.5 мм. Длина реакционной зоны 17 см. Общий объём реактора 26.17 см3.

Конфигурационные характеристики реактора подобраны на основе литературных и практических данных, которые позволяют получить максимальное значение плотности тока при нормальных условиях и вкладываемой в разряд мощности (Лунин и др., 1998; Самойлович и др., 1989; Дра-гинский и др., 2007).

Для определения концентрации МК на выходе из реактора применялся титриметрический метод количественно-массового анализа, основанный на реакции нейтрализации гидроксидом натрия (Золотов, 2004). Преимуществами данного метода анализа, в сравнении с спектрофотометрическим и фотоколориметрическим методами, являются:

— быстрота проведения (один из главных показателей, так как отбор для определения концентрации между пробами составляет от 15 до 30 мин);

— простота выполнения (всего одна операция) и оборудования (бюретка);

— точность не ниже 0,5 %.

В ходе эксперимента в качестве рабочих параметров, характеризующих условия удаления поллютанта из воздуха, которые можно регулировать, были выявлены следующие:

— напряжение, подаваемое на электроды (определяющее разрядный ток и плотность тока разряда);

— начальная концентрация МК;

— время контакта парогазовой фазы с разрядной зоной;

мощность, вкладываемая в разряд. Время контакта (тк) плазмообразующей среды рассчитывалось по формуле (1):

(1)

где Lрз - длина разрядной зоны, L.=17 см; Sсeч - площадь сечения воздушного зазора между электродами, £^=1.45 см2; g - объёмный расход воздуха, см3/с.

Расчёт концентрации муравьиной кислоты в воздухе (мг/м3) производился по формуле (2):

(2)

где С - концентрация муравьиной кислоты, найденное по калибровочному графику, мг/л; А - суммарный объём раствора в поглотительных сосудах, мл; Ун - объём воздуха, отобранный на анализ через поглотительные сосуды и приведенный к нормальным условиям (3):

у У0 х 273 хР0 " (273 + Г0) х 760

(3)

где У0 - объём воздуха, отобранный на анализ, м3; Р0 - атмосферное давление во время отбора воздуха, мм. рт. ст.; Т0 - температура отбираемого воздуха, оС.

Мощность (Ж), рассеиваемую в разряде (Вт/ см3), оценивали как произведение силы тока во вторичной цепи (после преобразования трансформатора) на напряжение (рис. 2), отнесенные к объёму разрядной зоны (4):

IV

и XI К

(4)

где и - приложенное напряжение, В; I - сила тока разряда, А.

Объём разрядной зоны реактора (5):

хЬ.

(5)

где L¡>з - длина разрядной зоны, см3; Scец - площадь сечения воздушного зазора между электродами, см2.

Степень превращения МК (а, %) определяли по (6):

а =

(6)

где С - концентрация на выходе из реактора, С0 - начальная концентрация.

44

российский журннл мной экологии

Пары муравьиной кислоты

В атмосферу

Рис. 1. Схема лабораторной установки

1 - разрядное устройство, 2 - ротаметр, 3 - высоковольтный источник питания, 4 - сосуд с муравьиной кислотой, 5 - поглотительный сосуд с дистиллированной водой

Fig. 1. The laboratory setup scheme 1 - discharge device, 2 - rotameter, 3 - high voltage AC power supply, 4 - vessel with formic acid solution, 5 - absorption vessel with distilled water

Результаты и их обсуждение

Важной характеристикой технического устройства, позволяющей определить комплексные показатели надёжности очистки (например, коэффициент готовности) является наработка на отказ (Т) (ГОСТ Р 27.013-2019). В нашем случае, Т функционально/корреляционно связана со степенью превращения (а удаляемого из воздуха поллютанта).

