介质阻挡放电去除NO的实验研究

设计了一套高压电源和同轴圆柱 -筒介质阻挡放电反应器装置 ,进行了冷等离子体去除NO的实验研究 ,结果表明该方法是有效的 .研究了气体流量、NO初始浓度、放电电压、O2 含量以及中心电极尺寸对NO去除效率的影响 .当流量较小或NO初始浓度较低时 ,有较高的去除率 ;流量变大和NO初始浓度增加时 ,NO的去除率将下降 .放电电压升高 ,NO去除率将增大 .O2 的存在会降低NO的去除率 .放电管其它特征尺寸给定条件下 ,中心电极存在一个最佳直径 ,使得NO的去除效果最为理想 .     

不同背景气体下非平衡等离子体去除NO实验

设计了一套高压电源和柱-筒反应器装置,在不同的背景气体下进行了介质阻挡放电脱硝的实验研究,主要探讨了放电电压、含氧量、停留时间和功率对NO去除率的影响.结果表明:不同背景气体下,放电电压在一定的范围内(氩气:5～7kV;氮气:9～11kV)对NO脱除率有较大影响;氧气的加入对不同背景气体下的脱硝率都有影响,对氩气背景下的NO去除率影响最大;停留时间的增加有利于NO的去除,当停留时间增加到某一个值(7s)后,NO的去除率变化逐渐平缓;达到相同的去除率,氩气背景下的功率远远小于氮气背景,功率的增加有利于NO的去除;合理选择背景气体有利于NO去除率的提高和能耗的降低.     

应用消毒剂建立宿轮虫的无菌培养系

以污水生物处理中一种常见的有益微型动物——宿轮虫为对象,进行了应用消毒剂建立宿轮虫的无菌培养系的方法学研究.在对消毒剂次氯酸钠、甲醛及PreventolD7分别作用下的轮虫培养液中宿轮虫卵的孵化率和细菌密度变化趋势分析的基础上,建立了以确保较高的卵孵化率为前提、通过多次的抑菌培养轮虫、使培养液中细菌数量逐渐减少直至消亡、最终获得无菌轮虫的方法,即逐渐减菌方法.该方法与传统的一次性灭菌方法相比,克服了传统方法在轮虫存活率很低的条件下进行无菌化的缺点,因此,可降低对消毒条件的严格要求并提高了成功率.运用逐渐灭菌方法,为确保约50%的卵孵化率,分别使用40μL·L-1甲醛和4μL·L-1 PreventolD7进行48h抑菌培养,经过4次对宿轮虫的抑菌培养,均获得了无菌的宿轮虫种群.实验结果表明,无菌化宿轮虫种群的繁殖速度与未经无菌化的宿轮虫种群相当.     

Mechanism of NO reduction with non-thermal plasma

Non-thermal plasma has been proved to be an effective and competitive technology for removing NO in flue gas since 1970. In this paper, the NO reduction mechanism of the non-thermal plasma reaction in NO/N2/O2 system was investigated using the method of spectral analysis and quantum chemistry. By the establishment of NO reduction and gas discharge plasma emission spectrum measuring system, the NO reduction results, gas discharge emission spectra of NO/N2/O2 and pure N2 were obtained, and then the model of molecular orbit of N2 either in ground state or its excited state was worked out using the method of molecular orbit Ab initio in SelfConsistent Field(SCF). It was found that NO reduction in NO/N2 gas discharge plasma was achieved mainly through a series of fast elementary reactions and the N(E6) at excited state was the base for NO reduction.     

放电极雾化介质阻挡放电低温等离子体对染料溶液的脱色研究

采用放电极雾化介质阻挡放电装置,以靛蓝二磺酸钠染料溶液为接地雾化水电极,将有玻璃介质保护的平板电极通入60 Hz交流电,在常压空气中放电形成低温等离子体,对染料溶液进行脱色试验. 结果表明:随着电压的升高和空气间隙的减小,放电电流增大;在相同处理时间内,随着电压的增大和空气间隙的减小,脱色率逐渐增大. 当空气间隙为30 mm,电压为30 kV,处理时间为18 min时,染料溶液的脱色率可达95%以上. 空气间隙和电压的不同,脱色率每提高1%的能量消耗量不同,空气间隙为30 mm时脱色率每提高1%的最低能量消耗量为34.81 J,电压为25 kV时脱色率每提高1%最低能量消耗量为49.56 J. 空气间隙为30 mm,电压为25 kV,可实现在较低的能量消耗下达到较高的脱色率.      

