介质阻挡放电处理甲苯及其放电参量的研究

采用等离子体反应器介质阻挡放电产生低温等离子体处理甲苯,在分析负载等效电路的基础上,利用电压-电荷Lis-sajous图形法对气体放电过程中的放电参量进行测量研究,并探讨了相关工况参数对甲苯去除率的影响.研究结果表明,该反应器所得能量随着电压的增大而增大;气隙等效电容随着外加电压和气隙厚度的增大而减小;电压较低时.电介质等效电容变化不大,随着电压的增大迅速升高,当电压达到一定值后,电介质等效电容变化平缓;该反应器采用粗电极对甲苯的去除率优于细电极;甲苯的去除率随着放电功率的上升而提高,但是能量效率却呈降低的趋势.此外,研究发现甲苯的初始浓度与气体流量与甲苯的去除率呈反比,而与甲苯的绝对去除量呈正比.     

齿轮-筒电极放电处理有机废气及电极优化

放电等离子体技术被广泛用来处理各类有机污染物,其中放电电极的结构是污染物处理效率的关键。通过实验分别研究了在搭载齿轮-筒电极和线-筒电极的等离子体气体处理器下处理甲苯和VOC的效率。此外,还模拟了齿轮-筒电极的放电间距、齿轮齿数、电压大小对于放电特性与效率的影响。结果表明,齿轮-筒电极处理甲苯的效率比线-筒电极具有优势,最高效率可相差8.3%。齿轮-筒电极在处理VOC时的效率也优于线-筒电极2%～5%。放电间距在8～10 mm左右、齿轮为20齿时的电子数密度最大。同时,放电所产生的电子数密度随着电压的增大而增大,但当电压超过-20 kV时增长缓慢。齿轮-筒电极处理有机废气的效率比线-筒电极有提升,此外,电极结构还有优化提升空间。     

单介质和双介质阻挡放电低温等离子体降解甲苯的比较

为研究介质阻挡放电(DBD)反应器结构对低温等离子体降解甲苯的影响,设计了具有单层介质和双层介质的DBD反应器。对2种反应器的放电特征、甲苯去除率、矿化率、CO_2选择性和能量效率进行了比较,并对施加电压和初始浓度对甲苯降解效果的影响进行了分析。结果表明:在相同电压下,双介质反应器(DDBD)具有更高的电场强度,而单介质反应器(SDBD)的输入功率更高;当甲苯浓度和电压分别为616、1 027、1 848 mg·m~(-3)和14～24 kV时,双介质中的甲苯去除率为9.4%～100%、7.4%～99%、5.1%～64%,单介质为67%～98%、46%～90%、26%～59%。这说明低电压下单介质反应器的甲苯去除率更高,而高电压下则相反,并且,浓度降低、电压升高有利于甲苯的降解。单介质反应器的能量效率随电压升高而降低,双介质反应器则先升高后下降,且双介质反应器的能量效率高于单介质反应器(16～24 kV)。以上研究可为介质阻挡放电在VOCs去除方面的应用提供参考。     

脉冲电弧液相放电等离子体污水消毒灭菌

采用某污水厂的出水,利用脉冲电弧液相放电等离子体技术,研究了放电脉冲次数、放电电压、放电极间距对大肠杆菌灭杀的影响。结果表明:随着放电脉冲次数的增加,灭菌率升高。当放电脉冲次数为400时,灭菌率高达99.1%。随着放电电压的升高,大肠杆菌的去除率升高,其中电压为3 kV最高,灭菌率为96.7%。在相同的电压下,放电极间距越小,灭菌效率越高,放电间距0.5 mm时最佳。利用扫描电镜观察等离子体处理前后大肠杆菌细胞的形貌变化,并根据灭菌的结果对等离子体的灭菌机理进行了分析,发现了灭菌消毒与等离子体中所含的活性粒子成分有密切的关系。     

