Generation of Atmospheric Pressure Plasma by Repetitive Nanosecond Pulses in Air Using Water Electrodes

Dielectric barrier discharge （DBD） excitated by pulsed power is a promising method for producing nonthermal plasma at atmospheric pressure. Discharge characteristic in a DBD with salt water as electrodes by a home-made unipolar nanosecond-pulse power source is presented in this paper. The generator is capable of providing repetitive pulses with the voltage up to 30 kV and duration of 70 ns at a 300 Ω resistive load. Applied voltage and discharge current are measured under various experimental conditions. The DBD created between two liquid electrodes shows that the discharge is homogeneous and diffuse in the whole discharge regime, Spectra diagnosis is conducted by an optical emission spectroscopy. The air plasma has strong emission from nitrogen species below 400 nm, notably the nitrogen second positive system.

NTP活化助燃空气降低垃圾焚烧中NO_(x)排放研究

为达到在燃烧过程中控制NO_(x)等气态污染物生成的目的,利用低温等离子体(NTP)将空气活化后,作为垃圾焚烧的助燃风,并考虑分级空气活化等不同工况,研究NO_(x)等气态污染物生成的变化情况.发现在相同物料燃烧工况下,空气经等离子体活化后助燃能加速燃烧反应进程,尤其在垃圾升温开始燃烧阶段引入活化的一次风助燃可缩短约23.8%的燃烧时间,烟气中NO_(x)总排放量降低可达85%.结合化学反应动力学对NTP活化助燃空气降低垃圾焚烧过程中NO_(x)生成机理进行初步探索,发现将NTP活化空气生成的活性基元(O、OH、H等)引入燃烧系统能够显著加速燃烧反应进程,同时促进NO及其前驱物的还原和分解,从源头上控制NOx等污染物生成.此外本研究还对比了二次风活化以及在高温区供入活化风降低NOx的效果,推荐了活化空气的加入区段.研究提供了一种经济有效且简单可行的NO_(x)控制思路,对进一步降低垃圾焚烧的气态污染物源头生成、简化烟气净化系统有重要意义.

低温等离子体灭菌及生物医药技术研究进展

低温等离子体的生物学效应包括对微生物的致死作用和对动物细胞的刺激作用,分别造就了一批灭菌技术和临床医药技术。本文介绍了等离子体灭菌技术在医疗器械、水和空气净化、食品和包装材料处理等方面的应用。其中已商业化的医疗器械灭菌器主要分低气压和常压两种,低气压等离子体灭菌器的灭菌体积较大,常压等离子体灭菌器的优点则是结构简单和便于操作。等离子体灭菌技术用于水、空气、食品等领域由于能耗、效率、化学残留等问题尚未商业化。在医药技术方面,近十年来开发的等离子体技术和装备成功运用于龋齿、皮肤、伤口、癌症等的处理,部分已进入临床应用。将来的研究重点在于明确等离子体与细胞之间的相互作用机理,并开发出更高效、实用的用于各相关行业的等离子体技术和装备。

低温等离子体-光催化净化空气污染物技术研究进展

低温等离子体光催化技术是一项新兴的技术,它结合了低温等离子体技术和光催化技术的优点,在环境领域有着广阔的应用前景。近年来的研究初步表明,它在治理空气污染物的方面具有较好的性能。介绍了低温等离子体光催化净化空气污染物技术的基本原理,并从去除挥发性有机物、氮氧化物、杀菌除臭等方面介绍了国内外对该技术的研究,指出了今后研究发展方向。

低温等离子体技术在降低柴油机排放中的应用

研究了低温等离子体技术基本原理,提出了利用低温等离子体降低柴油机有害排放物方案,设计了适用于柴油机后处理的等离子体发生器,研究了发生器特性,通过实验验证了该研究方案对柴油机有害排放物的总体转化效果。结果表明,采用低温等离子体技术可有效降低柴油机HC、颗粒和NO排放,而NOx总量基本不变。

新型滑动弧放电等离子体的特性

目前研究人员对滑动弧放电的应用和纯气流推动的滑动弧放电等离子体的理论分析及计算方面研究较多,而对气液滑动弧放电的理论分析及计算方面则研究甚少。为此,对新型气液滑动弧放电进行了电信号测量和图像测量。在半个周期10ms内,电弧电压随时间呈锯齿状变化;高速摄影照片观察发现单个电弧由电弧核心区和外延电晕区组成,电弧核心区直径<2.5mm。根据电参数、图像分析结果及Elenbass-Heller方程,建立了交流等离子体通道理论模型,通过该模型可求出气液等离子体电弧的电场强度、电子密度和沿轴线的温度等参数。

