湿度对介质阻挡放电降解甲苯的影响

采用介质阻挡放电作为低温等离子体的产生方式,研究了湿度在介质阻挡放电降解甲苯中的影响,考察了不同背景气氛以及有无催化剂时湿度对甲苯去除的影响.实验结果表明,无催化剂以及反应气氛中氧的体积分数为5.00%的N2时,最佳湿度为0.20%.无催化剂以及反应气氛中氧的体积分数为0.05%时,水汽的加入降低了对甲苯的去除效率;反应气氛中氧气的体积分数≥5.00%时,水汽的加入提高了对甲苯的去除效率.当有催化剂存在时,水汽的加入降低了对甲苯的去除效率.     

介质阻挡放电-催化降解甲苯的研究

〖JP2〗采用线板式介质阻挡放电结合催化剂去除甲苯，系统研究背景气体、催化剂负载位置、湿度等因素对甲苯去除与出口O3质量浓度的影响. 结果表明，负载催化剂能提高反应器的能量密度. 催化剂置于等离子体区，主要作用是催化含氧物种，实现甲苯的高效去除，〖JP〗同时可降低出口O3质量浓度. 发泡镍后端负载催化剂，比前端负载催化剂的甲苯去除效率高，出口O3质量浓度低. 湿度对等离子体去除甲苯具有双重效应，甲苯的去除效率随着湿度的增加先增大后减少.催化剂置于等离子体区后，可实现甲苯和O3的同时高效去除. 在等离子体催化体系中，甲苯的降解由高能电子和自由基引发，反应的主要产物是CO、CO2和H2O，气相副产物主要有烷烃、酸、醛和含苯环有机物.     

窄间隙介质阻挡放电转化甲烷的研究

在常温常压无催化剂条件下,对介质阻挡放电甲烷与氧气的合成进行了研究.试验了原料气体总流量、氧的体积分数和激励电压等参数对甲烷转化率、甲醇及C2H4收率的影响,并研究了不同氧的体积分数下甲烷转化率和消耗功率的关系.甲烷和氧气的总流量为1 000 mL/min时,CH4转化率保持在70%以上,最高达到81.1%;氧气的加入提高了甲醇的收率,当氧的体积分数为18.26%时甲醇收率达到12.33%;激励电压在1 850~1 900 V时,CH4转化率、甲醇和C2H4的收率均出现了最大值;随着消耗功率的减少,CH4转化率也随之降低.     

介质阻挡放电-光催化降解甲苯的实验研究

为有效地去除挥发性有机物VOCs,采用低温等离子体-光催化技术进行了处理甲苯气体的研究.实验在不同的能量密度、气体流量、放电时间以及反应器结构(包括内电极直径和电极结构)条件下,考察了介质阻挡放电驱动光催化剂TiO2对甲苯转化率的影响.结果表明: 添加TiO2能极大地提高甲苯转化率,使甲苯降解更为彻底,并提高产物选择性;随着能量密度的增大,甲苯转化率提高,CO2收率增加;而气体流量增大,甲苯转化率降低;放电5min内甲苯转化率迅速提高,15min后基本维持稳定.另外,实验结果还表明对于甲苯的降解反应器内电极直径存在最佳值.     

非平稳态等离子体降解流动态低浓度甲苯气体的研究

利用介质阻挡放电产生的非平衡态等离子体对常压下流动态含甲苯的空气进行处理,研究了流量和极间电压对降解甲苯的影响,当电压达到7200V时甲苯降解率最高达100％,产物为CO2,CO和H2O,此时产生的CO2也最多;随着流量的提高其降解率呈下降趋势,并且产物中CO2与CO的比也下降,研究结果为非平衡态等离子体降解甲苯的实际工业应用提供了一些依据。     

脉冲介质阻挡放电降解三氯乙烯的研究

研究了不同操作条件下脉冲介质阻挡放电等离子体对三氯乙烯的降解效果,通过红外分析探讨了降解的反应历程.结果表明:当载气为N2时,脉冲介质通过阻挡放电等离子体可实现三氯乙烯的有效降解,降解率随放电参数及气体流量的变化而变化,在保证体系能量效率最大的基础上可获得三氯乙烯降解的最佳处理条件,即输入电压25 V、脉冲频率500 Hz、脉冲占空比50％、放电间隙5 mm、气体流量300 mL/min;当载气中含O2时,三氯乙烯的降解率随输入电压的变化而变化,即输入电压小于25 V时,三氯乙烯降解率随O2的增加而提高,输入电压大于25 V时,三氯乙烯降解率随O2的增加而下降.三氯乙烯降解过程中会产生CHCl2 COCl、CCl3-CN或ClCH2CH2NH2,终产物中除含有HCl、CO2和CO外,还含有COCl2.     

