强电场放电CH_4与N_2合成方法的研究

实验研究了在常温、常压、无催化剂条件下,利用介质阻挡强电场放电方法对CH4和N2的合成。通过改变激励电压和气体比例(CH4/N2)研究对CH4转化及产物生成的影响规律。激励电压升高,CH4转化率和合成NH3的浓度随之增大;CH4/N2=3时,CH4的转化率及合成NH3的浓度达到最佳值,CH4转化率为57%;合成NH3的体积分数φ(NH4)=8 000×10-6。实验中其它产物有C2烃、C3H8、C4H10、H2和液体燃料油等;实验研究中实现了CH4的高转化率、高浓度NH3的合成及液体燃料的生成,为化学工业提供新的原料来源。收集到的燃料油中含有吡咯、2-甲基-1,4-戊二烯等8种主要物质,其中有重要的医药原料及其中间体、香科等高附加值产品。

大气压非平衡等离子体注入烟气脱硝研究

为改进羟基自由基烟气脱硝效率,采用强电离电场放电方法制取高浓度羟基自由基,并直接注入烟气中氧化NOx生成硝酸,整个过程无催化剂、吸收剂。研究了·OH注入量和气体温度的变化对脱硝率的影响。结果表明,NO及NOx的脱除率随·OH注入量的增大明显上升,烟气温度为70℃,流量1.2m3/h,NO被完全脱除,NOx脱除率可达92%以上。温度是影响脱硝率的主要因素之一,温度每升高10℃,NOx脱除率降低约13.3%。在一定范围内,NOx初始浓度对于脱硝率影响甚微。

强电离放电及其应用研究的进展

扼要介绍高气压电场电离气体研究现状及等离子体化学研究进展,着重研讨当前等离子体工程存在问题,以便解决向高密集的反应气体传递化学反应需要的高能量(>12eV).为此提出了强电场电离气体方法,采用特种工艺加工电介质薄层,在介质阻挡放电的间隙形成了强电离放电,气体电离电场强度大于100kV/cm以上,电子具有平均能量大于10eV,占空比大于0.5%.它成功地解决了等离子体工程中现存的问题,实现了在分子层次上按预先设计物质模型加工新物质、新材料.文中介绍了高气压强电离放电在等离子体工程的成功应用事例.

大气压非平衡等离子体源参数对输出等离子体浓度的影响及其机理分析

为研究各个参数对大气压非平衡等离子体源的影响，给进一步探讨其机制提供依据，在保持其他参数不变的前提下，变化大气压非平衡等离子体源的某一个参数，用DLY-3型大气离子数密度测量仪测量其输出等离子体中离子的数密度。结果表明：在击穿限度内输出的离子数密度随外加电压升高而升高；在空气体积流量不影响放电空间分布的前提下，输出的离子数密度随体积流量增加而升高：在4．7～10kHz范围内输出的离子数密度随交流电源频率增加而升高；在2种实验放电间隙中，小间隙（0．64mm）比大间隙（1．00mm）的输出离子数密度高。在各个参数可调控的条件下所做的等离子体浓度测量可定量地描述等离子体系统的状态及其相应变化，通过变换各个参数可以使大气压非平衡等离子体源输出的等离子体浓度在相当大的范围内变化，并存在极大值。

强电离放电制取·OH及其在烟气脱硫中的应用

为了解决目前气体电离放电脱硫方法存在的问题,采用强电场电离放电方法,以O2、H2O为原料制取高体积分数大产生量的·OH等活性碎片,注入烟气中氧化脱除SO2并生成酸。研究结果表明,在烟气温度65°C、·OH与SO2体积分数比为4时,SO2脱除率达到了83.4%;烟气温度升高致使脱硫率成直线下降,温度每增加10°C脱硫率约下降6%;烟气体积流量从0.6增加到2.4m3/h时,脱硫率变化<1%,脱硫率几乎为一恒定值。·OH注入脱硫技术能有效脱除烟气中SO2,整个过程不需外加吸收剂、催化剂,产物为硫酸,是一种资源化烟气脱硫的绿色新方法。

介质阻挡强电离放电合成高浓度臭氧的实验研究

研究了介质阻挡强电离放电非平衡等离子化学法合成臭氧的过程中折合电场强度、电介质厚度、放电间隙大小以及原料气流量等参数对臭氧产生浓度的影响规律。

强电场电离放电治理船舶压载水有害微生物入侵性传播

在强电离放电电场作用下,H2O、O2分子进行电离、分解电离和电荷交换反应,在分子层次上加工成高浓度羟基溶液,加入压载水输送管道内,仅距加入点4m长度地方取样检测,压载水的羟基比值浓度达到0.63mg/L时,原生动物、浮游植物、细菌浓度分别从4.4×104/mL、6.0×104/mL、1.9×105/mL均减少到低于检测方法的最低限;剩余羟基药剂分解成H2O、O2等,无残留物.羟基溶液是治理压载水有效、廉价、无残留物的理想方法.

