气液两相脉冲放电反应器的设计及其对酸性橙Ⅱ的降解效果

为了满足难降解有机物的处理要求,提出了喷嘴-筒式气液两相脉冲放电反应器的设计思想。为降低成本、便于放电现象的观察,圆柱状反应器采用透明有机玻璃加工而成,喷嘴高压电极和圆柱状高压电极为不锈钢材料。对该反应器进行了实验,观察到在液面上形成了较均匀的气、液两相放电。采用酸性橙II制备了模拟染料废水,研究了该反应器对模拟染料废水的降解效果。结果表明喷嘴-筒式气液两相脉冲放电可有效降解模拟染料废水中的酸性橙Ⅱ。随着脉冲峰值电压由-26 kV下降到-36 kV,模拟废水中酸性橙II的降解率提高了10%,对偶氮类染料降解起着重要作用的臭氧(O3)生成量增加了6 mg/L。在脉冲峰值电压为-36 kV,脉冲频率为50 Hz,放电喷嘴电极与液面距离为0,放电30 min时,反应器的能量效率可达到2.05×10-3 mol/J。研究结论为进一步研究多喷嘴-筒式电极形式的高压脉冲放电等离子体体系放电作用提供了依据。

脉冲放电等离子体协同二氧化钛降解偶氮类染料废水

高压脉冲放电产生的等离子体可以有效降解废水中的有机物。以酸性橙Ⅱ为目标降解物,通过气液固三相脉冲放电来获取放电等离子体并与二氧化钛(Ti O2)光催化相结合,采用单喷嘴-筒式放电极结构,研究了不同脉冲峰值电压、脉冲重复频率、鼓气体积流量、Ti O2镀膜长度、放电处理时间等因素对酸性橙Ⅱ降解效果的影响。向反应器中加入介质玻璃球,在通入空气的情况下实现气液固三相脉冲放电,二氧化钛与放电产生的紫外光相结合有助于生成更多的活性物质羟基自由基(·OH)。研究结果表明:当脉冲峰值电压为-38 k V、脉冲重复频率为50Hz、鼓气体积流量为60 m L/min、Ti O2镀膜长度为1.0 cm、放电处理时间为120 min时酸性橙Ⅱ的降解率最高,达到43.09%;酸性橙Ⅱ的降解率随着脉冲峰值电压、鼓气体积流量的升高而先增大后减小;随着脉冲重复频率、放电处理时间的增加而升高;随着Ti O2镀膜长度的增加而先增加后基本不变。

用LIFBASE分析高压脉冲放电过程OH自由基的转动温度

为探讨低温放电等离子体特性，研究高压脉冲放电过程中的气体温度，采用喷嘴一筒式放电极结构分析OH自由基在高压负脉冲放电过程中的发射光谱，并利用LIFBASE估算OH自由基的转动温度．通过模拟，得到放电脉冲频率和喷嘴直径的变化对OH自由基的转动温度的影响：OH自由基的转动温度随高压脉冲频率的升高或放电喷嘴直径的增大而降低；当脉冲峰值电压为-32kV，放电喷嘴外直径为3mm时，改变脉冲频率，OH自由基转动温度变化范围为200～500K；当脉冲峰值电压为-30kV，脉冲频率为50Hz时，改变喷嘴直径，OH自由基转动温度变化范围为400～600K．

喷嘴-筒式放电极负高压脉冲放电协同二氧化钛光催化对偶氮类染料酸性橙Ⅱ的处理

脉冲放电过程在产生放电等离子体的同时，产生高能电子、紫外光．O3等多因素，可综合作用于水中或大气中的污染物。本文把脉冲放电等离子体和TiO2光催化相结合，对我们设计的喷嘴一筒式反应器中的喷嘴放电极进行二氧化钛镀膜，利用脉冲放电过程中的紫外光实现对二氧化钛的催化．增加放电过程以羟基为主的活性自由基的数量。以偶氮类染料酸性橙Ⅱ为研究对象，对比了放电极二氧化钛镀膜对放电等离子体技术对污染物降解效率的影响。研究了镀膜前后分别脉冲峰值电压，溶液初始浓度、溶液pH值、电导率等因素对偶氮类染料酸性橙Ⅱ液降解率的影响。

气液两相高压脉冲放电生成过氧化氢的研究

高压脉冲放电是一种新型的高级氧化技术,放电过程中能产生多种活性自由基,如·OH,·O,·H,·HO2,O3,H2O2等。这些活性物质可以杀灭压载水中的藻类、病原体、细菌、浮游植物等。H2O2是这些活性物质中寿命较长的,其氧化还原电位为1.77V,其氧化还原能力仅次于F2(2.87V)、·OH(2.80V),可以直接和污染物及菌类反应,以达到降解污染物或者灭菌的目的。本文用实验室自制的单针–板式反应器,研究了气液两相脉冲放电过程的脉冲峰值电压、脉冲重复频率、通气速率、溶液电导率对生成过氧化氢的影响。研究发现:在放电过程中,增大脉冲峰值电压、脉冲重复频率、通气速率,过氧化氢的生成量均增大。随着溶液电导率的增大,溶液电导率对生成过氧化氢的影响减小。