Таким образом, в качестве контролируемых параметров очистки, которые могут влиять на а и, соответственно, на Г, выбраны начальные концентрации поллютанта (С0), подаваемое напряжение (и), сила и плотность тока разряда, а также удельная мощность (Ж), вкладываемая в разряд. Поэтому, для проведения эксперимента, в первую

I, мкА

300

200

100

10

U. кВ

Рис. 2. Вольт-амперная характеристика разрядного устройства с неизолированным электродом из Al Fig. 2. Discharge device volt-ampere characteristic with aluminum electrode

очередь, важной задачей было выявление условий, при которых а максимальна. На рисунке 3 приведены данные, полученные при различных расходах паровоздушной смеси и напряжениях, подаваемых на электроды, при и без ДБР.

В целом, как видно из рисунка 3, концентрация МК на выходе из реактора при воздействии ДБР уменьшилась. В силу конструктивных особенностей системы ввода МК (в экспериментах МК поступала в реактор с воздухом, пропускаемым через поглотительный сосуд), поддерживать постоянной её начальную концентрацию на входе в реактор при различных значениях скоростей расхода воздуха не представлялось возможным, поэтому наблюдается увеличение концентрации МК на выходе при повышении времени контакта парогазовой смеси при постоянной удельной мощности.

Данные рисунка 4 свидетельствуют, что уменьшение g (т.е. увеличение т) приводит к увеличению а при постоянных значениях объёмных расходов воздуха (рис. 5).

Обратная зависимость наблюдается при увеличении расхода паровоздушной смеси. Так увеличение а (с увеличением и и, соответственно, Ж) может быть объяснено возрастанием электронной плотности в разрядной зоне (Кайряк, 2000), которая функционально связана с концентрацией атомарного кислорода в основном состоянии (03Р).

Согласно полученным данным, самые высокие значения а наблюдались при g=1.9 см3/с (тк = 13 с). Соответственно, дальнейшие эксперименты проводились при значениях С0 830 и 600 мг/м3 (но постоянных значениях g (тк) и и=13.5 кВ (Ж=0.035 Вт/см3)). При этом подобранные концентрации МК соответствовали диапазону концентраций карбоновых кислот, содержащихся в выбросах при изготовлении и переработке изделий из полимерных материалов (Расчётные ., 2013).

На следующем этапе выполнена оценка показателей надёжности. За величину наработки Т принимали время, когда а для МК становилась ниже 90%. Для оценок Т получали данные, подобные приведённым на рисунке 6. Далее соглас-

3/2022

45

С , мг/м

4 6 8 10 12

Рис. 3. Концентрация МК на выходе из реактора без (1) и с использованием ДБР (2), при С0=830±4 мг/м3 и W=0.035 Вт/см3 Fig. 3. Formic acid concentration at the outlet of reactor without (1) and with using dielectric barrier discharge (2), at C0=830±4 mg/m3 and W=0.035 W/cm3

a, %

Рис. 4. Степень превращения МК при различном времени контакта парогазовой смеси с ДБР и W:

1 - 0.013 Вт/см3; 2 - 0.035 Вт/см3 (С0=830±4 мг/м3) Fig. 4. Formic acid conversion degree at various vapor-gas mixture contact times with dielectric barrier discharge and W: 1 - 0.013 W/cm3; 2 - 0.035 W/cm3 (С=830±4 mg/m3)

но методическим подходам, изложенным в ГОСТ Р 27.013-2019, оценивались показатели надёжности реактора с ДБР в процессе очистки воздуха от МК. Пример полученных результатов приведён в таблице 2.

В опыте с концентрацией С0 =830 мг/м3 малая наработка на отказ возможна из-за более эффективного «отравления» внутреннего неизолированного электрода. Отметим, что снижение С0 в 1/38 раза до 600 мг/м3 приводит к увеличению Т в 2.18 раза (рис. 6, табл. 2). Более того, при таком же уменьшении С0 кратность необходимого резервирования для отдельного элемента системы уменьшается в 6 раз, что подтверждает то, что реакторы с ДБР рекомендуется использовать при низких концентрация летучих органических сое-

динений (в данном случае - МК).