O2/CO2气氛下混煤燃烧过程中NOx排放特性

在滴管炉上对无烟煤、烟煤及其混煤在O2/CO2气氛下燃烧时的NOx排放特性进行了研究,重点分析了燃烧气氛、温度、氧浓度、掺混比例等对NOx排放浓度及氮转化率的影响.实验结果表明,较之O2/N2气氛下,无烟煤与烟煤在O2/CO2气氛下混烧时NO排放浓度平均低大约12%;随O2体积分数增加,NO排放浓度仅小幅增加;随混煤中无烟煤所占比例的增加,NO排放浓度先减小后增加,当无烟煤/烟煤比例为1:1时,其达到最小值;混煤的氮转化率随混煤中无烟煤比例的增加而逐渐减小.混煤的氮转化率与掺混比例有较大的关联,但并非简单的线性关系.     

不同气氛介质阻挡放电等离子体对芳纶表面的改性

为了改善芳纶的表面性能,利用介质阻挡放电,对其表面进行改性.在Ar,Ar/O2,Ar/N2不同气氛介质阻挡等离子体的处理后,探究芳纶表面所产生的不同作用效果机理,同时考察了O2和N2的流量对芳纶表面作用效果的影响.采用了微脱胶法、X射线光电子能谱(XPS)以及原子力显微镜(AFM)分别对处理后芳纶表面黏结性能、表面元素和官能团的变化以及表面粗糙程度的变化进行了比较.结果表明:对芳纶表面的改性是由刻蚀作用还是活性基团占主导与放电气体的种类密切相关,而通入气体的流量也会影响表面改性的处理效果.     

O2/CO2气氛下燃煤过程中NOx排放特性实验研究

利用沉降炉在O2/CO2和O2/N2气氛下对煤粉燃烧过程中NOx排放特性进行实验,研究了不同停留时间、燃料/氧化学当量比、温度等因素对燃煤过程中NOx的排放特性的影响,并对2种燃烧方式下NOx的排放特性进行对比.结果表明:在O2/CO2气氛下NOx的生成量远远低于空气气氛下NOx的生成量,其主要原因是在O2/CO2气氛中高CO2质量浓度导致气氛中生成较高含量的CO,从而在未燃烧碳表面发生NO/CO/Char的反应,促进了NO还原为N2;O2/CO2气氛中没有N2,避免了热力型NOx和快速型NOx的生成;约80%的再循环烟气致使NOx的停留时间大为增加,即延长了NOx的还原反应时间,从而降低了NOx的排放.     

捕获法测定介质阻挡放电降解甲苯中产生的羟基自由基

用水杨酸浸渍膜捕集-高效液相色谱(HPLC)法测定介质阻挡放电降解甲苯中羟基自由基(·OH)的生成量.考察了能量密度(S1E)、相对湿度(RH)、背景气氛、催化剂对·OH产生量的影响.实验表明,·OH量随能量密度的增大而增加,能量密度从140J·L-1增至320J·L-1时,·OH量从5.9×1013个·cm-3增加到...     

入口气组分对质子交换膜燃料电池柴油水蒸气重整制氢流程的影响

考察了Ni--Yb/γ--Al2O3(Ni 16%,Yb 5%,质量分数)催化剂,入口气中添加不同组分(CO2、H2和CH4)对柴油低/高温水蒸气重整过程中转化率及重整率的影响,以及添加CO2入口气对质子交换膜燃料电池柴油水蒸气重整制氢流程中后续的CO水气变换和深度去除CO过程的影响.结果表明:入口气中添加CO2或H2进一步提高了柴油在低温(400～500℃)水蒸气重整反应中的转化率(95%),能够为后续的高温(550～750℃)水蒸气重整过程提供CH4代替柴油作为重整原料,从而显著抑制了积碳.入口气中添加H2对高温水蒸气重整有抑制作用,添加CH4不利于提高柴油转化率.入口气中添加CO2时,气碳摩尔比约为0.54时柴油转化率最佳,但重整产物中CO含量会增加,因而后续CO水汽变换过程的空速需降低以便保证CO去除率,添加CO2对最后深度去除CO过程(两段选择甲烷化法)无明显影响.     

