高压脉冲放电等离子体水处理中的放电方式及其应用

介绍了高压脉冲放电水处理技术的原理，综述了已有的放电方式，包括气相放电、液相放电和气液混合放电3种方式，介绍了近年来国内外对各放电方式的应用。讨论了各放电方式的特点，并提出该领域有待进行的研究工作。     

高压脉冲等离子体降解水中苯酚的实验研究

对高压脉冲放电等离子体技术降解水中有机污染物苯酚进行了实验研究,观察了脉冲成形电容、脉冲峰值电压、脉冲频率、放电电极直径、放电距离、苯酚的人口质量浓度等因素对苯酚降解率的影响;实验结果表明脉冲成形电容有一最佳值;降解率随脉冲峰值电压、脉冲频率增大而升高,随放电电极直径和放电距离的减小而增大,随苯酚人口质量浓度增大而增大。     

脉冲电弧液相放电等离子体处理生活污水回用研究

利用脉冲电弧液相放电等离子体技术,采用某小区的生活污水,研究放电脉冲次数、放电峰值电压、曝气量对COD、氨氮去除的影响.随着放电脉冲次数的增加,COD与氨氮去除率逐渐升高,当放电脉冲次数为400次时,COD和氨氮的去除率分别为81.8％、80.3％.随着放电峰值电压的升高与曝气量的增加,COD、氨氮的去除效率增加.在相同放电处理时间下,当峰值电压为18 kV时,曝气量大于4m3/h,COD去除率大于96％,氨氮去除率大于90％,出水水质满足回用标准.     

电源频率对大气压氦气射流等离子体放电特性的影响

为探究大气压射流等离子体放电特性,利用同轴双环电极结构等离子体射流装置,研究电源频率、外加电压对氦气射流放电电流、起始电压、消耗功率、放电平均功率、射流长度等参数的影响规律。结果表明:放电图像在f=7.88,8.40,8.90 kHz电源频率下,随着电压增加,等离子体射流长度先增长后稳定;电压-电流关系符合辉光放电特征;同一电源频率下,随外加电压升高,放电电流脉冲个数增多、幅值增大、脉冲曲线产生畸变,装置消耗功率和放电功率所受影响不大。     

静电放电对电火工品作用机理分析与试验研究

在分析电火工品静电作用机理的基础上,利用瞬态脉冲试验原理研究了静电放电对电火工品的性能影响。分析了因电火工品个体差异导致分组不均给试验带来的影响,提出用瞬态脉冲试验得到的温升参数对样品进行分组,以保证试验样品的一致性。研究结果表明,经过静电放电试验后,电火工品温升值变大,平均作用时间变长。说明可以用瞬态脉冲试验法检测经静电放电后电火工品的性能变化。     

脉冲电晕放电去除废水中氰化物的研究

采用脉冲电晕放电等离子体处理含氰高炉煤气洗涤水,设计了针-板式电极结构的等离子体反应器装置。研究了不通入、通入SO2,不放电、放电以及不同初始氰化物浓度条件下,处理含氰废水的效果。大量实验研究表明,无论放电与否,通入SO2均可提高氰化物的去除率;脉冲电晕放电可以提高氰化物的去除率,洗涤水在脉冲电晕区停留时间越长,氰化物去除效率越高;高炉煤气洗涤水中氰化物初始浓度越高,其净化效果越好,洗涤水在脉冲电晕区域停留时间约为2.1 s时,氰化物去除率最高可达99.9%,而初始浓度较低时,几乎没有净化效果。     

非平衡等离子体治理有机含磷气体的实验研究

采用脉冲电晕放电产生的等离子体对沙林毒剂的模拟剂甲基磷酸二甲酯进行消除研究.着重进行了脉冲峰压、脉冲频率、初始质量浓度、气体流量等对消除率的影响实验.结果发现,消除率随脉冲峰压和脉冲频率的增加而提高,随气体流量和初始质量浓度的增大而降低.同时发现产物中含有C02、H2O、丙酸、甲基磷酸甲酯和磷酸(或P2O5)等物质.     

脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫技术研究

通过实验模拟烟气观察ＳＯ２在一种特殊的脉冲电晕放电等离子体环境中的氧化变化过程，研究了烟气温度、ＳＯ２初始浓度等参数对ＳＯ２氧化率、单位能量氧化量的影响规律。     

等离子体耦合Ce改性的复合型催化剂去除氮氧化物研究

为开发一种在大气污染物条件下可以复合催化氮氧化物的自制锯板脉冲放电反应器,同时为进一步制备高性能催化剂研究提供试验依据,采用脉冲放电耦合复合型催化剂对NOx进行去除试验.通过分步浸渍法制备一系列催化剂,研究脉冲放电耦合不同活性组分催化剂的脱硝效果,其中重点研究Fe掺杂及其不同掺杂量下制备的Fe/5A催化剂对NO转化率的影响.此外,进一步对Fe/5A催化剂掺杂适量Ce进行改性,进而制备复合型Ce-Fe/5A催化剂.通过XRD、SEM对催化剂进行相关性能表征.结果表明,Fe/5A催化剂活性在Cu/5 A,Mn/5 A,Cr/5A催化剂中最优,且当Fe掺杂的质量分数为8％时,单组分Fe/5A分子筛活性最好.掺杂一定量Ce后的Ce-Fe/5A催化剂表面更光滑,微孔增多,比表面积增大,被覆盖的不饱和金属配位点更易暴露以增加反应所需的活性点位,进而促进催化反应的有效进行,加强对NOx的脱除.当Ce掺杂的质量分数为3％时,Ce-Fe/5A催化剂对NO转化率效果最佳.由于脉冲放电可以改变催化剂的晶形和结构,因此Ce-Fe/5A催化剂耦合脉冲放电可以显著提高脱硝效率,其中添加还原性气体C2H2后效果更佳,且随着电压的增加,Ce-Fe/5A催化剂脱硝效果整体呈上升趋势.     

脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫技术研究

通过实验模拟烟气,观察SO_2在一种特殊的脉冲电晕放电等离子体环境中的氧化变化过程,研究了烟气温度、SO_2初始浓度等参数对SO_2氧化率、单位能量氧化量的影响规律。     

Experimental studies of removing typical VOCs by dielectric barrier discharge reactor of different sizes

This research conducted both lab-scale and pilot-scale tests by selecting toluene as the typical volatile organic compounds (VOCs) and by using the promising non-thermal plasma oxidation technology – dielectric barrier discharge (DBD). To develop baseline engineering data to demonstrate the feasibility of application of self-made DBD reactors, the peak voltage, gas flow speed, initial toluene concentration, discharge frequency and duty ratio were studied. The results showed that toluene removal efficiency improves with increase of electrical voltage, frequency and duty ratio, and declines with increase of polar distance, gas flow speed and toluene initial concentration. When the voltage increases, the energy efficiency rises first and then drops. The energy efficiency reaches the climax when the energy density reaches 150.8 J/L and 101.7 J/L in the lab-scale experiment and pilot-scale experiment respectively.     

Experimental study on electrostatic spark discharge under different electrode parameters,pressure and gas component

In this work, the influence of different experimental parameters (electrode gap, electrode shape, pressure and gas component) on spark discharge characteristics is investigated. The dynamic processes of voltage, current, energy, and power during the spark discharge process are analyzed. Electrical characteristic parameters including the discharge energy, discharge efficiency, spark resistance and total resistance are studied. High-speed schlieren technology is used to visualize the spark discharge and shock wave formation under different pressure and electrode shapes. The effect of pressure on the shape, radius and average velocity of the shock wave is investigated.     

浮顶储罐导电片间隙放电危险性研究

储罐在实际运行中,受浮盘的上下移动、机械应力、老化、油污、金属腐蚀等因素的影响,很难确保导电片与罐壁紧密贴合,容易形成微小间隙,在这种情况下遭受雷击易产生间隙放电,出现打火现象.为了分析导电片与储罐罐壁导电片产生间隙放电的危险性,根据Townsend气体放电理论计算了导电片和储罐罐壁间的击穿电压,采用1.2/50μs冲击电压波开展了导电片间隙放电实验,分析了导电片击穿电压与空气间隙距离的关系.结果证明:当导电片和罐壁贴合不良时,导电片和罐壁之间极易产生火花放电;当空气间隙d=0.1cm时,平均空气击穿电压仅为5280V;随着间隙的增大,空气击穿电压也随之增大;导电片间隙放电实验数据与Townsend气体放电理论值吻合.最后,根据以上结论,针对浮顶储罐导电片间隙放电的危险性,提出了改进措施.     