室内空气净化用高压窄脉冲电源的研究

介绍了目前国际上较先进的低温非平衡态等离子体空气净化技术。开发的两种产生低温非平衡态等离子体的电源具有成本低、体积小等优点,适用于室内空气净化。讨论了一些影响放电电压大小及频率的电源参数,如供电电压、控制信号占空比、振荡电路的电阻和电容等。

一种低温等离子体协同光催化的空气净化装置

工业企业生成的大量废气、废水对我国环境造成了严重污染,缓解方式为采用高效空气净化装置和污水处理装置。该文针对低温等离子体易产生副产物氮氧化物和臭氧,光催化对可见光响应弱、光量子利用效率低的缺点,设计了一种高效能的空气净化装置,以达到减少副产物排放,提高净化能效的目的。通过实验研究了单独低温等离子体、单独光催化及2种技术协同情况下对污染物甲醛去除效果的影响,并对比了三者作用时的降解率。实验结果表明,风管为九宫格形与风管为普通方形相比,有利于提高光催化去除甲醛的效率;2种技术协同后可有效提高污染物甲醛的去除效果,同时减少氮氧化物的排放,提高净化能效,并可将臭氧变废为宝用以工业废水处理。

非平衡等离子体技术对有害气体污染物的降解研究进展

由于非平衡等离子体化学过程在增强氧化能力、促进分子离解以及加速化学反应等方面具有很高的效率 ,因此 ,近年来利用非平衡等离子技术对气体污染物的破坏分解研究受到了广泛的关注。本文简述了非平衡等离子体技术对气体污染物的降解原理 ,综述了国内外利用这一技术破坏各种气体污染物的最新进展 ,讨论了放电功率、停留时间、催化剂、化合物结构等因素对放电反应效率的影响 。

空气源NTP喷射系统再生EGR冷却器试验研究

以压缩空气为气源,建立了低温等离子体（NTP）喷射系统再生废气再循环（EGR）冷却器的试验系统,在不同的再生温度下进行EGR冷却器的再生试验,通过测量再生过程中主要活性物质（NO2、O3）以及再生产物COx的变化情况,分析了再生温度对EGR冷却器再生的影响。试验结果表明：空气源NTP能在18-300℃的温度范围内实现EGR冷却器再生。再生过程中,O3和NO2均随着温度的升高而降低,在150℃时被完全消耗。再生过程产生的CO较少,故C1（CO中C的质量）的值较小,占C12（COx中C的质量）的比例不足1/8。而C2（CO2中C的质量）与C12的趋势趋于一致,均随着温度的升高先增加后减小,当再生温度为150℃时,C2和C12均达到较大值。当再生温度为150℃时,NTP产生的活性物质的利用率较高,去除积碳量较多,再生效果较好。

低温等离子体技术在汽车尾气净化中的应用

介绍了低温等离子体技术及在汽车尾气净化中的应用和发展现状,阐述了低温等离子体产生的方法,讨论了其在汽车尾气净化过程中的机理,并提出了目前该技术在实际应用中还存在的一些局限性。

大气压空气中尖-尖间隙60kHz高压放电实验研究

大气压低温放电等离子体在点火和辅助燃烧方面有着广泛的应用前景。为此,基于60kHz的高频高压电源,利用尖-尖电极的极不均匀场结构,在空气中获得了稳定的大气压辉光放电,通过测量电压电流并拍摄放电图像,分析了放电过程,并计算得到了电极压降和位移电流。间隙击穿前,间隙距离不变时位移电流随着施加电压而呈线性变化;间隙击穿后,电源输出电压不变时间隙放电电压随着间隙距离而呈线性变化。结果表明放电过程经历3种放电模式(电晕放电、火花放电、辉光放电),放电稳定性随着气体体积流量的增大而减小,在气体体积流量<3L/min时,可以实现稳定辉光放电。相关结果可为等离子体点火和辅助燃烧提供参考。

低温等离子体-光催化联合技术处理空气污染物的研究进展

低温等离子体-光催化联合技术是近年来兴起的一项新型技术,它有效弥补了低温等离子体和光催化的缺陷,该技术对空气污染物有较好的去除效果。介绍了低温等离子体-光催化联合技术的基本原理和国内外研究进展,并对该技术的应用前景进行了展望。

