低温等离子体除苯过程中臭氧的演变与作用

大气污染物中,挥发性有机化合物(VOCs)已超越NOx和SO2成为排放量最高的气态污染物,对人体健康和环境的影响已引起广泛关注。相比传统去除VOCs的技术,低温等离子体法具有高效率、低能耗、易操作等优势,但有产生臭氧(O3)等副产物的问题。本研究选择苯作为VOCs的代表污染物,采用线管式介质阻挡放电反应器,考察电压、电流等放电参数对苯去除率、副产物臭氧浓度和CO2选择性的影响,重点分析臭氧的演变、机理及其作用。结果表明,影响臭氧浓度的直接因素是输入功率:随着输入功率的上升,苯去除率逐渐上升,臭氧浓度先上升后下降。其原因在于高功率下生成更多低能电子,使得臭氧分解为氧气。等离子体产生的臭氧无法直接氧化苯,但可以氧化苯的中间产物CO完全转化为CO2。

水蒸气抑制熄灭杯式燃烧器扩散火焰的机理

在自行研制的杯式燃烧器的基础上,采用实验与数值模拟相结合的方法对水蒸气抑制熄灭甲烷/空气扩散火焰的过程进行了研究,分析火焰抑制熄灭现象产生的过程与作用机理,得到了临界灭火浓度与协流氧化剂流量的变化规律.结果表明,水蒸气抑制熄灭杯式燃烧器扩散火焰是典型的局部火焰熄灭机理.随着水蒸气浓度的增加,杯式燃烧器扩散火焰的根部首先向内收缩并悬举至新的稳定高度,当根部反应核的燃烧速率随着火焰温度下降受到极大抑制后,火焰根部的预混区将因更多水蒸气的扩散稀释作用而无法继续维持火焰向外的振荡传播过程,火焰会脱离燃烧杯面而熄灭.破坏火焰根部核心燃烧区的反应条件是熄灭扩散火焰的关键.水蒸气临界灭火浓度在一定的氧化剂流量范围内不依赖于空气流量,在临界灭火浓度曲线上存在一"平缓区".实验测得的临界灭火质量百分比浓度分别为水蒸气(16.7±0.6)%、二氧化碳(15.9±0.6)%、氮气(31.9±0.6)%,与数值模拟结果合理吻合.