强电离放电产生高浓度臭氧的实验研究

采用强电离放电方法 ,使放电间隙中的电子获得的平均能量大于氧分子分解能量 8.4 e V.实现了通过放电电场强度控制产生臭氧的等离子体化学反应过程 .臭氧的浓度和产生效率分别达到 2 3 8g/m3和 2 0 0g/k

强电离放电常压离子注入乙酸钠

利用介质阻挡强电离放电的物理方法,在窄放电间隙内获得超强电场,在常压下将N2分子电离、离解,形成N2+、N+等离子,注入乙酸钠样品,引起其分子结构的变化.通过水合茚三酮反应分析,证明了离子注入后乙酸钠样品中产生了新的化学基团α-NH2.同时紫外光谱的分析进一步证实乙酸钠样品在离子注入后发生了明显的分子结构变化.

羟基自由基氧化降解对羟基苯甲酸的研究

为了研究大气压强电场放电产生的羟基自由基(?OH)对水中难降解的酚类有机物—对羟基苯甲酸(4-HBA)的氧化降解,同时研究羟基自由基对4-HBA去除率和投加过氧化氢(H2O2)的质量浓度及投加方式的影响,以浓度为1 000μmol/L的4-HBA水溶液作为研究水体,通过大气压强电场放电协同气液混溶装置对该溶液进行处理,并通过高效液相色谱来测定4-HBA的浓度。实验结果表明:在处理时间为1 s、总氧化剂(total radical oxidant,TRO)的质量浓度从10 mg/L升至30 mg/L的条件下,水体中4-HBA的浓度从525.72μmol/L降至180.89μmol/L;在投加H2O2的质量浓度为1 mg/L、2 mg/L、5 mg/L的条件下,水体中4-HBA的去除率从50.13%升高到64.15%,反应前投加H2O2时的4-HBA去除率比反应后投加H2O2时的4-HBA去除率高。因此,增加水中的TRO有助于4-HBA的降解,反应前投加一定量的H2O2有助于4-HBA的氧化降解。

对羟基脱硫实验中一些影响因素的研究

利用强电离放电方法将气体中大部分O2、N2、H2O等气体分子电离后加工成高浓度的羟基(OH#B)自由基,在120℃、不用外加催化剂、吸收剂条件下,在等离子体反应器内将SO2直接氧化成H2SO4雾,再用电收雾器加以回收。实验数据表明气体中SO2原始浓度、含水量以及折合电场强度等因素对脱硫率的影响很大。在SO2原始浓度为792×10-6(v/v),流量为0.1m3/h,含水量为3.6%(v/v),折合电场强度为370Td时,SO2脱除率达到了100%。

氧活性粒子注入烟道中脱除SO_2的研究

为解决目前石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)存在的投资和运行费用高、占地面积大、产生大量污水及低质硫酸钙等问题,将小流量高浓度氧活性粒子和HO2-引发剂分别注入烟道中,与烟气中水反应生成.OH,并在无吸收剂、催化剂及其他技术协同作用下,利用.OH氧化脱除大流量烟气量中的微量SO2并生成H2SO4.结果表明:氧活性粒子与SO2的物质的量比n=4时,SO2脱除率达到94.6%,回收酸液中SO24-回收率达到28.8%;烟气温度每升高10 K,脱硫率降低5%左右;O2体积分数成倍变化对脱硫率影响甚微;当H2O体积分数大于9%时基本满足了脱硫要求.

高气压非平衡等离子体源的小型化研究

大气压非平衡等离子体源输出的等离子体浓度是电离电场中能耗率、气体粒子动量的的函数.实验表明,等离子体源中的能耗率、气体粒子动量增加时,将大幅度提高其等离子体浓度.当外加激励电场能耗率为2.18W·h/m3、气体粒子平均动量为109×10?22g·m/s时,一个体积仅为2.5cm3的等离子体源处理气量为12m3/h,其输出等离子体浓度达到1010cm?3以上,这将为化学工业、环保工程及军事应用提供小型、低能耗的高浓度等离子体源.

科研路上的年轻旗手——记大连海事大学物理系教授白敏冬

一个女人如果能读到博士已让人羡慕不已,而她却当上了博士生的导师用柔弱的肩膀承担了一项项国家的重大科研项目正是基于对科研的这种不懈追求和探索。

单极性带电粒子浓度测试方法的研究

提出一种新型球形传感器探测仪,在不同风速、不同激励场强以及不同测试点的情况下对大气压下电晕放电形式产生的带电粒子浓度进行了测量,并分析了等离子体的空间分布情况,同时与DLY型空气离子测量仪的测试结果进行比较.实验结果表明,球形探测仪对带电粒子浓度的测试结果较为理想,同时,设备操作简单,占用空间小,便于局部定点测量,为研究等离子体的空间分布提供了条件.

羟基脱除烟气中SO_2的实验研究

利用强电离放电,将烟气中大部分O2、N2、H2O等气体分子电离后再按羟基(OH)结构模型加工成高浓度OH,在120℃不用外加催化剂吸收剂的条件下,在等离子体反应室内将SO2直接氧化成H2SO4雾,再用予荷电宽极距电收雾器加以回收成重要化工原料H2SO4.实验中分别研究了气体中的含水量、含氧量以及放电间隙内折合电场强度E n等因素对脱硫效率的影响.实验结果表明,含水量、含氧量以及折合电场强度的增加,都可以使SO2脱除率显著提高,在适宜的条件下,SO2脱除率可达到100%.