氧气/空气源低温等离子体发生器的性能对比分析

为对比不同气源的介质阻挡放电型低温等离子体发生器的性能参数,分别以氧气和空气为气源,对发生器进行了静态对比试验,研究了放电电极面积、放电电压峰峰值、气体体积流量对放电功率、单周期电荷传输量、O_3浓度、O_3产量和O_3产率的影响。结果表明,当放电电极面积增大时,放电功率和单周期电荷传输量均线性增大,但空气源对应的放电功率和单周期电荷传输量及其增长速率较低;此时,氧气和空气源的O_3浓度整体呈上升趋势而O_3产率则呈下降趋势。当放电电压峰峰值增大时,氧气和空气源的放电功率和单周期电荷传输量均显著增大,且后期增大速率加快;O_3浓度均先升后降而O_3产率则逐渐减小,高浓度和高产率不可兼得。不同放电频率下,氧气源的最大臭氧浓度大于55 mg/L,空气源的最大臭氧质量浓度在4～8 mg/L之间。当气体体积流量增大时,氧气源的放电功率和单周期电荷传输量均先上升后趋于平缓,而空气源的放电功率和单周期电荷传输量则逐渐增大;氧气源的O_3浓度下降,O_3产量上升直至平缓,而空气源的O_3浓度则先增后减,O_3产量逐渐上升但上升速率放缓;氧气源和空气源的O_3产率均随气体体积流量的增大而缓慢上升。以氧气为气源时,气体体积流量不宜超过10 L/min;以空气为气源时,气体体积流量可选取为9 L/min左右。研究结果可为低温等离子体喷射系统优化及柴油机颗粒物捕集器的再生研究提供参考。

空气流量对低温等离子体再生DPF的影响

以空气为气源,利用低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)喷射系统,在不同的空气流量下对DPF进行了再生试验.通过测量再生过程中主要活性物质(O_3,NO_2)以及再生产物中碳氧化物(CO_x)的流量变化,分析了空气流量对DPF再生的影响.结果表明:空气经NTP发生器放电击穿后产生具有强氧化性的活性物质O_3,NO_2等,能够实现对PM的氧化分解;随着空气流量的增加,O_3质量流量及NO_2体积流量均呈升高的趋势,进入DPF的O_3,NO_2增多,促进PM的分解,CO_x中C的质量呈升高的趋势,升PM分解量呈下降的趋势;当空气流量为18.5 L·min^(-1)时,PM被氧化分解的量最多,DPF的再生效果最为显著;当空气流量为5.0 L·min^(-1)时,升PM分解量最大,空气的利用率最高.

流向变换等离子体反应系统降解甲苯性能

将流向变换技术应用于低温等离子体反应系统,针对单独低温等离子体系统(即空管)以及协同7.5%Mn/堇青石催化剂对低浓度甲苯降解展开研究。考察了空管-未换向、空管-换向、7.5%Mn/堇青石-未换向与7.5%Mn/堇青石-换向4种反应系统的甲苯降解率、去除量、放电能量密度、能量效率以及副产物O3的生成情况。结果表明,对于空管和7.5%Mn/堇青石的反应系统,添加流向变换技术,可以有效地提高甲苯降解率、去除量和放电能量密度;在较低场强时,有助于提高反应系统的能量效率;并且有助于抑制副产物O3的生成。

低温等离子体复合改性过滤膜净化厨房油烟

采用低温等离子体技术复合改性过滤膜对厨房油烟的净化效果进行了研究。通过计重法测得改性过滤膜的油烟去除效率平均值高于85%,改变放电电压和放电空间等参数,可实现低温等离子体对油烟排放物颗粒分级结构的改变。应用低温等离子体复合改性过滤膜技术可以实现厨房油烟的多项大气环境指标达标排放,具有广阔的市场前景。

低温等离子体协同催化净化气相污染物技术研究进展

低温等离子体协同催化技术是一项新兴的技术,它结合了低温等离子体技术和多种催化技术的优点,在环境净化领域有着广阔的应用前景。近年来的研究与应用表明,它在治理空气污染物方面具有较大的优势。通过介绍低温等离子体协同催化净化空气污染物技术的基本原理,结合去除挥发性有机物、氮硫废气、苯废气等方面介绍了国内外对该技术的研究进展,并指出该技术今后发展的方向。

低温非平衡态等离子体室内空气净化器电源的研制

开发了两种低温非平衡态等离子体发生电源,具有成本低、体积小等优点,适用于将室内空气净化。对影响放电电压大小及频率的电源参数进行了讨论,如供电电压、控制信号占空比、振荡电路的R和C等。

脉冲电晕放电等离子体净化柴油机尾气的应用研究

详细介绍了等离子技术在柴油机尾气治理中的应用,利用电晕等离子体治理柴油机尾气具有处理效率高、投资省、运行成本低、不产生二次污染等优点。进一步的关键问题是如何处理好实验室研究装置与工业应用装置的关系,为低温等离子体技术的实用化提供广阔的应用前景。