电极配置对多针-板脉冲等离子体反应器放电特性的影响

脉冲放电等离子体反应器作为低温等离子体技术处理气态污染物的关键部分,其电极配置很大程度上决定了放电等离子体的形成和放电能量的利用效率,研究反应器在不同电极配置下的放电特性可为改善脉冲能量注入形式和提高放电稳定性提供参考。实验研究了多针-板脉冲等离子体反应器的针板间距和针针间距对伏安特性和单脉冲注入能量的影响。结果表明,针板间距相同时,多针电极结构与单针相比,起晕电压较低、火花击穿电压较高,放电稳定性较好;相同条件下,放电电流随针板间距的增大而减小,而随针针间距的增大总体上呈上升趋势,当针针间距增大到20 mm时,相邻针尖的相互作用已很小,继续增大针针间距,放电电流出现下降趋势;针板间距对火花击穿电压的影响较大,针针间距对其影响较小。当针板间距为20 mm,针针间距为20 mm时,电晕放电具有最大单脉冲注入能量。     

反应条件对等离子体脱除吸附于Cu-Ce/AC表面NO_x的影响

以放电等离子体协同催化法对吸附在Cu-Ce/AC上的NO_x进行脱除,研究了不同的放电条件和添加水蒸气对脱除NO_x的影响。结果表明,对于同轴圆筒形反应器,催化剂量一定时,放电长度增加,吸附态NO_x去除率先升高后下降;放电电压增大,吸附态NO_x去除率升高,原因在于放电反应区内能量密度和活性粒子分布状态改变。根据NO_x程序升温脱附(TPD),TPD低温位(200℃)的吸附态NO_x更容易被放电等离子体脱除,放电长度和放电电压能够影响不同吸附位上NO_x的去除效率。适宜条件下,吸附态NO_x去除率最高达到93.3%。循环吸附-等离子体脱除NO_x进行10次后,NO_x脱除率在92%以上。在混合气中添加5%水蒸气提高了等离子体对吸附态NO_x的去除率,但导致循环吸附-等离子体脱除NO_x效率下降。原因是H2O与NO_x竞争吸附带来的负面效应大于等离子体中H2O提供自由基与吸附态NO_x反应所带来的正面效应。     

低温等离子体法去除苯和甲苯废气性能研究

对低温等离子体法去除苯和甲苯废气的性能进行了探讨,在理论分析的基础上进行实验研究。低温等离子体法去除苯和甲苯的机理是放电反应产生的高能电子与苯和甲苯分子发生非弹性碰撞并将能量全部或部分传递给目标分子,使其裂解、激化。被裂解、激化的分子与臭氧、活性基团发生一系列物理、化学反应后生成二氧化碳、一氧化碳和水。实验结果表明,苯和甲苯的去除率随着电场强度的增强而增大,随着气体流速的增大而减小。在较高电场强度下,有钛酸钡填料的反应器比无填料的反应器对苯和甲苯的去除率高得多,苯最高去除率可达92 6%,甲苯可达到96 8%。相同条件下甲苯比苯更容易去除。     

低温等离子体法去除苯和甲苯废气性能研究

对低温等离子体法去除苯和甲苯废气的性能进行了探讨，在理论分析的基础上进行实验研究。低温等离子体法去除苯和甲苯的机理是放电反应产生的高能电子与苯和甲苯分子发生非弹性碰撞并将能量全部或部分传递给目标分子，使其裂解、激化。被裂解、激化的分子与臭氧、活性基团发生一系列物理、化学反应后生成二氧化碳、一氧化碳和水。实验结果表明，苯和甲苯的去除率随着电场强度的增强而增大，随着气体流速的增大而减小。在较高电场强度下，有钛酸钡填料的反应器比无填料的反应器对苯和甲苯的去除率高得多，苯最高去除率可达92．6％，甲苯可达到96．8％。相同条件下甲苯比苯更容易去除。     

低温等离子体氧化水中难降解有机物研究

实验将介质阻挡放电与电晕放电组合在同一个反应器内,实验废水为直接大红染料溶液,将高压电极上通人50 Hz交流高压电,介质阻挡放电系统的电极间距为30 mm、电晕放电系统电极间距为25 mm、电源电压20 kV,利用常压空气中形成的雾化水电极介质阻挡放电/电晕放电低温等离子体及其活性基团作用于难降解有机物分子.实验分析了...     