电晕放电等离子体技术处理水中四环素的研究

采用电晕放电等离子体技术降解水中的四环素,研究了在反应体系中,初始浓度、输入功率、电极间距、空气流量及初始pH对四环素去除效率的影响.同时,还对四环素在降解过程中不同时段的COD、TOC和B/C变化进行了研究,并对其降解产物进行了分析和讨论.实验结果表明:电晕放电等离子体对水中四环素具有较好的去除效果,在四环素初始浓度为200 mg·L-1、pH=2.47、初始电导率为1.50 mS·m-1、空气流量为0.06 m3·h-1、电极间距为4 mm、输入功率为45.0 W的条件下,反应20 min后,四环素的去除率可达到99.1%,COD去除率可达31.2%,TOC去除率可达80%左右,其B/C比提高为0.30,有效地改善了废水的可生化性.     

Characteristic of emissive spectrum and the removal of nitric oxide in N2/O2/NO plasma with argon additive

Although the approach using non-thermal plasma (NTP) for deNOx has been studied for over 15 years,how to achieve higher removal efficiency with lower cost is still a barrier for its industrial application.In order to investigate the impact of the argon additive on the electron density,energy and the nitric oxide reduction process in plasma,the spectrum of the dielectric barrier discharge at atmospheric pressure in a coaxial reactor was measured using the monochromater with high resolution and the comparative experiments for NO reduction were carried out simultaneously in the N2/O2/NO plasma stream with and without argon,respectively.The nitrogen molecular spectrum which is attributed to the energy level transition (C3πu→B3πg ) was compared in the wavelength range 300-480 nm and the electron density and temperature were determined by the calculation based on the relative intensities and Stark broadening width of spectral lines.The spectrum results indicated that the argon additive could enhance the intensity of emissive spectrum of plasma,thus the electron concentration as well as the energy was increased,and finally prompted the ionization rate to produce active N,O and O3.The results of NO reduction showed that the NO conversion efficiency increased in the range of 10%-30% with 5% addition of argon in stream comparing with the condition without argon additive.This study will play a positive role in the industrial application of dielectric barrier discharge deNOx reactor.     

滑动弧放电等离子体裂解正己烷实验研究

考察了一种新型低温等离子体发生方式滑动弧放电对正己烷的裂解效果,检测了主要裂解产物,并分析了供给电压、正己烷初始浓度、电极材料和反应器结构对裂解率的影响.结果表明,该法可以有效处理正己烷,最高裂解率达96%.在空气中的主要裂解产物为CO2、CO、NO2和H2O.增大供给电压可以提高正己烷裂解率;初始浓度增大后裂解率下降,但绝对处理量增大;相同能耗情况下,采用铁电极时能量利用率最低,正己烷裂解率低于铝电极和铜电极;电极最小间距和喷嘴直径之间的比例关系影响裂解效果,优化两者的匹配关系可以提高裂解率.     

介质阻挡放电反应器中的二硫化碳降解特性

为了解CS₂(二硫化碳)在介质阻挡放电反应器中的降解特性,提高其去除率,设计并制作了同轴圆柱介质阻挡放电反应器,研究了介质层数、外施电压、中心电极材料及直径、背景气氛种类和RH(相对湿度)对CS₂去除率的影响. 结果表明:在外施电压(4.0～6.5kV)较低时,单介质反应器的CS₂去除率高于双介质反应器;而在外施电压(6.5～9.0kV)较高时,双介质反应器对CS₂的去除效果更好,增大外施电压有利于CS₂的降解. 铜丝比不锈钢丝更适合用作反应器的中心电极,此外,增加中心电极的直径也可提高CS₂去除率. 当中心电极直径从 3.2mm增至4.8mm时,CS₂平均去除率由63%增至75%,但平均质量能耗由510kJ/mg增至611kJ/mg. 同等条件下,CS₂在氧气中的平均去除率(74%)最大,空气(59%)中次之,氮气(48%)中最小;背景气氛中适量的RH(26%)有助于提高CS₂去除率,但RH太大(大于50%)反而会降低CS₂去除率.      

介质阻挡等离子体放电与催化联用技术分解苯

采用介质阻挡等离子体放电与催化剂MnO₂联用技术对苯去除进行了研究.结果表明,加入MnO₂可充分利用O₂和产生于介质阻挡等离子放电区的O₃,能够增加苯氧化分解为CO₂的程度,且苯去除的能量效率是不用催化剂时的2倍.催化剂MnO₂苯去除率有显著影响.当能量密度低于564J/L时,MnO₂离放电区的距离越近,苯的去除效果越好;当能量密度高于1051J/L时,苯的去除效果与MnO₂离放电区的距离有关并有一个最佳值.阐述了苯在等离子体放电区以及MnO₂上的氧化机理.     

