美国危险废物处理的领先尖端技术——等离子强化熔炉介绍

从工作原理、主体结构、工艺流程等方面,系统地介绍了当代处理危险废弃物的领先尖端技 术——等离子强化熔炉,并结合实地考察,介绍了其工业化发展及其应用实例。

冲击压缩等离子强化

目前,以高能密度束强化材料,(其中包括表面强化),主要分为四个方面:1)激光强化——它是现在最流行,并出现在大量研究工作中[1—4及其他]的强化方法;2)电予束强化[5—6];3)冲击波强化,其中包括括采用爆炸物的爆炸强化;4)等离子强化—它是利用低温等离子作为能源,这种方法,最近发展得最快(8—11及其他)。强化材料也可以采用其它能源。

丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧

在总结国外关于丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧现状的基础上,分析了丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧的特点.基于等离子体点火强化超声速燃烧的基本原理,设计了4种丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧的电极布置方案,凹槽式燃烧室强化燃烧方案、平板式单排纵向放电强化燃烧方案、平板式双排横向放电强化燃烧方案和平板式多排纵向放电强化燃烧方案.对每种方案的优缺点进行了分析;设计了丝电弧等离子体强化超声速点火和燃烧的放电特性试验系统,并进行了初步的放电试验.

等离子弧表面强化机器人控制系统研究

基于等离子弧表面强化的工艺要求,设计出一套以PC+运动控制卡为核心的等离子弧表面强化机器人控制系统。介绍了等离子弧表面强化机器人的本体结构与控制系统的硬件组成;基于Visual C++开发环境和Windows动态链接库,进行了等离子弧表面强化机器人的控制软件设计、运动轨迹规划,建立了等离子弧强化的加工工艺流程;通过实际应用验证了机器人的控制系统能够实现稳定的等离子弧表面强化过程。

等离子体表面强化技术在辊压成形模上的应用

针对汽车钢圈辊压成形模具材料进行等离子体表面强化试验 ,在获得最佳工艺参数的基础上 ,对该模具进行表面强化处理。实际使用结果表明 ,与传统淬火工艺相比 ,模具变形小、使用寿命提高

大气压介质阻挡放电等离子体强化克雷伯氏菌发酵的研究

大气压空气介质阻挡放电等离子体作为一种新型强化微生物发酵方法,用于克雷伯氏菌发酵生产1,3-丙二醇。采用气相色谱法检测1,3-丙二醇浓度;用紫外-可见分光光度计检测代谢关键酶活性;采用荧光分光光度计检测细胞膜通透性。考察不同等离子体处理时间对克雷伯氏菌接种体在2%、4%和6%甘油浓度种子培养基中揺瓶发酵的影响。结果表明,等离子体处理4 min接种体在6%甘油浓度种子培养基中揺瓶发酵,1,3丙二醇浓度达到最大值17.2 g?L-1,比对照组提高89%(9.1g?L-1)。甘油脱氢酶比活性0.19 U?mg-1,甘油脱水酶比活性10.9 U?mg-1,1,3-丙二醇氧化还原酶比活性0.65 U?mg-1,比对照组(0.04,9.2和0.09 U?mg-1)分别提高4.8倍,18%和7倍。6%甘油浓度间歇发酵,等离子体组1,3-丙二醇浓度和生产强度分别为24.6 g?L-1和1.23 g?(L?h)-1,均比对照组提高56%;转化率0.54 mol?mol-1,与对照组相近(0.53 mol?mol-1)。在间歇发酵过程中,等离子体处理组菌体细胞膜通透性显著高于对照组。4%甘油浓度批式流加发酵,等离子体组1,3-丙二醇浓度46.9 g?L-1,转化率0.50 mol?mol-1,生产强度1.51 g?(L?h)-1,转化率和生产强度分别比对照组提高14%和40%。上述结果表明,大气压介质阻挡放电等离子体可以提高克雷伯氏菌生产1,3-丙二醇能力。

基于交替吸附-低温等离子体强化催化的苯系物净化综合实验平台

室内空气中的苯系物对人体健康危害大。该文研制了基于吸附、催化和低温等离子体技术的净化室内苯系物的综合实验平台,平台由吸附/催化双功能材料模块、低温等离子体发生器、风道系统和控制系统构成,可长时间连续净化低浓度苯系物,实现吸附/催化材料的原地再生和无O_(3)二次污染的绿色目标。该平台提高了大气污染控制工程、环境综合实验等实验课程的高阶性、创新性、挑战度,有助于培养学生创新思维和解决实际工程问题的综合能力。

等离子体催化重整CH_(4)/CO_(2)中的等离子体强化表面反应动力学研究

采用实验测量和模拟预测相结合的方法,通过构建详细的机理并开展零维动力学模拟,研究等离子体催化CH_(4)/CO_(2)重整过程中等离子体活性物质对表面反应动力学的强化效应。结果表明:等离子体与催化剂的协同对CH_(4)和CO_(2)的活化转化能力远强于纯等离子体;动力学模型对反应物的消耗和产物的生成具有较好的预测能力;活性自由基与吸附态物质之间的E-R反应具有较高的反应活性,能有效改变并促进表面反应路径,如等离子体强化的E-R反应CH_(3)(s)+O→CH_(3)O(s)的速率比相应的吸附态物质之间的L-H反应CH_(3)(s)+O(s)→CH_(3)O(s)+Ni(s)的速率高4个数量级;等离子体催化CH_(4)/CO_(2)重整过程中的表面反应路径主要以气相物质与表面吸附态物质之间的E-R反应为主。