翘片-筒式脉冲电晕流光放电装置对二氯甲烷的降解效果及其稳定性

传统结构线-筒式电晕放电装置在降解VOCs时生成的副产物会粘附在放电区域(线电极)上,使得放电间距减小,导致降解效果不稳定。翘片-筒式脉冲电晕流光放电等离子装置的电极结构可将放电区域(翘片尖端-筒)与副产物粘附区域(连接翘片的轴线)分开,从而维持装置的放电强度和稳定性。当翘片-筒式脉冲电晕流光放电反应器相邻翘片间距/放电间距为1,在37 kV下,反应器功率为0.95 W,能量体积密度为和23.6 mJ·L-1,为最优电极配置;处理二氯甲烷2 h后的降解效率呈现小幅度下降后稳定在35%。因此,放电形成的气溶胶部分沉积在凹槽处,可维持反应器稳定的放电强度及对二氯甲烷的降解效率。本研究结果可为低温等离子体处理VOCs废气的性能提升提供参考。     

A Study on the Treatment of CO2, SO2, Nox,and Fly Ash by Pulse Activation

ABSTRACT

This paper presents a technique for the complete, simultaneous decomposition of CO₂, SO₂, and NO_x, as well as the simultaneous removal of fly ash by ultra-high voltage pulse activation. Ultra-high voltage narrow pulse is used to make the gases in the reactor become active molecules, which are then dissociated into nonpoisonous gas molecules and solid particles under the control of a directional reaction model. By using a sufficient charge and a strong electric field, the fly ash can be removed. It becomes the carrier of C and S, and its efficiency is 99.5%. Owing to the action of catalyst B (using Ni as the mother's body), the activation energy of CO₂, SO₂, and NO_x gases is reduced in great magnitude, and their removal efficiency can reach 75~90% at normal pressure and 180 °C.     

吸附增效低温等离子体法去除甲苯废气的研究

采用150Hz中频高压交流电源作为低温等离子体发生源,选用典型的微孔γ-Al2O3球形颗粒吸附剂(以下简称γ-Al2O3)作为等离子体反应器填充材料,协同低温等离子体法催化降解甲苯废气。考察了在不同条件下,γ-Al2O3的甲苯吸脱附效果和吸附增效低温等离子体法的甲苯去除效果。结果表明,甲苯降解反应主要发生在γ-Al2O3的表面,甲苯的去除率在一定的浓度范围内与γ-Al2O3表面吸附的甲苯量成正比关系;填充γ-Al2O3有利于提高甲苯去除率及等离子体反应器能量利用率;γ-Al2O3对臭氧的降解表现出一定的促进作用。     

挥发性有机物低温等离子体降解的影响参数研究

作为一类重要的有机污染物,挥发性有机物的危害已引起了世界各国的广泛关注。以挥发性有机物代表物质苯为研究对象,考察了多种实验参数对苯降解特性的影响。在高频电源条件下,对于施加电压、电源频率及反应器参数（包括管径、有效长度、电极材料和电极直径）与苯去除率的关系进行了研究。结果表明,高施加电压、高电源频率有利于苯的降解。管径较小、有效长度较长、内电极直径较大、内电极材料为钨的反应器对于苯的去除效果明显。反应器参数与电源的匹配问题对于提高污染物去除率及节能降耗方面十分重要。     

脉冲电晕低温等离子体提高一氧化氮氧化效率的实验研究

提高一氧化氮（NO）的氧化效率对于提高生物法处理该类废气的净化效率具有重要意义。实验研究了低温等离子体在脉冲电晕条件下氧化废气中NO的过程，考察了不同峰值电压、氧气含量、气体停留时间和添加有机物等因素对提高NO氧化效率的影响。结果表明：低温等离子法可有效地提高NO的氧化效率，主要产物为NO₂；室温条件下，当进气NO浓度590 mg/m³、脉冲频率50 Hz时，增大峰值电压、气体停留时间和进气中的氧气含量可提高NO的氧化效率；在最适峰值电压15 kV，气体停留时间5 s时，NO氧化效率为20%；在进气NO中添加甲苯、乙醇后，NO氧化效率可增加至30%以上，甲苯的效果要好于乙醇。     