В действительности, при работе ДБР по очистке воздуха от ЛОС могут протекать одновременно 2 процесса: деструкция и поликонденсация (Бубнов и др., 1991; Кайряк и др., 2000; Гущин и др., 2020). Поскольку в нашем исследовании в качестве модельного ЛОС использовалась МК, то кроме процессов деструкции и полимеризации, протекали ещё процессы окисления неизолированного алюминиевого электрода. На основе литературных данных (КагаШш, 2016) на схеме представлена деструкция МК в ДБР (рис. 7).

В данной схеме не хватает озона - продукта разложения кислоты. Озон будет образовываться при любых условиях, так как ДБР относиться к озонаторному оборудованию (КагаШш, 2016).

Таблица 1. Экспериментальные условия по очистке воздуха от паров МК в ДБР Table 1. Experimental conditions on air treatment from formic acid vapors in dielectric barrier discharge

reactor

Условия С0, мг/м3 / С0, mg/m3

Conditions 830±4 600±4

Объемный расход воздуха с парами МК (V), см3/с Volumetric air flow with formic acid vapor, cm3/s 1.9 1.9

Напряжение, подаваемое на электроды (U), кВ Voltage applied to the electrodes, kV 13.50±0.07 13.50±0.07

Время контакта с разрядной зоной (т), с Time of contact with the discharge zone, s 13 13

Мощность, вкладываемая в разряд (W), Вт/см3 Power put into the discharge, W/cm3 0.035 0.035

Плотность тока разряда (j), мкА/см2 Discharge current density, цА/cm2 1.13 1.13

46

РПЙКЁ ИНН PIIHIIl uni

et, %

60

40

20

15

20

25

30 35

W, Iff3 Вт/см

Рис. 5. Деструкция МК при воздействии плазмы барьерного разряда при различных мощностях, вкладываемых в разряд и различных значениях времени контакта, с: т=13 (1); т=6 (2);

С0 =830 ± 4 мг/м3 Fig. 5. Formic acid destruction at the barrier discharge plasma exposure at various discharge power and different quantities of contact time, s: т=13 (1); т=6 (2); Сп =830 ± 4 mg/m3

a, %

100 -

• • •

90 ■ • Т

\ 2

ЯП \i

ÖU ■ \

70 - •

60 \ 1

■ \

\ ■

50 ■ 1

100

200

300

400

t, MUH

СО о* СО*

HCOOH

HjO,H*

ch2o

OH*, o.

HCO*

HA 02

но2*

2 OH*

ОН* o2

Рис. 6. Степень превращения муравьиной кислоты (С0 =830±4 мг/м3 (1); С=600±3 мг/м3 (2)) от физического времени работы ячейки с ДБР (т=13 с и W=0.035 Вт/см3) Fig. 6. Formic acid conversion degree (С0 =830±4 mg/m3 (1); С=600±3 mg/m3 (2)) from physical time of operation of the cell with dielectric barrier discharge (t=13 s, W=0.035 W/cm3)

Кроме того, как видно из рисунка 7, могли иметь место и процессы восстановления МК до формальдегида, что является достаточно необычным, поскольку равновесие при нормальных условиях смещено в сторону образования МК,

Рис. 7. Схема разложения МК в воздухе при

помощи ДБР Fig. 7. Scheme of the formic acid decomposition in air by dielectric barrier discharge

практически необратимо.

Процессы окисления алюминиевого электрода могли протекать с образованием на поверхности Al2O3 и/или формиата алюминия Al(HCOO)3 (Тодт, 1966):

6HCOOH + 2Al ^ 2Al(HCOO)3 + 3H2

При разложении МК в ДБР на электроде из Al образуется прозрачная плёнка с белыми вкраплениями. Скорости окислительных процессов в начале очистки преобладали над процессами поликонденсации, что и было показано в экспериментах (очистка достигала 93-97 %), но после длительного времени использование реактора скорости конденсационных процессов начинают, вероятно, преобладать над окислительными, приводя к снижению a.

