低温等离子体分解脱除NO影响因素研究

为优化低温等离子体反应器设计、提高NO分解率,在低放电电压下通过改变介质阻挡放电参数(放电电压、介质材料、放电间隙等)考察其对分解NO的影响.研究结果表明:在低电压范围条件下(≤6.5 kV),放电电压对提高NO分解率的效果是非线性的,其影响随电压的升高而减弱;选择介电常数较大的介质材料更易获得较高的分解率;当反应器其它特征参数确定后,放电间隙并非越小越好,而是存在一个最佳值;实际应用中,应选用二次电子发射系数较大的电极材料;NTP反应器中加入填充材料不仅具有吸附和存储性能,还具有介质阻挡放电的功能,选择适合的填充材料能更大程度地提高能量利用率,提高NO分解率.     

气体放电光催化去除VOCs的实验研究

本实验研究试图将气体放电等离子填充床反应器与纳米TiO2 光催化剂相结合 ,以气体在介质表面放电产生的紫外线为光催化材料的驱动力 ,将等离子与光催化两种处理VOCs技术相结合提高反应器的去除效率。实验证明这种气体放电光催化处理VOCs的效果是明显的 ,较无纳米TiO2 光催化涂层提高去除效率 10 %～ 17%。     

介质阻挡放电脱除H2S影响因素研究

恶臭污染物的危害已引起世界各国的广泛关注.选取恶臭污染物的典型代表硫化氢(H2S)气体,采用介质阻挡放电低温等离子体反应器在常温常压下对H2S气体进行去除,考察了在高频放电条件下,H2S去除率与放电电压、频率、浓度、停留时阃、湿度、和放电间隙、占空比的关系.实验结果表明,较高的放电电压、较长的停留时间、较大的放电间隙有利于提高H2S去除,合适的湿度、放电频率、脉冲调制有利于提高反应器的效率.反应器参数与电源的有效匹配对于提高H2S去除率及节能降耗十分重要.     

放电等离子体降解三氯乙烯

采用2种放电方式和2种反应器对三氯乙烯进行降解,脉冲放电和交流放电均对三氯乙烯有较好的降解效果,且电压越高降解率越大.对脉冲放电,当气体停留时间为15s、三氯乙烯初始浓度1350mg/m³、电压42kV时空腔式反应器对三氯乙烯的降解率接近100%;对交流放电,使用32kV的电压可使降解率达98%,且频率越高降解效果越好.与脉冲放电相比,交流放电的功率消耗量大、能量利用率低,且填充式反应器的能量利用率也低于空腔式反应器.对于空腔式反应器,三氯乙烯降解率达80%时所需的脉冲和交流放电能量消耗分别为4.9W·h/m³和116W·h/m³.     

新型介质阻挡放电反应器同时处理废气和废液研究

为了充分发挥介质阻挡放电处理污染物的能力.本研究依据介质阻挡放电降解废气和废液的原理,设计了一种介质阻挡放电同时处理废液和废气的反应器,并对模拟废气甲苯和染料废水进行处理.实验过程中对甲苯和染料废水分别单独处理和两者同时处理的效果进行了比较.结果表明,甲苯在单独处理和同染料废水同时处理时都可达到较高的降解效果,两者同时处理时甲苯的降解效率可达88.6%.并且在甲苯降解效率基本保持不变的情况下,本反应器可以实现对染料废水的同步降解,其中处理50 mg·L-1活性艳蓝60min时,降解率可达95.4%,每小时处理量为35.8 mg.通过同时处理甲苯和染料废水提高了反应器的能量利用效率.     

气液介质阻挡放电降膜反应器降解甲硝唑实验研究

针对抗生素药物甲硝唑难生物降解的难题,首次借助气液冷等离子体高级氧化的方法,采用连续气液介质阻挡放电降膜反应器对其进行降解实验研究.同时,定量测量和评价了反应器的·OH氧化能力,考察了不同初始浓度、不同放电气氛及加入叔丁醇对甲硝唑降解效果的影响,并重点探讨了·OH对甲硝唑降解的作用.结果表明,当甲硝唑在反应器内停留时间为3 s时,初始浓度为5、10和20 mg·L~(-1)的甲硝唑溶液的转化率分别为97.8%、85.4%和78.7%,说明气液介质阻挡放电降膜反应器对甲硝唑具有显著的氧化降解能力.同时实验进一步发现,氧化反应过程中·OH对甲硝唑的降解具有重要贡献.     

液滴触发气体放电反应去除二硫化碳实验研究

论文提出和设计了一种新型放电反应器，利用液滴瞬时通过电极对之间的空间来触发气体放电。该反应器用于实验研究降解二硫化碳(CS₂)废气的效果，并考察了输入能量、液滴滴加频率、气体流量、氧气浓度和液体组分等参数对降解效果的影响。研究结果表明，采用液滴触发气体放电反应器能够有效去除和降解气流中的CS₂气体，在气体放电的同时，液滴还能吸收气相反应产物，从而促进了CS₂的降解。液滴滴加频率在0.5～1滴/s时，CS₂的去除效果最佳，过慢时去除率降低，过快则能耗加大。在其他相同条件下，采用去离子水作为吸收液液滴时，CS₂去除率最低；其次是采用5%硫酸钠水溶液，采用5%氢氧化钠溶液的去除率最高。CS₂降解反应后的气相产物主要有SO₂、CO₂和少量中间产物COS,液相产物为硫酸根离子。同时，对降解机理进行了分析。     

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 .     