高压脉冲放电处理垃圾渗滤液的试验研究

采用高压脉冲放电产生的活性自由基处理渗滤液,研究了投加铁屑、电极间距和放电电压对去除垃圾渗滤液中COD和BOD5的影响。在电极形式为尖一尖式、电极间距4—6mm、放电电压36kV-46kV、废水体积71条件下对渗滤液进行放电试验,结果表明：投加铁屑和升高电压可提高COD和BOD5的去除量;在放电电压一定的条件下,存在最佳的电极间距。     

水蒸气电晕放电下的烟气脱硫效果

采用多针-板式电极,在70 m³/h烟气流量范围内,研究了水蒸气浓度、烟气流量、电场强度等因素对不饱和水蒸气正直流电晕放电烟气脱硫率的影响以及水蒸气电晕放电对脉冲放电烟气脱硫率的提高.研究结果表明,实验范围内,按照NH₃∶SO₂摩尔比为2∶1添加NH3的条件下,增加水蒸气流量、增强电场强度、减少烟气流量,烟气脱硫率能提高10%,达到60%左右.同时,水蒸气电晕放电能使脉冲放电的烟气脱硫率提高5%左右,达到90%以上.     

Characteristics of emissive spectrum and the removal of nitric oxide in N2/O2/NO plasma with argon additive

Although the approach using non-thermal plasma (NTP) for deNOx has been studied for over 15 years, how to achieve higher removal e ciency with lower cost is still a barrier for its industrial application. In order to investigate the impact of the argon additive on electron density, energy and nitric oxide reduction process in plasma, the spectrum of the dielectric barrier discharge at atmospheric pressure in a coaxial reactor was measured using the monochromater with high resolution. The comparative experiments for NO reduction were carried out simultaneously in N2/O2/NO plasma stream with and without argon, respectively. The nitrogen molecular spectrum which is attributed to the energy level transition (C3 u ! B3 g) was compared in the wavelength range 300–480 nm and the electron density and temperature were determined based on the relative intensities and Stark broadening width of spectral lines. The spectrum results indicated that the argon additive could enhance the intensity of emissive spectrum of plasma, thus the electron concentration as well as the energy was increased, and finally prompted the ionization rate to produce active N, O and O3. The results of NO reduction showed that NO conversion e ciency increased in the range of 10%–30% with 5% addition of argon in stream comparing with the condition without argon additive. This study will play a positive role in the industrial application of dielectric barrier discharge deNOx reactor.     

针-板式介质阻挡放电降解土壤中对硝基苯酚研究

采用针-板式介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体降解土壤中对硝基苯酚(PNP),考察了放电电压、载气气量、土壤含水率以及土壤pH值对土壤中PNP降解效果的影响。结果表明:针-板式DBD对土壤中PNP有良好的降解效果。在PNP初始浓度400mg/kg,放电电压18 kV条件下,放电处理60 min,PNP降解率达到87.3%。增加放电电压和含水率均能提高降解率。不通入载气,也有较好的降解效果。碱性条件有利于PNP降解。     

脉冲电晕放电去除NO的反应途径研究

对脉冲放电等离子体条件下去除NO的宏观反应机理进行研究结果表明,不同氧含量的氮气流中NO的脱除均同时存在氧化、分解与还原三条途径。气流中氧含量不同,起主导的反应也不相同。还考察了NH₃气、H₂O蒸气等调质剂对反应途径的影响。NH₃的加入有利于NO通过还原途径脱除,但同时导致生成N2O反应的加剧,而产生二次污染,由此说明NH3加入位置的重要性。水蒸气在等离子体作用下产生氧化性物种,有利于NO的氧化脱除。本实验条件下加入气流量1％的水气即能使NO氧化脱除率增加20％左右。实验还考察了电参数（峰值电压、脉冲重复频率等）对NO脱除反应的影响。最后对本实验条件下的反应机理进行推断,所得结果对脉冲电晕等离子体烟气脱NO工艺研究具有一定的指导意义。     