Таким образом, в дальнейших исследованиях необходимо выяснить, каким образом будут происходить процессы деструкции МК в случае двух изолированных электродов. Кроме того, необходимо получение данных по эффективным константам (коэффициентам) и механизмам процессов деструкции ЛОС, подобных МК, при различных условиях (присутствие изоляции, материал электрода), что позволит оптимизировать процессы очистки, повысив надёжность оборудования и, тем самым, общую безопасность технологии очистки.

Заключение

Представленные результаты экспериментов показывают, что между подобранными физико-химическими характеристиками и показателями надёжности реактора ДБР имеются подтверждённые связи, причём большая часть характеристик благоприятно влияет на степень очистки при их увеличении, за исключением начальной концентрации поллютанта и скорости расхода воздуха. Кроме того, показано, что устройства с ДБР

3/2122

47

Таблица 2. Надёжностные характеристики реактора ДБР при очистке воздуха

от паров муравьиной кислоты Table 2. Reliability characteristics of reactor with dielectric barrier discharge during air treatment

from formic acid vapors

Показатели С , мг/м3 / С , mg/m3

Indicators 830±4 600±3

Время наработки на отказ (То), мин Mean time between failures, min 165 360

Время восстановления (Тв), мин Recovery time, min 13 13

Коэффициент готовности (Кг) Availability factor 0.96 0.95

Вероятность безотказной работы (P) Probability of uptime 0.054 0.27

Вероятность отказа (Q) Failure probability 0.946 0.73

Кратность резервирования, шт. Reservation ratio, p. 60 10

целесообразно использовать при относительно низких концентрациях летучих органических соединений в загрязнённом воздухе.

Список литературы

1. Артёмов А.В. Расчётные методы определения загрязняющих веществ в атмосфере от предприятий по производству и переработке полимерных материалов. Екатеринбург: УГЛТУ, 2013. 35 с.

2. Бубнов А.Г., Гриневич В.И., Костров В.В. Плазменная полимеризация паров органических веществ в барьерном разряде // Химия высоких энергий. 1991. Т. 25, №4. С. 365-369.

3. ГОСТ Р 27.013-2019 (МЭК 62308:2006) Надёжность в технике. Методы оценки показателей безотказности.

4. Гущин А.А., Гриневич В.И., Козлов А.А., Извекова Т.В., Квиткова Е.Ю., Рыбкин В.В. Кинетические закономерности деструкции 1,4-дихлорбензола в диэлектрическом барьерном разряде атмосферного давления в кислороде // Химия высоких энергий. 2020. Т. 54, №1. C. 73-77. DOI: 10.31857/S0023119320010064.

5. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Самойлович В.Г. Озонирование в процессах очистки воды. М.: ДеЛи принт., 2007. 359 с.

6. Зажигалов С.В., Микенин П.Е., Лопатин С.А., Баранов Д.В., Писарев Д.А., Чумакова Н.А., Загоруйко А.Н. Усовершенствованный адсорбционно-каталитический процесс для очистки отходящих газов от примесей летучих органических соединений // Катализ в промышленности. 2016. Т. 8, №3. С. 231-241. DOI: 10.18412/1816-0387-2016-3-38-48.

7. ИТС 22-2016. Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух при производстве продукции (товаров), а также при произведении работ и оказании услуг на крупных мероприятиях.

8. ИТС 47-2017. Системы обработки (обращения) со сточными водами и отходящими газами в химической промышленности.

9. Кайряк С.В., Гриневич В.И., Костров В.В. Окисление бензола в плазме барьерного разряда // Известия высших учебных заведений. Сер.: Химия и химическая технология. 2000. Т. 43, №6. С. 68-72.

10. Лунин В.В., Попович С.Н., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. М: Изд-во МГУ, 1998. 480 с.

11. Основы аналитической химии / Под ред. Ю. А. Зо-лотова. М.: Высшая школа, 2004. Т. 2. 503 с.

12. Острейковский В.А. Теория надежности. М.: Высшая школа, 2003. 463 с.

13. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 8.07.2015 г. №1316-p «Об утверждении перечня загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды».

14. Самойлович В.Г., Гибалов В.И., Козлов К.В. Физическая химия барьерного разряда. М.: Изд-во МГУ, 1989. 176 c.

