线-板式脉冲流光放电脱硫反应器电场数值计算

在线 板式非热等离子体脱硫反应器脉冲流光放电机理的基础上,采用波方程进行反应器内时变电场分布计算.数值计算运用时域有限差分(FDTD)法,数值模拟结果为以后的反应器流光放电模拟及结构优化提供依据.

沿面脉冲流光放电等离子体降解水中的氟磷酸二异丙酯

采用沿面流光放电等离子体考察了水中G类毒剂模拟剂氟磷酸二异丙酯（DFP）的降解效果及影响因素。结果表明,高压脉冲沿面流光放电等离子体可以有效降解水中的DFP。DFP的去除率随放电电压、放电频率和放电电极数目的增加而升高,随放电间距的增加而降低,水样初始DFP含量对其去除率的影响不大。当放电电压为20kV、放电频率为1 000 Hz、放电间距为5 mm、放电电极数目为9时,初始质量浓度为65-126.5 mg/L的DFP溶液经60min的放电处理后,DFP去除率可达96%以上。反应动力学分析结果表明,等离子体降解DFP的反应符合1级反应动力学特征,其反应速率常数约为0.055min-1。

脉冲流光放电激发解离H_2O分子的动力学过程

采用色散荧光光谱、时间分辨光谱和空间分辨光谱方法,在标准大气压(1.013×105Pa)下,对以N2气为载气的H2O蒸气脉冲流光放电等离子体激发解离反应动力学过程进行了实验研究.将所得色散荧光谱归属于N2(C3Πu→B3Πg)、·OH(A2Σ+→X2Π)、H(n=3→n=2)的辐射跃迁;并对N2*、·OH*、H*三种活性粒子的指纹灵敏谱线(337.2、308.4、656.5nm)荧光信号进行了时间分辨测量.结果表明,·OH*和H*荧光信号分别滞后N2*荧光信号7.4ns和17.6ns,由此推断H2O分子的激发解离通道为:H2O分子与高能电子发生非弹性碰撞激发,被激发到第一激发电子态的高振动能级,然后自解离成激发态的·OH*自由基和基态的H原子.空间分辨测量结果表明,在距负电极0.5mm附近,活性荧光粒子浓度最高,正好对应流光放电的负辉区,该区域电子温度和电子浓度最高,更有利于活性粒子的产生.

NO脉冲流光放电激发解离截面的理论计算

将NO脉冲流光放电的2个主要激发解离通道作为主要研究对象,依据不同电子激发温度下电子能量分布函数和电子激发态的碰撞激发函数,积分计算了脉冲流光放电下NO的2个主要激发解离通道的激发碰撞截面,并依据激发碰撞几率函数归一的原理,研究了NO 2个主要激发解离通道的竞争过程.N原子和N+特征谱线荧光辐射强度随电子激发温度变化的计算结果与本研究小组的实验结果符合得很好,验证了理论处理的合理性,也为NO分解过程研究提供了理论依据.

H_2O/N_2脉冲流光放电和介质阻挡放电发射光谱比较

本文采用脉冲流光放电和介质阻挡放电两种放电形式分别获得了H_2O/N_2等离子体的发射光谱.OH(A^2∑^+→X^2Ⅱ)荧光辐射在两种放电等离子体中均出现,而H_a荧光辐射仅存在于脉冲流光放电等离子体中.实验还对脉冲流光放电条件下OH、H_a荧光信号进行了时间分辨测量,结果显示H_a荧光信号滞后OH荧光信号约10ns.综合时间分辨测量结果以及水分子解离的相关文献可知等离子体内水分子分解的主要产物是基电子态的H原子和OH自由基,H_a荧光辐射源于快电子对H原子的次级碰撞激发.介质阻挡放电等离子体的放电脉冲宽度较窄,不能对基态H原子进行有效地次级碰撞激发,所以H_2O/N_2介质阻挡放电等离子体发射光谱中没有出现H_a荧光辐射.实验结论证明放电脉冲宽度对放电等离子体内次级碰撞激发过程有影响.

脉冲流光放电反应器电极配置对脱硫效率的影响

采用处理烟气量为200 Nm3／h的线-板式脉冲流光放电反应器进行了模拟烟气脱硫实验研究。在一定实 验条件下,研究了电压、脉冲成形电容及不同线-线间距与线-板间距的配置对反应器的脱硫效率及能量消耗的 影响．结果表明:随着电压、脉冲成形也容的增大,反应器脱硫效率升高,但反应器的能量消耗增大;在线-板 间距10 cm条件下,最佳线-线间距为6-10 cm时,反应器能量密度最大,脱硫效率最高,且能量消耗最低。在 最小能耗16．7 eV／mol下,脱硫效率达85％．

脉冲流光电晕放电反应器中二次流光能量的研究

实验研究了线一板式脉冲流光电晕脱硫反应器的线线间距、线板间距、脉冲成形电容及初级电压对二次流光能量及能量利用率的影响，实验结果表明，当反应器线线间距一定时，增大反应器的线板间距可以降低二次流光的能量；线线间距与线板间距的匹配对二次流光能量和能量利用率有很大影响，当线线间距为线板间距的0．8～1倍，反应器的二次流光能量减小，能量利用率达到最大；减小脉冲成形电容、初级电压也能减小二次流光的能量，提高反应器能量利用率。

脉冲放电等离子体电子激发温度发射光谱诊断

利用微量Ar的发射光谱,对标准大气压N2脉冲流光放电等离子体特性进行了实验研究.在对所得Ar原子荧光谱线归属的基础上,分别采用谱线相对荧光强度比值法,玻尔兹曼曲线斜率法和费米-狄拉克布居分布模型法3种计算方法,对标准大气压N2脉冲流光放电等离子体电子激发温度进行分析比较.结果表明:采用玻尔兹曼曲线斜率法和费米-狄拉克布居分布模型法计算得到的电子激发温度非常接近,分别为(7 474±500)K和(7 480±500)K,说明本研究所涉及的脉冲流光放电等离子体至少接近局部热平衡.