秸杆生物质在上吸式固定床气化炉中的气化特性分析

生物质是可再生的重要资源之一,具有取之不竭、用之不尽的特点,作为今后能源发展的重要方向具有战略意义。通过对固定床气化炉进行改进,研制了上吸式固定床气化炉,作为秸秆等生物质的气化设备,研究和开发高效率气化设备。针对水稻、油莱和棉花等3种生物质秸秆气化应用表明,气化效率分别为73．2％、75．5％和77．8％,符合Q／BDl-2013产品标准的要求,气体主要以H2、N2、CH4、CO和C02等为主,并含有少量的C2H2、C2H4和C2H6等,锅炉烟气中的SO2、NOx、烟尘排放浓度和黑度均达到GBl3271—2001排放标准限值的要求,不需对锅炉烟气中污染物进行治理就可直接排放,     

KHCO3粉体与典型气体灭火剂的协同灭火

为改进粉体灭火技术,探究惰性气体与粉体之间的协同灭火机理,选用碱金属化合物KHCO3超细粉体为研究对象,基于杯式燃烧器装置开展气固协同灭火实验,实验结果表明：KHCO3超细粉体熄灭甲烷火的临界灭火浓度为7.74 g/m3,在CO2、N2、He、Ar作用下,KHCO3超细粉体的灭火性能得到提高,分别在气体浓度为13%、20%、10%、18%处达到正协同效应的峰值,协同因子分别为0.84、0.85、0.88、0.74。结合CHEMKIN软件分析在不同浓度KHCO3条件下,Ar体积分数对自由基浓度变化的影响,结果表明,Ar与KHCO3粉体共同作用能够显著降低火焰中H和OH自由基浓度,且抑制效果随Ar浓度的增加而增加,具有较为显著的协同效果。     

毫秒级快速接触反应催化氧化乙烷的实验研究

以α-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了Pt催化剂, 考察了Pt催化条件下毫秒级快速重整C2H6的催化反应特性.通过测定重整反应过程中的温度分布情况,讨论了直接反应模型和间接反应模型.结果表明：混合气中燃氧摩尔比（r=n（C2H6）/ n（O2））和反应进气中氮气体积分数（φ（N2））对产物的选择性产生重要影响,随着混合气中r和φ（N2）的提高,C2H4的选择性逐渐增大（最高达70%）,H2和CO的选择性（S（H2）、S（CO））降低;混合气体积流量(qV)对产物的选择性也有明显影响,当qV=4 L/min时S（H2）和S（CO）达到最高,分别为40%和75%;C2H6快速催化氧化的产物比例受到多相催化反应与气相反应共同作用.     

CO2在转炉冶炼中低碳铬铁过程中的探索性应用

探索了一种采用转炉由高碳铬铁“一步法”冶炼中低碳铬铁的新工艺。该工艺与氩氧混吹脱碳法( Argon Oxygen De-carburization,AOD)类似,不同之处在于用CO2代替氩气作为搅拌气体吹入熔池。实验结果表明：采用CO2对高、中碳铬铁脱碳是可行的;在高碳铬铁冶炼中碳铬铁初始阶段大量喷吹CO2能取得更好的脱碳效果,而在冶炼后期,高比例的O2适量添加CO2则更有利于脱碳,在当前实验条件下,较佳的脱碳气氛为25%CO2+75%O2(体积分数);CO2的引入对提高铬的回收率有积极作用,同时CO2含量越高,保铬效果越好。实验同时发现,CO2对高碳铬铁脱硫有积极作用。     

褐煤在高温快速热裂解条件下析出产物的实验研究

通过瓦斯爆炸情形下褐煤的快速热裂解实验,研究了褐煤煤层发生煤矿瓦斯爆炸后褐煤发生次生火灾的机理。基于对褐煤的工业分析和元素分析,应溺能够满足瓦斯爆炸特征的居里点快速热裂解仪,时褐煤进行了热作用持续时间分剐为1,2,5,10s,热作用温度588-1313K的快速热裂解实验。对析出气体的最低助燃氧浓度和燃烧浓度极限进行了分析。瓦斯爆炸情形下褐煤热裂解会产生包括CH4,G2H4,C2 H6,C2H2,C3H6,bH8,G4-C5系列,CO,CO2在内的气体,以及焦炭、焦油。除焦炭产量随温度和时间呈减少趋势外,所有气体和焦油的产量均随温度的升高和热作用时问的延长而增加。析出气体中CH4,CO,CO2的比例较大,其余烯烃类气体比例很小。析出的混合气体在一定奈件下会发生火灾。     

炼厂尾气绝热燃烧模型建立和计算

研究了炼厂尾气的燃烧规律,基于对所有可能组成的炼厂气的分析,建立了燃气绝热燃烧过程的数学模型,该模型采用MATLAB编程求解,可用来求解任意组成的燃气的理论火焰温度和热效率,讨论了过量空气系数和燃气中二氧化碳、硫化氢、氢气、烯烃、烷烃等气体的相对组成对理论火焰温度及锅炉热效率的影响。结果显示:过量空气系数和二氧化碳、硫化氢含量是关键影响因素;理论火焰温度和锅炉热效率随过量空气系数的增大而减小;随着CO2相对含量的增大,理论火焰温度和燃烧效率有所降低,CO2含量在20%以上时影响较为明显;H2S含量对排烟温度有较大影响,热效率随排烟温度升高而减小。