沿面放电氧化液相亚硫酸铵

为了解决湿式氨法烟气脱硫生成不稳定亚硫酸铵（（NH4）2SO3）副产物的问题,设计了以不锈钢弹簧和溶液分别作为高压和低压电极的沿面放电系统,对液相（NH4）2SO3的氧化进行了研究。空气从反应器上方进入后经放电区域形成活性物质,再由底部的曝气头鼓入溶液并与（NH4）2SO3发生反应。比较了沿面放电处理与传统曝气处理的氧化效率,考察了放电电压、载气气量和初始浓度等因素对（NH4）2SO3氧化的影响。结果表明,沿面放电对（NH4）2SO3有显著的氧化效果;优化条件下的（NH4）2SO3氧化率接近100%;溶液中（NH4）2SO4与（NH4）2SO3的浓度比小于1时有利于（NH4）2SO3的氧化。     

电弧放电产生NOx及其对亚硫酸铵的氧化

将脱硫塔产生的高浓度亚硫酸铵氧化为硫酸铵是氨法脱硫研究的一个难点.利用二氧化氮(NO2)的氧化性,可以有效氧化高浓度的亚硫酸铵.空气中电弧放电可以产生氮氧化物(NOx),本研究采用高频交流电源,不锈钢针-针电极,研究了放电间距、气体流量、湿度和O2含量等参数对产物NOx的浓度和NO2/NOx比值的影响,并对产物气体做了红外分析和光谱分析.实验结果表明,放电间距增大有利于NOx浓度和NO2/NOx的提高,气体流量和湿度的增大使NOx浓度和NO2/NOx降低,O2含量为50％和60％时NO2浓度和NO2/NOx分别达到最大值.产物NOx对亚硫酸铵的氧化速率最高可达0.0264 mol/(L·min).     

O_3氧化-SO_3~(2-)还原燃煤烟气脱硝

燃煤烟气同时脱硫脱硝是燃煤烟气污染治理技术研究与应用的趋势。提出利用臭氧注入到模拟烟气氧化NO生成NO_2,再利用NO_2氧化亚硫酸盐生成硫酸盐,同时NO_2被还原生成N2的工艺方法。研究了沿面放电法产生臭氧、臭氧氧化NO、NO_2在亚硫酸钠溶液中的转化和溶液中SO_2-4生成及影响因素。结果表明,臭氧投加量对NO氧化过程影响较大,当O_3/NO摩尔比为1.1时,烟气中NO脱除率达到90%;亚硫酸钠溶液中NO_2脱除率达到97%,且在吸收液温度小于80℃、pH小于10的条件下,NO_2脱除率基本保持不变;液相亚硫酸钠溶液中NO_2与SO_2-3离子之间氧化还原反应生成SO_2-4离子和N2是NO_2转化的主导反应。     

高压脉冲放电等离子体对水中土霉素的降解

采用针-板式高压脉冲放电等离子体降解水中土霉素,考察了放电输出功率、空气流量、电极间距、溶液初始浓度、初始pH、初始电导率和添加Fe2+的量对土霉素去除率的影响。实验结果表明,高压脉冲放电等离子体对水中土霉素有较好的去除效率,在初始浓度200 mg/L,放电功率64 W,电极间距8 mm,空气流速0.05 m3/h,初始pH为2.6,初始电导率1.083 mS/cm条件下,反应12 min后,土霉素的去除率可达97%。向溶液中添加Fe2+,可提高土霉素的去除率。TOC随着反应时间的延长逐渐减小,反应12 min时,TOC去除率可达57%,说明大分子物质被降解为小分子物质,部分被完全矿化为CO2和H2O。     