A combined plasma photolysis (CPP) method for removal of CS2 from gas streams at atmospheric pressure

A combined plasma photolysis (CPP) reactor that utilizes a dielectric barrier discharge (DBD) plasma and 207 nm UV radiation from discharge-driven KrBr^* excimers was designed and constructed. Gas streams containing CS₂ were treated with stand-alone DBD and CPP at atmospheric pressure. In comparison to DBD, CPP greatly enhanced the removal efficiency at the same applied voltage, waste gas concentration and gas residence time. Thus the applied voltage could be reduced to a certain extent in the plasma processing of industrial wastes. Influences of the KrBr^* radiation, inlet CS₂ concentration and gas residence time on CS₂ removal by CPP were also studied. In addition, the likely reaction mechanisms for the removal of CS₂ by CPP are suggested based on the byproducts analysis. The enhanced removal efficiency and reaction mechanisms implied that the CPP process would probably be suitable for the removal of a large number of gaseous pollutants.     

活性炭吸附和脱附-等离子体氧化净化有机废气的研究

根据滑动弧放电等离子体适于降解高浓度有机物废气的特性,结合活性炭吸附法,提出了吸附器的吸附浓缩和热脱附-等离子体氧化净化有机废气的方法。在活性炭吸附过程中,最初2 h内甲苯净化率达到100%,随着时间的增加净化率下降;在热脱附滑动弧放电等离子体净化过程中,甲苯降解效率最高为97.3%。将滑动弧放电等离子体反应器出口气相产物收集进行FT-IR检测,发现放电后有CO2、CO、H2O和NO2产生,并分析了甲苯的降解机理。     

Nonthermal Plasma Chemical Processing of Bromomethane

ABSTRACT

Nonthermal plasma chemical decomposition of bromomethane (CH₃Br) was investigated with a coaxial type packed-bed plasma reactor. It has been demonstrated that plasma chemical processing is an effective approach to decompose CH₃Br in a wide concentration range. It has been shown that CH₃Br decomposition reactivity depends on reactor operating factors such as background gas, O₂ concentration, and humidification. Higher decomposition efficiencies can be obtained in dry N₂. However, organic byproducts such as BrCN are concurrently produced under deaerated conditions. Water suppresses CH₃Br decomposition and also affects the yields of CO_x (CO and CO₂) and organic byproducts due to the involvement of some active species generated from water. The presence of O₂ retards CH₃Br decomposition by quenching high-energy electrons, while it suppresses organic byproducts and improves CO_x yield. The reacted carbons in CH₃Br are recovered as CO_x almost quantitatively in air. Higher CO₂ selectivities cannot be achieved by increasing O₂ concentration. NO_x formation, which is accompanied by CH₃Br decomposition, can be effectively suppressed by decreasing O₂ concentration down to 2%. Furthermore, reaction mechanisms are discussed by comparing the reactivities of CH₃Br and its congeners.     

Degradation of phenol in mists by a non-thermal plasma reactor

A link tooth wheel-cylinder non-thermal plasma reactor was set up to investigate the degradation of phenol in the mists. In addition, the decomposition efficiency of phenol, TOC removal, and byproduct formation were investigated. The stable discharge was achieved in both air and the mist condition. The decomposition efficiency and TOC removal increased with increasing the input power. For the input power of 3.6 W, the phenol decomposition and TOC removal reached 90% and 47%, respectively. Phenol degradation byproducts were identified as small molecular organic acids, including formic acid, acetic acid, and oxalic acid. Their masses in the trapped solutions first increased and then decreased slightly with increasing the input power. Therefore, the biodegradation capacity of the phenol degradation byproducts can be improved.