牙轮钻头牙爪轴颈等离子合金化强化的研究

对牙轮钻头牙爪轴颈失效部位进行宏观、微观形貌分析及金相组织分析,认为牙爪轴颈在使用过程中产生塑性变形和疲劳磨损,造成滚柱卡死,从而导致牙轮钻头失效。通过等离子合金化强化工艺,提高了牙爪轴颈的抗回火软化性能和接触疲劳强度,有效延长了牙轮钻头的使用寿命。

工具钢等离子喷涂表面强化

在当代的机器制造业中,广泛采用了合金钢锻模和压模件。而成形模都要进行热处理或者化学热处理。采用等离子强化工艺作为模具的最后一道工序可大大提高工具的耐磨性能。 磨粒磨损、啮合磨损、氧化以及因温度周期性变化而发生损坏是锻模、压模的主要损耗原因。 选择最佳的等离子涂层的组份具有极为重要的意义,因为这种涂层能保证最大限度地提高黑色和有色金属制件在成形过程中锻模、冲压模的工作稳定性能。

采用等离子体气化工艺从含氯废物中回收氯并产合成气

美国Dow Coming公司的硅制品制造厂将采用一套等离子体废物处理工艺，用于循环利用化学废物，以帮助该厂减少每年4×10^11 Btu（合4．22×10^11kJ）的天然气消耗量以及75％的总排放量。该技术的所有者综合环境技术公司（ITE）声称，该装置标志着等离子体技术在化工企业的首次应用。在初始阶段，将采用等离子体强化熔炉（PEM）消解医学废物及化学废物。

表面选区强化对钢轨波磨处轮轨滚动接触行为的影响

层流等离子体表面强化技术可大幅提高钢轨表面的硬度和耐磨性。为了揭示强化处理对轮轨滚动接触行为的影响,建立同时考虑钢轨表面选区强化和短波波磨的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,数值计算了车轮高速滚过一个波磨周期的轮轨力、接触斑黏滑分布和残余应力应变。对比发现:表面选区强化对轮轨力和接触斑黏滑分布的影响较小,不影响钢轨承载性能;对钢轨表面残余应力应变分布的影响明显,残余应力主要集中在屈服强度较高的强化斑内而残余应变主要集中在韧性较好的基体材料上,表面选区强化有效结合了强化斑和基体材料的力学性能,形成了一种强韧的良好匹配。结果可为现场生产服务提供一定的理论指导和应用参考。

50钢表面强化及拉伸试验

在50钢表面进行等离子渗铬，形成表面高Cr合金层，再进行等离子超饱和渗碳、淬火及回火热处理，获得表面高性能强化层。对处理后的试样进行拉伸试验和断口形貌观察，结果表明：距表面的距离为0～0．1gm的渗层中Cr的质量分数为35％～38％；工作气体质量比Ar：CH4=1：1时，C的质量分数为1．42％，工作气体质量比Ar：CH4=1：1．2时，C的质量分数为2．26％；表面硬度达到HV1000左右；试样的抗拉强度随淬火温度的升高而降低，随碳的质量分数的增加而降低，抗拉强度最大提高近1倍；表面强化层的断口形貌均存在解理台阶，有少量韧窝存在，属于混合断口，而未经强化处理的试样存在大量韧窝，属于韧性断口。

采煤机螺旋滚筒截齿强化技术的研究

针对采煤机截齿在割煤作业过程中出现的上锥部磨损、齿体断裂、截齿变形、合金头脱落等失效问题,对截齿的失效形式和原因进行了分析和研究,采用微弧等离子熔覆强化技术对截齿进行表面强化处理,研究了截齿表面的显微组织、硬度和耐磨性能。研究结果表明,经微弧等离子熔覆强化技术处理的截齿表面硬度提高了38.8%,相对耐磨性能提高了10.36倍,对截齿的性能改善显著,有效延长了截齿的使用寿命。

CuSnZr三元催化剂应用于NTP强化催化脱硫过程的特性

为高效地在低温下处理大量低浓度电解铝烟气,采用浸渍法制备了Sn Zr型金属氧化物并添加Cu作为助剂的催化剂,并首次测试了它在低温等离子体(NTP)技术上的脱硫效果,结果表明负载了20wt%Cu老化温度为40℃的催化剂表现出最佳的脱硫性能.并对强化之后的催化剂进行了表征,与新鲜的催化剂对比,X射线衍射分析(XRD)结果表明放电对催化剂晶型基本不产生影响;扫描电子显微镜(SEM),氮吸附和脱吸(BET)表明放电会使催化剂的吸附脱附能力与孔道结构有较大提升;X射线光电子光谱(XPS)也表明放电会使催化剂表面元素价态变化,从而使其氧化还原性能改变,反应路径发生偏向;催化剂性能理论计算表明铜含量的上升会导致催化剂能带结构改变,更好利用于激发气体.