湿法烟气脱硫反应过程的实验研究

在石灰石/石膏湿法烟气脱硫中试台上,系统开展了浆液pH值、飞灰浓度、液气比、入口SO2浓度、烟气速度和氧化方式等对脱硫反应过程影响的实验研究。实验表明,脱硫效率随着石膏浆液pH值、液气比的升高而增加,且入口SO2浓度越高,液气比越低,影响效应越明显;脱硫效率随着烟气速度、烟气温度和入口SO2浓度的增加而下降;石膏浆液中飞灰含量对系统脱硫效率具有一定的促进作用:pH值>5.6,飞灰浸出液中Fe3+含量相对较低,Fe3+对脱硫反应过渡态催化氧化影响程度较轻,不同工况脱硫效率差别不大。pH值<5.6,飞灰浸出液中Fe3+含量随pH值降低而增大,增效效果逐渐显著;氧化方式对脱硫反应过程有明显的影响,强制氧化工艺的脱硫效率比自然氧化的高5%左右。     

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。     

非平衡等离子体诱导催化剂吸附单质汞

采用非平衡等离子体诱导γ-Al_2O_3催化剂吸附单质汞,分析了等离子体与催化剂之间的相互作用。结果表明,在放电区域填充催化剂和在气流中加入单质汞均可降低放电的起始放电电压,这是因为放电区域填充催化剂使气体空间放电转变成表面的微放电。催化剂表面可以被等离子放电直接活化,使本身不能吸附单质汞的催化剂产生很强的吸附单质汞的能力。在放电能量密度约为19 J·L-1时,等离子体诱导催化剂吸附单质汞的效率可达94.1%。O2对等离子体诱导催化剂吸附Hg0有促进作用,随着O2浓度的提高,吸附效率随之提高。当气流中含有5%O2时,单质汞的吸附效率可达到98.5%,这是因为气流中存在O2时,经放电生成的等离子体中含有活性氧物种O3和O等,这些活性物质因具有氧化单质汞的能力而增强了单质汞的吸附。此外,催化剂表面O3的分解过程也是强化单质汞的吸附的原因。     

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。     

等离子体活化水灭活金黄色葡萄球菌生物膜

利用大气压空气等离子体诱导生成的活化水(PAW)对金黄色葡萄球菌生物膜的失活效果和机制开展研究。采用菌落形成单位方法对生物膜失活效果进行了评价;采用刃天青荧光染色方法研究了细胞的新陈代谢能力;采用H_2-DCFDA荧光染色法检测了细胞内活性氧的浓度;采用分光光度法检测了活化水中具有代表性长寿命活性组分浓度。结果表明,60 min产生的活化水浸泡30 min后,菌落形成单位从10~(7.4)减少到10~(2.6);生物膜中约70%的细菌丧失了新陈代谢能力;活化水处理后,生物膜细菌胞内活性氧(ROS)的浓度有明显升高趋势;随着等离子体处理时间的延长,活性基团H_2O_2、NO_2~-、O_3的浓度均有不同幅度地提高。综合以上分析,等离子体活化水具有良好的灭菌效果,而且活化水中积累的大量活性基团与细胞内ROS协同作用可能是生物膜失活的主要原因。     

参数对脉冲电晕等离子体同时去除汞和三氯苯的影响

医疗垃圾焚烧排放烟气中含有汞和二恶英污染物,这两者均具有高毒性和较强的环境危害性。通常使用活性炭喷射法同时去除汞和二恶英,但该方法耗材高、成本大、存在着二次污染。为了解决上述问题,采用脉冲电晕低温等离子体技术处理汞和三氯苯(二恶英的模拟物),通过等离子体放电实现汞的氧化和三氯苯的降解,研究了电压、频率、脉宽、上升沿(即上升时间)对脉冲电晕等离子体同时去除汞和三氯苯的影响。结果表明:电压、频率对等离子体去除Hg~0和TCB有重要影响,在电压为17 kV时,最高可实现约65%的Hg~0氧化去除率,约70%的TCB去除率;脉宽、上升沿变化对二者的去除无明显影响;检测产物的主要物质为产生酮类、苯衍生物。综合上述结果,脉冲电晕等离子去除Hg~0和TCB的去除机制包括能量竞争和自由基反应,在能量竞争中,TCB具有明显优势。研究结果可为低温等离子体技术同时去除汞和二恶英的工业化应用提供参考。