15. Тодт Ф. Коррозия и защита от коррозии. Коррозия металлов и сплавов. Методы защиты от коррозии. М.; Л.: Химия, Ленингр. отд., 1966. 847 с.

16. Karatum O.A., Deshusses M.A. Comparative study of dilute VOCs treatment in a non-thermal plasma reactor // Chemical engineering journal. 2016. V. 294. P. 308-315. DOI: 10.1016/j.cej.2016.03.002.

References

1. Artyomov A.V. Raschyotnye metody opredeleniya zagryaznyayushchih veshchestv v atmosfere ot predpriyatij po proizvodstvu i pererabotke polimernyh materialov: metod. ukaz. dlya samost. rabot [Calculation methods for determining pollutants in the atmosphere from enterprises for the production and processing of polymeric materials: Guidelines for independent work]. Ekaterinburg: UGLTU, 2013. 35 p.

2. Bubnov A.G., Grinevich V.I., Kostrov V.V. Plasma polymerization of vapors of organic substances in a barrier discharge [Plazmennaya polimerizaciya parov organicheskih vesh-chestv v bar'ernom razryade] // Himiya vysokih energij [High energy chemistry]. 1991. Vol. 25, No 4. P. 365 - 369.

3. GOST R 27.013-2019 (MEK 62308:2006) Nadyozh-nost' v tekhnike. Metody ocenki pokazatelej bezotkaznosti [Reliability in technology. Methods for assessing reliability indicators].

4. Gushchin A.A., Grinevich V.I., Kozlov A.A., Izvekova T. V., Kvitkova E.U., Rybkin V.V. Kineticheskie zakonomernosti

48

российский журннл прикладной экологии

destrakcii 1,4-dihlorbenzola v dielektricheskom bar'ernom razry-ade atmosfernogo davleniya v kislorode [Kinetic regularities of the destruction of 1,4-dichlorobenzene in an atmospheric pressure dielectric barrier discharge in oxygen] // Himiya vysokih energij [High energy chemistry]. 2020. Vol. 54, No 1. P. 73-77. DOI: 10.31857/S0023119320010064.

5. Draginskij V.L., Alekseeva L.P., Samojlovich V.G. Ozonirovanie v processah ochistki vody [Ozonation in water purification processes]. Moscow: DeLi print, 2007. 359 p.

6. Zazhigalov S.V., Mikenin P.E., Lopatin S.A., Baranov D.V., Pisarev D.A., Chumakova N.A., Zagorujko A.N. Usover-shenstvovannyj adsorbcionno-kataliticheskij process dlya ochist-ki othodyashchih gazov ot primesej letuchih organicheskih soed-inenij [Improved adsorption-catalytic process for the purification of exhaust gases from impurities of volatile organic compounds] // Kataliz v promyshlennosti [Catalysis in industry]. 2016. Vol. 8, No 3. P. 231-241. DOI: 10.18412/1816-0387-2016-3-38-48.

7. ITS 22-2016. Ochistka vybrosov vrednyh (zagryaz-nyayushchih) veshchestv v atmosfernyj vozduh pri proizvodstve produkcii (tovarov), a takzhe pri proizvedenii rabot i okazanii uslug na krupnyh meropriyatiyah [Purification of emissions of harmful (polluting) substances into the atmospheric air during the production of products (goods), as well as during the performance of work and the provision of services at major events]

8. ITS 47-2017. Sistemy obrabotki (obrashcheniya) so stochnymi vodami i othodyashchimi gazami v himicheskoj pro-myshlennosti [Treatment systems (handling) with wastewater and off-gases in the chemical industry].

9. Kajryak S.V., Grinevich V.I., Kostrov V.V. Okislenie benzola v plazme bar'ernogo razryada [Oxidation of benzene in barrier discharge plasma] // Izvestiya vysshih uchebnyh za-vedenij. Seriya: Himiya i himicheskaya tekhnologiya [News of higher educational institutions. Series: Chemistry and chemical technology]. 2000. Vol. 43, No 6. P. 68-72.