电除尘器对烧结灰除尘性能影响的试验研究

在电场断面面积为0.3 m 2(600m× 500 m)的电除尘器(ESP)实验系统上,采用正交试验法,确定电晕线型式、含尘浓度、电压值和风量(电场风速)4个试验因子,总除尘效率为指标值,进行电除尘器对烧结灰除尘性能的试验研究.研究结果表明,当气流含尘浓度从15g/m3提高到25g/m3时,ESP的总除尘效率η从96.87%降至87.55%;当电源电压值由85 kV增至96 kV后,ESP的总除尘效率从98.16%降至87.55%;当ESP的电场风速由0.62 m/s增至0.79 m/s,总除尘效率由96.87%降至92.46%;星型线ESP的除尘效率相对较低;尖端放电可改善ESP用于高比电阻粉尘时的操作性能,芒刺线、锯齿线ESP的除尘效率分别高达99.46%和99.55%.     

非平衡式双极性离子风消电技术与应用

为实现风送管道物料静电监测与控制，预防料仓静电燃爆事故，提高聚烯烃装置料仓安全水平，基于非平衡式双极性离子风消电技术，开发了双极性离子风消电器；基于离子风消电器和静电监测器，探讨了石化粉体料仓用离子风消电控制系统组成、电路、气路布局；对非平衡式双极性离子风消电系统进行现场应用测试。结果表明:基于此管道粉体消静电技术，合理调节正、负侧控制电压，可有效控制管道物料荷质比稳定在±0.3 μC/kg以内，保障聚烯烃装置料仓安全、稳定运行。     

电晕放电等离子体杀菌的实验研究

系统地研究了电晕放电等离子体杀菌的效果.首先对正负电晕杀菌效果的差异进行对比;然后选择电晕放电电压范围更大的负电晕,进行杀菌参数对杀菌效果的影响研究.在其他放电条件相同时,正电晕的杀菌效果优于负电晕.研究发现,在负电晕条件下,杀灭率随着放电电压的升高、放电时间的延长、电极间距的减小而升高,另外杀菌效果与细菌种类也存在一定的关系.     

阻挡放电联合金属氧化物催化降解H2S的研究

采用介质阻挡放电联合金属氧化物催化降解气态H2S,考察了单组分及复合金属氧化物催化剂、催化剂与低温等离子体结合方式对H2S及副产物O3去除性能的影响,分析了等离子体联合Mn复合金属氧化物催化降解H2S机理。结果表明,金属负载量相同条件下,电压低于22kV时,Mn复合金属氧化物对H2S的催化活性高于单组分Mn金属氧化物,催化活性及对O3的分解能力从大到小依次为:Ag+Mn、Cu+Mn、Fe+Mn、Mn。当电压为18 kV时,Ag+Mn、Cu+Mn、Fe+Mn复合催化剂分别比单组分Mn催化剂对H2S的去除效率提高了近10%、6%、4%。等离子体后催化区域中Mn催化剂催化氧化H2S的效率明显低于等离子体催化区域。Mn催化剂在等离子体后催化区域中能有效催化分解O3。随着电压的升高,Mn金属氧化物在等离子体后催化区域对H2S催化作用逐渐增强。在电压22 kV时,等离子体联合后催化比单独等离子体作用时,H2S去除效率提高了近11%。     

尾矿高浓度排放技术的发展概况及展望

对于尾矿传统湿排技术来说,不仅坝体的稳定性差,对环境也有极大的影响,然而高浓度排放技术有效地缓解或解决了这些问题。文章从尾矿脱水、料浆输送和尾矿沉积等多方面,介绍了高浓度排放国内外发展情况,如多段式到一段式脱水和脱水设备的发展、泵压输送中泵送设备的类型,以及尾矿沉积中排放口的布置方式等。介绍了边坡角预测理论,主要包括Blight和Bentel边坡角预测模型、Kupper提出的边坡角经验公式,以及Sofra和Boger提出的边坡角经验公式。指出了高浓度排放技术存在的问题,如膏体的定义不清晰、高浓度排放的适用条件、沉积裂缝和边坡角预测模型不精确。最后总结了高浓度排放的发展趋势,如膏体排放模式、排放口的中央式布置和设备选型,如高浓度底流和处理量的脱水设备,以及高压高效率的泵送设备等。