脉冲放电脱硫反应器中高能电子密度分布的光谱研究

脉冲流光放电产生的大于等于11.2eV的高能电子能将处于基态的氮分子激发到N2(C3Πu)态,测试脉冲流光放电时的N2(C3Πu→B3Πg)发射光谱相对强度可以得出脉冲流光放电产生的高能电子的密度。实验在室温常压下研究了空气中线-板式脉冲流光放电脱硫反应器内高能电子密度分布情况,并研究了脉冲电压、反应器的线线间距对反应器内高能电子密度分布的影响。实验结果表明,反应器内的高能电子主要集中在放电线附近高电场区内,随着离放电线的距离增大,高能电子密度减小;脉冲电压对高能电子密度有很大影响,随着电压的升高,高能电子密度基本呈线性增大;线板间距固定,线线间距为线板间距的0.6～1倍时,反应器内高能电子密度分布较为均匀。

炭在脉冲放电过程中对污水中有机物的降解作用

在脉冲流光放电与活性炭或活性炭纤维联合处理有机废水过程中,对活性炭和活性炭纤维的作用进行了研究.结果表明:脉冲流光放电与活性炭或活性炭纤维联合处理具有协同效应,甲基橙的降解率分别提高近22%和24%.在联合处理过程中,活性炭和活性炭纤维主要起催化降解作用,反应机理可能是表面诱导O3发生自由基链式反应产生.OH.进一步数据分析表明,联合处理过程可以实现活性炭和活性炭纤维的再生.联合处理过程中加入H2O2,对.OH的产生具有促进作用,提高了O3和UV(紫外线)的利用率,而且还有利于活性炭和活性炭纤维的再生.

活性炭在气液串联放电反应器中的作用

对气液串联放电反应器中悬浮活性炭对降解有机污染物的影响及联合处理过程中活性炭的作用进行了研究。结果表明：46kV脉冲流光放电与5g／L水洗活性炭联合处理具有协同效应，甲基橙的降解率提高22％；与5g／L吸附饱和的活性炭联合处理，比单独脉冲放电处理降解率提高12．25％，说明活性炭在联合处理中不仅有吸附能力，而且还具有催化作用。在上述两种条件下分别加入5ml／L H2O2，对·OH的产生具有协同效应，不但提高了O3和UV的利用率，而且还有利于活性炭的再生。

添加剂对电晕放电烟气脱硝效率和NO_x转化影响

为提高脉冲流光电晕放电烟气脱硝效率，实验研究了丙烯和氨气注入对烟气脱硝效率和NO／NOx转化的影响．在能耗为7．5kj／m^3，丙烯和氨气分别按照与一氧化氮物质的量比为1注入的条件下：单独注入丙烯时，NO和NOx脱除率分别达到82％和22％，NO主要氧化生成NOx脱除；单独注入氨气，NO和NOx脱除率分别达到45％和37％，NOx的生成量较低；氨气和丙烯同时注入时，NO和NOx脱除率分别达到60％～76％和50％～60％，一氧化氮和氮氧化物的脱除率都得到提高，二氧化氮的生成得到抑制．园此为有效脱除NOx，烟气中同时注入丙烯以及易与NOx反应的添加剂是必要的．

低温等离子体催化处理甲苯气体

将低温等离子体与贵金属催化剂结合,用于甲苯气体的处理;考察了其处理效果及影响因素。所用低温等离子体由针板式脉冲流光放电方法产生。实验考察了脉冲频率、脉冲峰值电压、甲苯进口质量浓度、气体流量和催化剂等因素对净化效率的影响。结果表明:甲苯去除率随脉冲频率和脉冲峰值电压的变化并非单方向增大或减小,而是分别存在最适宜值f=33kHz、U=15kV;甲苯进口质量浓度从60mg/m3增加到180mg/m3时,甲苯去除率逐渐升高;气体流量的增大会导致甲苯去除率的降低;贵金属催化剂对甲苯降解有明显的促进作用,无催化剂时甲苯去除率的最大值为57.3%,有催化剂时则提高到88.5%。

等离子体作用下甲烷和氮氧化物活化转化研究

比较了不同的放电方式,即单纯脉冲火花放电、脉冲流光放电(针-板式、线-筒式)、介质阻挡放电(正脉冲、交流)对NO和CH4的活化转化能力。其中脉冲火花放电和针-板式脉冲流光放电对CH4的活化能力较强,CH4的最大转化率分别为100%和36%,但是在N2+O2体系中NOx的合成加剧。如在针-板式脉冲流光放电中,在O2体积分数为9.8%时,NO的体积分数为449μL/L。线-筒式脉冲流光放电中,即使在输入功率为14.4W时,CH4的最大转化率小于3%,而NO的最大转化率为25%。正脉冲介质阻挡放电中,在21.6kV、输入功率6.4W时,NO和CH4的转化率分别为31%和4.4%,在交流介质阻挡放电中,在低温下有利于NO的转化,在100℃、输入功率为6W时,NO转化率为34.5%,但是对CH4的活化能力较弱。