10. Lunin V.V., Popovich S.N., Tkachenko S.N. Fizich-eskaya himiya ozona [Physical chemistry of ozone]. Moscow: Moscow state university, 1998. 480 p.

11. Osnovy analiticheskoj himii [Fundamentals of Analytical Chemistry] / Ed. Yu.A. Zolotov. Moscow: Vysshaya shkola, 2004. Vol. 2. 503 p.

12. Ostrejkovskij V.A. Teoriya nadezhnosti: uchebnik dlya vuzov [Reliability theory: a textbook for universities] / V. A. Os-trejkovskij. Moscow: Vysshaya shkola, 2003. 463 p.

13. Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossijskoj Federacii ot 8.07.2015 g. No 1316-p «Ob utverzhdenii perechnya zagryaz-nyayushchih veshchestv, v otnoshenii kotoryh primenyayutsya

mery gosudarstvennogo regulirovaniya v oblasti ohrany okru-zhayushchej sredy» [Order of the Government of the Russian Federation of July 8, 2015 No 1316-p «On approval of the list of pollutants subject to state regulation measures in the field of environmental protection»].

14. Samojlovich V.G., Gibalov V.I., Kozlov K.V. Fizich-eskaya himiya bar'ernogo razryada [Physical chemistry of barrier discharge]. Moscow: Moscow state university, 1989. 176 p.

15. Todt F. Korroziya i zashchita ot korrozii. Korroziya metallov i splavov. Metody zashchity ot korrozii [Corrosion and corrosion protection. Corrosion of metals and alloys. Corrosion protection methods]. Moscow, Leningrad: Himiya [Leningr. otd-nie], 1966. 847 p.

16. Karatum O.A., Deshusses M.A. Comparative study of dilute VOCs treatment in a non-thermal plasma reactor // Chemical engineering journal. 2016. Vol. 294. P. 308-315. DOI: 10.1016/j.cej.2016.03.002.

Efimov A.E., Bubnov A S. Reliability of air treatment from formic acid vapor in a reactor with a dielectric barrier discharge.

A set of physical and chemical characteristics of the dielectric barrier discharge reactor was revealed and their influence on the degree of removal of formic acid from the air was studied. It was found the formic acid conversion degree increases with an increase in the specific power of the discharge and decreases with an increase in the air flow rate and the initial pollutant concentration (the degree of conversion at the beginning of the purification process was more than 90%). Typical reliability indicators for a reactor with a dielectric barrier discharge are estimated, their values indicate that it is advisable to use devices with such reactors when cleaning air from low concentrations of formic acid. The presence of processes of oxidation of the aluminum electrode during air purification from formic acid was revealed.

Keywords: volatile organic compounds; dielectric barrier discharge; reliability indicators; formic acid; degree of conversion.

Раскрытие информации о конфликте интересов: Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов / Disclosure of conflict of interest information: The author claims no conflict of interest

Информация о статье / Information about the article

Поступила в редакцию / Entered the editorial office: 23.05.2022

Одобрено рецензентами / Approved by reviewers: 31.05.2022

Принята к публикации / Accepted for publication: 01.08.2022

Информация об авторах

Ефимов Артём Евгеньевич, аспирант, Ивановский государственный химико-технологический университет, Россия, 153000, г. Иваново, пр. Шереметевский, 7, E-mail: [email protected].

Бубнов Андрей Германович, доктор химических наук, доцент, Ивановский государственный химико-технологический университет, Россия, 153000, г. Иваново, пр. Шереметевский, 7, E-mail: [email protected].

Information about the authors

Artyom E. Efimov, Post-Graduate Student, Ivanovo State University of Chemistry and Technology, 7, Sheremetevsky av., Ivanovo, 153000, Russia, E-mail: [email protected].

Andrey G., D.Sci in Chemistry, Associate Professor, Ivanovo State University of Chemistry and Technology, 7, Sheremetevsky av., Ivanovo, 153000, Russia, E-mail: [email protected].

3/2122

49