介质阻挡放电等离子体洗消芥子气染毒空气的研究

采用板-板式介质阻挡放电反应器对芥子气的模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(2-Chloroethyl ethyl sulfide,2-CEES)进行洗消实验研究,并探讨了放电功率和气体流量对洗消率的影响.研究发现,在放电功率70W、气体流量75L·h-1的条件下对初始浓度0～280 mg·m-3的染毒空气洗消效果较好.因此,在该条件下,对芥子气染毒空气进行深入洗消研究.结果表明,当初始浓度低于150.2 mg·m-3时洗消后尾气的残余浓度低于安全允许浓度(0.0083mg·m-3).同时,采用GC-MS和离子色谱对洗消产物进行分析,发现介质阻挡放电等离子体将芥子气分解成H2O、CO2、SO3、HCl、芥子砜(ClCH2 CH2 SO2 CH2 CH2 Cl)和芥子亚砜(ClCH2 CH2 SOCH2 CH2Cl)等.     

双极性脉冲高压介质阻挡放电降解氯苯和甲苯

将双极性脉冲高压引入介质阻挡反应器(螺旋棒式不锈钢电极、石英玻璃介质),分别对氯苯和甲苯的分解特性进行了实验研究.结果发现,这种放电形式可以高效注入能量,兼有脉冲电晕放电和介质阻挡放电的特点.脉冲高压使电场强度急剧增强,瞬间产生大功率放电和高能粒子,可以实现对VOCs化学键的高效裂解.与工频交流高压、单极性脉冲高压的试验结果比较表明,双极性脉冲高压取得了最高的降解效果;氯苯比甲苯难以分解.     

铬污染土壤介电性质影响因素研究

为了探讨复介电常数法在铬污染场地进行监测的可行性,通过试验比较了不同铬污染物质量分数、土壤含水率和孔隙比下的土壤介电性质的频散特性.结果表明,污染土壤复介电常数呈较为明显的随着频率升高而降低的频散特征,频率低于50 MHz时,土壤复介电常数的实部和虚部变化较为明显;随着铬污染物质量分数、含水率和孔隙比的增大,土壤复介电常数的实部和虚部均有增大的趋势.通过分析土壤复介电常数和含水率、铬污染物质量分数及孔隙比的变化关系,推导了土壤含水率与介电常数实部、铬污染物质量分数与介电常数虚部的关系模型,并能够对铬污染土壤的铬污染物质量分数及含水率进行分析评价,为介电常数法用于土壤中铬污染物质量分数的快速检测提供了有益的探索.     

介质膜干涉滤光片标准物质研究

研制介质膜干涉滤光片标准物质,包含3片不同标称值波长的滤光片,厚度为(2~3)mm,根据光谱中性金属膜的材质不同其峰值波长称值大约450 nm、550 nm、670 nm,用以检测光谱光度计波长示值误差和重复性。滤光片采用分光光度计方法进行定值,溯源至自然基准低压石英汞灯。根据(JJF 1343-2012)《标准物质定值的通用原则及统计学原理》和(JJG 812-93)《干涉滤光片检定规程》通过对滤光片进行均匀性检验、稳定性考核和介质膜干涉滤光片波长测量的不确定度评定,完成介质膜干涉滤光片标准物质的研究工作。     

介质阻挡放电等离子体降解CF4

采用介质阻挡放电(DBD)等离子体技术降解强温室气体CF₄,考察了外加气体氧气(O₂)、空气、氩气 (Ar) 对DBD降解CF₄的影响. 结果表明:随着放电时间的延长,CF₄降解率升高. 3种外加气体条件下,CF₄的降解率依次为Ar>空气>O₂. 外施电压1 000 V,Ar条件下放电4 min,CF₄降解率可达98.2%,而O₂条件下CF₄降解率只有36.9%. 水汽对CF₄降解有一定抑制作用. 红外光谱检测结果表明,降解产物主要为CO₂,CO和COF₂.      

介质阻挡放电等离子体分解CO_2

温室效应导致全球变暖已成为全球性的环境问题之一.采用放电等离子体法转化CO2,不仅可消纳温室气体,缓解全球变暖的巨大影响,还可制备化工原料CO和O2.充分利用了C1(含1个碳原子的化合物分子)资源,对高频同轴式介质阻挡放电等离子体分解纯CO2进行了研究.结果发现:在采用不锈钢光滑内电极,放电间隙为2.0mm,注入功率为180W,气体流量为170mL/min的条件下,CO2转化率可达18.2%,CO和O2产率分别为10.1%和4.7%;增大注入功率,减小气体流量、选择合适的放电间隙和内电极形式,均有利于提高CO2转化率,获得更多的CO和O2.     

介质阻挡放电等离子体对亚甲基蓝的降解

研究了介质阻挡放电等离子体降解亚甲基蓝溶液过程。考察了放电电压、亚甲基蓝溶液初始浓度、初始pH值对降解率的影响和降解过程中亚甲基蓝溶液pH值的变化。结果表明:100mg/L的亚甲基蓝溶液在放电频率为10.5kHz,电压为22kV,pH值为5.68的实验条件下,降解40min后,亚甲基蓝降解率为99.8%。对降解产物进行气质联用分析,亚甲基蓝降解产物中存在甲苯、乙烷基环戊烷、苯并噻唑等物质。     

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.      

排板式介质阻挡放电等离子体降解苯的研究

考察了自制排板式等离子发生器对不同进气条件(进气浓度、进气流量和进气湿度)下含苯气的降解效果。结果表明,苯降解率随进气浓度和进气流量的提高而降低,但在高进气浓度和高进气流量下,苯降解率仍保持在50%以上。苯降解率在进气湿度约30%时达到最大值,过低和过高的进气湿度都不利于苯的降解。采用多级串联可提高等离子发生器对高进气浓度和高进气流量的适应能力,4级串联较单级时的苯降解率最高可提高39%。排板式等离子体发生器可作为未来等离子体发生器工业化的重点研发对象。