电极尺寸对介质阻挡放电冷等离子体去除NO的影响

设计了一套高压电源装置以及相应的同轴圆柱 筒介质阻挡放电管 ,研究了放电管中心电极直径以及介质层管内径变化对放电冷等离子体去除NO的影响。实验结果表明 ,这 2种电极尺寸的变化对NO去除率有显著的影响。中心电极直径的增加 ,有助于增强放电 ,但同时减小了反应空间 ;介质层管内径增加 ,延长停留时间的同时放电的强度却相应减弱了。所以中心电极的直径或介质层的内径均应有一最佳值 ,使得其他条件不变的情况下NO的去除效果最佳。     

双极性高压脉冲介质阻挡放电脱硝实验参数优化研究

为提高机动车尾气中NO_x的去除率,采用了介质阻挡放电对NO_x进行处理,研究了介质阻挡放电反应器在不同介质参数、放电参数和气体参数条件下对NO_x去除的影响,优化了双极性高压脉冲放电的反应参数。结果表明:当放电极为直径10mm的螺纹铜棒,介质管为内径16mm、介质厚度1.5mm的石英玻璃管,放电间隙为3mm,放电长度为28cm,放电频率为60Hz,O_2体积分数为6%,NO_x初始质量浓度为536mg/m~3,气体流量为1.1L/min,单向脉冲电压为12kV,C_2H_2与NOx质量浓度比为1.5时,NO转化率和NO_x去除率分别为64.56%和22.57%。     

介质阻挡放电对湖泊水华蓝藻的去除

采用介质阻挡放电等离子体技术去除太湖水华蓝藻,考察了放电输出功率、空气流速、添加剂(异丙醇、腐植酸)等对蓝藻去除的影响。结果表明,介质阻挡放电能去除太湖水华蓝藻,放电功率100 W,空气流速1.0 L/min,放电18min,在光照强度2 000 lx和25℃下培养4 d,初始叶绿素a浓度为9.58 mg/L藻液中蓝藻去除率达87.8%。增加放电输出功率和空气流速能提高蓝藻的去除效率;腐植酸促进了介质阻挡放电对蓝藻的去除;而异丙醇添加剂抑制了介质阻挡放电的作用。放电处理后,蓝藻细胞内类胡萝卜素含量、SOD活性、MDA含量发生明显变化,介质阻挡放电破坏了蓝藻细胞内含物。     

应用冷等离子体净化尾气中NO的研究

本文设计了轻便的电晕放电装置 ,并用其进行了冷等离子体去除NO的实验研究 ,得到了NO的去除率随放电管的输入功率、NO的初始浓度以及气体的流量而变化的对比曲线。在流量较小 (≤ 0 .0 5m3 /h)或者浓度较低 (≤ 15 0×10 -6)的情况下 ,本文所设计的装置去除NO的效果较好 (>80 % )。该装置体积小、重量轻、功耗低 ,加以改进 ,对于实际的汽车尾气排放控制 ,具有良好的应用前景     

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.     

介质阻挡放电联合催化臭氧化降解甲苯

采用介质阻挡放电区后结合MnOx/Al2O3/发泡镍去除甲苯,考察甲苯进气方式、臭氧产生方法及湿度对甲苯与O3同时去除的影响。结果表明,O3是等离子体区后催化降解甲苯的主要物种,介质阻挡放电联合催化臭氧化可实现甲苯及O3的同时高效去除。输入电压为9.0 kV时,甲苯的去除效率达92.8%,在80 min内O3的去除效率维持在99%以上。水蒸气对催化剂催化分解臭氧的活性没有直接的影响,O3浓度较高时湿度对甲苯降解效率的影响很小。GC-MS分析结果表明,甲苯降解的主要气相副产物有烷烃、酸、酮和含苯环有机物,提出了甲苯的降解途径。     

介质阻挡放电协同Ag/Al_2O_3对NO_x脱除的影响

为有效去除发电厂烟气中产生的NOx,利用介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体并结合催化剂Ag/Al2O3进行烟气脱硝实验,研究了在加入乙烯的条件下,平均负载量、催化温度和装置的布置方式对NOx脱除的影响。结果表明,随着负载的增多,NO脱除率呈现先增大后减小的趋势,5种负载量中最佳为1.76%;随着催化温度的升高,NO脱除率同样呈现先增大后减小的趋势,最佳的催化温度为150℃左右;3种不同布置方式对NO和NOx脱除有明显差别,单独催化剂在NO和NOx的脱除率都比较低;单独介质阻挡放电NO脱除率很高,但是NOx很却很低;而两者结合在NO和NOx都达到了很好的效果。     

