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.     

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。     

介质阻挡放电和水吸收联合降解挥发性有机化合物

依据介质阻挡放电(DBD)和溶液吸收处理气态污染物的原理,设计出一种DBD和水吸收联合降解挥发性有机化合物(VOCs)的实验装置.研究其对甲苯的降解效果.考察了放电电压、甲苯初始浓度、模拟废气流量对甲苯降解效果的影响.分析了DBD和水吸收的相互作用.结果表明.DBD和水吸收联合可以提高甲苯的降解率.在放电电压为15.9 kV时甲苯的降解率为81.5%.比单独放电时提高了13.3百分点;甲苯的降解率随着放电电压增大而升高,随着气体流量和甲苯初始浓度增大而降低.该技术可以作为放电等离子体前处理工艺,为高效处理上业废气提供参考.     

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。     

介质阻挡放电等离子体降解高浓度甲苯

为解决喷漆和涂装废气中VOCs的污染,采用同轴圆管式介质阻挡反应器进行低温等离子体降解高浓度甲苯探索,研究了反应器参数(放电间距、放电长度)、操作参数(初始甲苯浓度、气体流量、输入功率)等关键参数对甲苯转化率和产物CO2选择性的影响。结果表明:放电间距过大或者过小都不利于甲苯的降解,放电长度的增加对其影响相对较小;输入功率越大,甲苯的降解效果越好,并且反应产物中臭氧的浓度越低,但气体流量及初始甲苯浓度的增加不利于甲苯的降解。最后对产物进行GC-MS检测,分析了甲苯降解机理。     

多针-板脉冲放电处理模拟尾气中的NO_x

机动车尾气中NO_x受到人们普遍关注。采用多针-板放电反应器,研究NO_x浓度变化随电气、气体等参数的变化规律,为脉冲放电去除NO_x提供一定理论支撑。结果表明:在一定条件下提高脉冲电压有利于NO转化;脉冲重复频率增大可提升NO_x去除率,脉冲重复频率达到一定值时NO_x去除率增幅不明显;流量增大利于NO转化,不利于NO_x去除;随氧浓度的升高NO转化率呈现先降低后升高,NO_x去除率逐渐降低。当氧浓度低于5%时,NO_x主要是通过NO还原成N_2;氧浓度高于5%时,NO主要通过氧化转化为NO_2。     

高频脉冲介质阻挡放电去除水中17β-雌二醇

实验采用高频脉冲介质阻挡放电工艺处理水体中的17β-雌二醇（E2）。结果表明,该工艺可以有效地降解水中的E2,E2的降解过程符合一级反应动力学模型。当体系脉冲峰-峰电压为24kV,初始浓度为100μg／L的E2在超纯水中的降解一级反应速率常数为0．1314min^-1。E2的降解速率常数随脉冲峰-峰电压的增大而升高,随E2初始浓度和溶液初始pH增加而降低,溶液初始电导率对E2的降解影响不大。     

低温等离子体联合技术降解甲苯气体的研究

以自制的纳米钛酸钡基介电材料为催化剂,以电工陶瓷拉西环为载体,利用介质阻挡放电产生的低温等离子体对常压下流动态含甲苯的空气进行处理,研究了电场强度、空塔气速、甲苯初始浓度及不同填料情况下甲苯的降解及臭氧产生情况,初步探讨了等离子体联合技术降解甲苯的机制,并进行了产物分析.实验结果表明,甲苯降解率随电场强度的提高而上升,随空塔气速和甲苯初始浓度的增加而降低;随反应器内填料变化,甲苯降解率表现为催化剂填料》普通填料》无填料,其降解率最高可达95%.当电场强度》13.0 kV/cm时,臭氧浓度因受到过量的高能电子攻击而发生分解,表现为臭氧浓度随电场强度的继续增加而降低,故最佳电场强度为13.0 kV/cm.当9.0 kV/cm＜电场强度＜13.0 kV/cm,臭氧产量表现为催化剂填料＞普通填料＞无填料,纳米钛酸钡基介电材料大大增强了臭氧的产量.     

能量注入对放电等离子体去除气相苯系物的影响

采用正极性高压直流供电和串齿线放电极--管式接地极构成的放电等离子体反应器,研究了苯系物(苯、甲苯和对二甲苯)去除效率与供电电压之间的关系,以及放电极齿轮数对苯系物去除效率、COx(CO2 CO)生成量和能量效率的影响.研究结果表明,苯系物的去除效率、COx生成量皆随电压升高而增大.随着电压升高,能量效率先升后降,当电压为11 kV左右时,能量效率最高.对应放电齿轮数为31的苯系物去除效率、COx生成量和能量效率皆高于放电齿轮数为55或7,这表明对应特定的等离子体反应器,有一最佳放电齿数匹配.     

线-板式介质阻挡放电反应器的优化

研制了一种新型线-板式介质阻挡放电反应器。通过分析V-Q Lissajous图,得出了反应器放电过程的特征,以乙烯的降解率为指标,优化了反应器的结构,并考察了工艺参数(相对湿度、乙烯初始浓度和停留时间)变化对反应器性能的影响。实验结果表明,反应器放电时,输入功率的增加不会使放电电压增大,增加的是放电电流;优化后的反应器以2.5mm厚的陶瓷板做阻挡介质,以间距为0.5 mm的钼丝做电晕极,放电间距3 mm;乙烯的降解效率受湿度的影响小于10%,随初始浓度的增加或停留时间的减小而降低;最佳的工艺参数为湿度24%(298 K)、初始浓度17 mg·m~(-3)、停留时间1 s。与传统的平行板式反应器相比,该反应器起晕电压较低、能量效率较高,适于降解低浓度的乙烯气体。