介质阻挡放电等离子体去除水中敌草隆的降解机理

研究了线筒式介质阻挡放电等离子体对水中敌草隆的降解效果,考察了不同因素对敌草隆去除效果的影响及其对敌草隆的降解机理. 结果表明:输入功率、空气流量均对敌草隆的降解产生较大影响. 输入功率为50 W、空气流量为140 L/h时,放电反应6 min敌草隆的去除率达到95.7%. 随着放电时间的增加,水溶液中测出的ρ(O₃)、ρ(H₂O₂)均明显升高,6 min后其产量分别为11.9和1.2 mg/L;放电6 min后pH从最初的6.3降至3.4,ρ(TOC)也从最初的14.2 mg/L降至11.9 mg/L. 采用离子色谱仪分析敌草隆降解过程中产生的离子发现,反应过程中ρ(Cl-)和ρ(NO₃-)呈线性增长. 采用发光细菌抑制率反映溶液毒性,放电6 min后,敌草隆溶液对发光细菌的抑制率高达90.5%,溶液毒性增大. 通过液相色谱-飞行时间质谱对敌草隆降解产物进行分析,敌草隆降解过程中中间产物的形成存在烷基氧化、脱氯羟化、脱氯羟化-烷基氧化3种途径.      

介质阻挡放电中添加乙炔对NO脱除的影响

利用介质阻挡放电(DBD)进行模拟烟气脱除NO实验,通过改变乙炔体积分数和烟气水蒸汽含量研究添加乙炔对NO脱除效率的影响.结果表明:烟气中添加乙炔强化了NO氧化作用,随着乙炔体积分数的提高,NO脱除率逐渐增加.在NO/N2/O2/C2H2/H2O体系中,水的电负性和离解反应消耗大量高能电子,降低了活性自由基的生成,NO脱除速率随之减慢;能量密度低于400 J·L-1时,相对湿度(RH)为0的情况下脱出效果最好.但随着能量密度的增加,H2O不会影响最终的NO脱除率;H2O的添加可以产生更多的·OH自由基,促进NO2向HNO3转化,使出口NO2浓度大幅度降低.     

平行磁场下电极材料对DBD降解亚甲基蓝的影响

采用介质阻挡放电等离子体技术,以镍,铁,钼,不锈钢4种材料作为电极,分别在有平行磁场和无平行磁场的条件下,考察了不同电极材料对亚甲基蓝降解率和能量利用率的影响.实验中发现电极材料的不同会影响亚甲基蓝的降解效果,其中镍电极在处理8min后亚甲基蓝降解率可达99%,降解效果最好,电极材料还会影响平行磁场对亚甲基蓝降解的促进效果,铁和镍电极的能量利用率相比无磁场时提高了约20%,而钼和不锈钢只有5%~10%.通过研究介质阻挡放电等离子体的产生机理和二次电子发射原理,发现这些差异是由电极材料的二次电子发射系数和磁导率的不同导致的,4种材料中铁的二次电子发射系数最大,电子雪崩过程中产生的高能电子更多,因此降解效果最好,铁和镍的磁导率最大,放电空间内的磁感应强度更高,因此平行磁场对亚甲基蓝降解率和能量利用率的提升更大.     

Effect of activated NH3 on SO2 removal by pulse coronadischarge plasma in flue gas

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＮｏｗＳＯ2 ｉｓｔｈｅｏｎｅｏｆｍａｉｎｇａｓｐｏｌｌｕｔａｎｔｓａｎｄｔｈｅｍａｉｎｃａｕｓｅｏｆａｃｉｄｒａｉｎｐｒｏｂｌｅｍ .ＳＯ2ｒｅｍｏｖａｌｂｙ ｐｕｌｓｅｃｏｒｏｎａｄｉｓｃｈａｒｇｅｉｓａｎｅｗＤｅ ＳＯ2 ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｄｕｒｉｎｇｌａｓｔｔｅｎ ｙｅａｒｓ(Ｍａｓｕｄａ ,1 993;Ｍｉｚｕｎｏ ,1 986 ;Ｄｉｎｅｌｌｉ,1 990 ) .ＳＯ2 ｉｎｆｌｕｅｇａｓｉｓｏｘｉｄｉｚｅｄｂｙａｃｔｉｖａｔｅｄｒａｄｉｃａｌ(ｓｕｃｈａｓＯＨ ,ＨＯ2 ,ＮＨ2 ,Ｏ)ｗ…     

介质阻挡气液两相放电灭活大肠杆菌

采用双向窄脉冲介质阻挡气液两相放电技术,对大肠杆菌灭活效果进行了试验.研究了曝气量、初始含菌量、处理时间、电场强度及电导率与大肠杆菌灭活率的关系.结果表明,菌体灭活率随初始含菌量、电场强度、处理时间的增加而增大,但随电导率的增加而减小.较佳的曝气量为0.75m³/h.