海绵铁作为渗透反应墙介质去除地下水中NO3--N的初步研究

采用孔隙率高、比表面积大的海绵铁作为渗透反应墙(PRB)介质,通过3批动态实验讨论了海绵铁+锰砂单层介质、海绵铁+锰砂+活性炭单层介质,以及海绵铁+锰砂和活性炭的双层介质对地下水中NO3--N的去除效果.结果表明,经过292 h的PRB动态实验,填充海绵铁+锰砂单层介质、海绵铁+锰砂+活性炭单层介质、海绵铁+锰砂与活性炭双层介质的反应器的NO3--N去除率分别达到了70.65％、84.22％、88.09％,采用海绵铁与活性炭的单层介质或双层介质的反应器对地下水中NO3--N和TN的去除效果显著增强,出水中NH4+-N浓度相对也有所降低；扫描电镜和X射线衍射分析结果表明,经过PRB动态实验后,海绵铁表面覆盖了厚厚的膜,微孔隙被许多新的物质堵塞,这会导致海绵铁的氧化还原反应能力减弱,阻碍地下水中NO3--N的进一步还原去除,这也是以后实际应用中需要解决的问题.     

介质阻挡放电净化硫化氢气体的实验研究

采用介质阻挡放电等离子体技术净化恶臭气体硫化氢。考察了电压、频率、硫化氢初始浓度以及停留时间对硫化氢净化效果的影响。结果表明,介质阻挡放电可以有效消除硫化氢污染,硫化氢净化率随电压、频率以及停留时间的增加而升高,随硫化氢初始浓度增加而下降。当电压≥19kV,频率为300Hz,停留时间为1.56s,硫化氢初始质量浓度为30.1mg/m3时,硫化氢净化率接近100%。     

介质特性对DBD降解苯的影响

为了提高介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体的处理效率,研究了内外介质组成分别为:(1)石英 石英;(2)陶瓷 石英;(3)陶瓷 陶瓷这3种情况下苯的降解情况.试验结果表明,在处理低浓度含苯废气时,陶瓷 陶瓷效果最好;陶瓷(内管) 石英(外管)在处理高浓度含苯废气时显示出优势.通过对气相产物和固相结焦产物的分析验证了DBD能有效降解苯,降解产物不会带来新的污染.进一步分析了实验条件和介质材料的变化对DBD降解苯的影响机理.     

低温等离子体处理柴油机NOx和PM试验研究

建立了一种具有较强实用性的介质阻挡放电等离子体反应器试验装置.借助静态试验研究其放电特性,通过发动机台架试验探讨了利用低温等离子体处理柴油机2种主要有害排放物NOx和PM的效果和化学反应机理,并通过模拟试验作了处理PM的进一步验证.试验结果表明,放电功率对于低温等离子体活性成分的产生有重要影响,应当优选放电参数以获得高的放电功率从而达到更好的处理效果;采用低温等离子体处理柴油机排气,NOx总量变化不大,主要将NO转化成NO2;低温等离子体可以有效去除柴油机排气中的PM,去除率随能量密度的增大而提高.     

介质阻挡放电-催化降解空气中甲苯的研究

着重考察了催化剂分解O3对介质阻挡放电-催化降解甲苯效果的影响,对比不同催化剂在3种催化剂结合方式下对O3分解能力及甲苯降解效果.同时研究了影响O3,产生及分解的条件--放电电压、水汽和氧含量对甲苯降解的影响.结果表明,催化剂的O3分解能力越强,对甲苯的降解效果越好,O3的催化分解在甲苯降解过程中起重要作用.当放电电压为10 kv时,在余辉区和等离子体区加入催化剂,甲苯的去除率分别由无催化剂时候的33.8%提高到55.6%～66.2%和65.2%～74.2%.气流中的水汽对O3的产生和分解都产生不利影响,可降低甲苯的去除率.氧气含量高时,一方面增加O3的产生,另一方面降低催化剂对O3的分解,在O3含量为5%时,甲苯去除效果较佳.     

介质阻挡放电氧化降解木质素磺酸钠的动力学研究

为了有效地处理难生物降解的造纸废水，采用气相介质阻挡放电产生氧化性物质，对木质素磺酸钠进行了氧化降解研究。在不同操作条件下，对其降解动力学及矿化程度进行了研究。结果表明，介质阻挡放电能有效地降解木质素磺酸钠，其氧化降解反应遵循准一级动力学反应。当峰值电压为20 kV，被水蒸气饱和的空气为气源，流量为7 L/min时，氧化处理60 min后，木质素磺酸钠降解率达到70％。其速率常数K随峰值电压、气源、气体流量和木质素磺酸钠的初始浓度的变化而不同。气体流量越大，木质素磺酸钠的初始浓度越低，速率常数K越大，降解效果越好。随着处理时间的增加，氧化性物质能将部分木质素磺酸钠矿化使溶液TOC降低，当被水蒸气饱和的空气作为气源时，氧化处理120min，21.38%的TOC被去除。     

电极面积对无质子交换膜微生物燃料电池协同去污能力的影响

以间距是180μm的不锈钢网为电极,构建了单室型无质子交换膜微生物燃料电池(MFC)污水处理系统。分别驯化、培养厌氧消化菌和反硝化菌,厌氧消化菌在阳极附着成膜组成生物阳极氧化去除有机污染物,反硝化菌在阴极附着成膜组成生物阴极反硝化去除含氮污染物,研究了电极面积对污染物协同去除能力的影响。当电极面积为45 mm×100mm和45 mm×50 mm时,两系统的开路电压最大值分别为(182.8±6.2)mV和(161.8±5.4)mV,COD、NH4+-N和NO3--N最大去除率分别为96.5%、99.7%、99.7%和85.4%、92.2%、97.9%;出水中NO2--N的含量分别低于(0.072±0.006)mg/L和(0.084±0.008)mg/L。这表明电极面积大的系统具有较好的有机污染物和含氮污染物协同去除能力。     

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。     

电极-SBBR处理含铜有机污水

采用电极一SBBR系统去除Cu^2＋，考察了电流强度，IA竞争离子（阴离子SO4^2-、NO3^-、CL^-和阳离子Zn^2＋、Ph^2＋）、初始含Cu^2＋量及溶液pH值对除铜效除果的影响。结果表明，当电流强度为40mA时Cu^2＋去除率最高为98％。投加阴（SO4^2-、NO3^-、Cl^-）、阳（Zn^2＋、Pb^2＋）离子均会引起出水Cu^2＋浓度的增加，且Cl^-和Ph^2＋含量分别为45mg／L和30mg／L时对Cu^2＋去除的影响更为显著。进水Cu^2＋浓度为30mg／L时，Cu^2＋去除率最高为98．48％，当进水Cu^2＋≥70mg／L时，出水Cu^2＋浓度不能达标。酸性（pH4．0～4．5）与碱性（pH9．0～10．0）条件均不利于Cu^2＋的去除，且酸性条件的负面影响更显著．当pH为4．5～7．5时．Cu^2＋去除率最高为97．78％。     

变频介质阻挡放电去除甲苯的实验研究

以甲苯为目标污染物,采用变频交流电源,利用介质阻挡放电(DBD)对其进行去除。实验过程中,场强、频率、气体流速和初始浓度是影响甲苯去除效果的4个主要因素。通过多因素正交实验,分析4个因素对去除效果影响的主次关系,获得了最优方案。进行单因素趋势实验,研究各因素单独对甲苯去除效果的影响趋势,得出各因素对甲苯降解效果影响的变化曲线,并对结果作出分析。实验结果表明,当场强为9.7 kV/cm,频率为400 Hz,气体流速为2.5 cm/s,初始浓度为700 mg/m3时,甲苯去除率可达80.9%。     

三维电极电化学反应器深度处理焦化废水

为探索焦化废水深度处理新途径,采用了焦粒、活性炭负载Mn（NO3）2和Zn（NO3）2化合物粒子电极为第3极的三维电极反应器对二级生化处理后的焦化废水进行深度处理。考察了焦化废水中有机物去除的影响因素及处理效果,并探讨了有机物的降解动力学。结果表明,以焦粒为载体的粒子电极三维电极系统在pH为6.5,电导率为4 580μS/cm,电流密度为16 mA/cm2,投加量大于25 g/L时,降解20 min,COD去除率超过35%以上。焦化废水的降解的动力学研究表明,焦化废水降解符合表观一级反应动力学规律。该研究可为三维电极反应器在焦化废水深度处理工程应用中提供参数依据。     

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。     

强电离放电脱除NO的化学反应动力学模拟

强电离放电脱除NO是集化学、物理学和环境工程学为一体的交叉学科,其脱除过程本质上是等离子体中进行的一系列微观过程,难以通过实验进行直接研究。故通过建立强电离放电脱除模拟烟气中NO的化学模型并运用MATLAB对其进行数值模拟以探讨NO的去除机理。数值模拟结果表明,在800μs内产生大量·O和·OH,而仅产生少量·N,由此可知NO的去除主要是通过与·O和·OH的氧化反应生成HNO_3实现的,在脱除过程中NO先被氧化成NO_2,再进一步被转化成HNO_3。同时,通过实验验证了所建立模型的合理性。实验结果表明:随着NO初始浓度的增加,NO脱除效率逐渐下降;随着含氧量的增加,NO脱除效率显著增大。