等离子体引发CeO_2低温催化活性协同脱除空气中苯

苯是一种典型的室内空气污染物,可引起一系列健康问题。采用介质阻挡放电等离子体与二氧化鈰催化剂相结合的方法,在大气压及35℃下,进行脱除空气中苯研究。考察了放电电压、苯的初始浓度以及水量等因素对苯脱除率的影响,分析了等离子体与催化剂的协同效应。当气体中C6H6的体积分数为102×10-6、H2O的体积分数为1.2%、空气为平衡气、输入的放电电压为18 kV、空速为13 650 h-1时,苯的脱除率可达98.7%。而在同样实验条件下,单纯等离子体脱除苯和单纯催化氧化脱除苯的脱除率分别为69.5%和10.0%。实验结果表明,等离子体与CeO2催化剂催化氧化空气中苯的过程中产生了显著的协同效应,等离子体产生的活性自由基,如O和HO2等,是实现CeO2催化氧化苯的氧化-还原转化循环过程的关键。     

针-板式流光放电结合脉冲电源降解甲苯

放电等离子反应器的结构与高压电源的匹配对于VOCs的降解产生重要影响.采用针-板式反应器并引入脉冲高压和交流高压,采用3种不同电极形状(锥形、圆台、扁平)对甲苯的降解特性进行了实验研究.结果发现:脉冲电源可以提高电极间的击穿电压,并使流光放电更加稳定,产生瞬间高能粒子,从而提高甲苯的脱除效率;不同的电极形状对放电特性及降解率产生影响,圆台形电极获得最大的甲苯降解率和降解效率.     

玉米芯吸附协同低温等离子体对H2S的去除作用研究

为解决低温等离子体高压放电后产生的副产物排放问题,采用玉米芯吸附协同低温等离子体系统来降解硫化氢恶臭气体。确定了电极放电特性参数,考察NTP中的极间电压、H2S初始浓度和CA协同对H2S降解的影响,并分析H2S降解机理。研究表明,CA协同NTP系统能显著提高H2S去除效率,当采用负极放电,极板间距40mm,极间电压15KV,H2S初始浓度为500ppb,吸附时间60min时,CA协同NTP去除H2S的去除率可达到90%以上。     

Energy consumption of electrooxidation systems with boron-doped diamond electrodes in the pulse current mode

A pulse current technique was conducted in a boron-doped diamond (BDD) anode system for electrochemical wastewater treatment. Due to the strong generation and weak absorption of hydroxyl radicals on the diamond surface, the BDD electrode possesses a powerful capability of electrochemical oxidation of organic compounds, especially in the pulse current mode. The influences of pulse current parameters such as current density, pulse duty cycle, and frequency were investigated in terms of chemical oxygen demand (COD) removal, average current efficiency, and specific energy consumption. The results demonstrated that the relatively high COD removal and low specific energy consumption were obtained simultaneously only if the current density or pulse duty cycle was adjusted to a reasonable value. Increasing the frequency slightly enhanced the COD removal and average current efficiency. A pulse-BDD anode system showed a stronger energy saving ability than a constant-BDD anode system when the electrochemical oxidation of phenol of the two systems was compared. The results prove that the pulse current technique is more cost-effective and more suitable for a BDD anode system for real wastewater treatment. A kinetic analysis was presented to explain the above results.     

放电等离子体方法处理二甲苯废气的实验研究

介绍采用放电等离子体方法脱除二甲苯的实验研究。采用线一筒式反应器，分别就峰值电压、反应物浓度、停留时间变化对脱除率的影响进行了研究。结果表明，除去效果随峰值电压、反应时间增加而提高，随反应物入口浓度增大而降低，最高脱除率为71．7％。     

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.     

双极性脉冲高压介质阻挡放电降解苋菜红

印染废水具有水量大、有机污染物质量浓度高等特点.利用双极性高压脉冲电源引发的介质阻挡放电产生的非平衡等离子体降解偶氮染料苋菜红(AR27),研究了影响色度去除的因素,如初始质量浓度、电导率、放电频率等,得到了较好的处理效果.结果表明:在初始质量浓度50 mg/L、电导率2.5×103μS/m、曝气量0.6 m3/h、频率50 Hz、电压18 kV时,放电处理90 min,脱色率可达到91%.     

气相脉冲放电针-板反应器降解水中有机物

为了解决液相放电电极腐蚀,引起放电状态不稳定的难题,本文采用高压放电针状电极位于液面上方的气相中,低压接地电极位于液相中的针-板电极脉冲放电反应器,对溶液中难降解有机物进行降解.主要研究通入气体种类及气量、苯酚浓度、输入能量等因素对苯酚降解率的影响,目的是了解影响气相脉冲放电对水中有机物降解的影响条件,为脉冲放电水处理技术应用提供参考.     

生物滴滤法去除含苯挥发性有机废气试验研究

采用生物滴滤塔对含苯挥发性有机废气进行连续处理试验研究。考察了进气浓度和填料高度对含苯气体去除效果的影响及试验过程中压力损失的变化。试验结果表明:当挥发性有机物(VOCs)进气浓度为467 mg/m3时,去除率为97.55%;苯进气浓度为100 mg/m3时,去除率为45%。随着滴滤塔填料高度的增加,VOCs和苯去除率逐渐提高。试验初期与试验末期的压力损失分别为63.74 Pa和140.24 Pa。     

填充床放电等离子体反应器对铜绿微囊藻的去除

研究了多根高压电极型填充床放电等离子体反应器对铜绿微囊藻光密度的去除.探讨了高压电极材料、气量、峰值电压和脉冲频率对填充床放电等离子体反应器中铜绿微囊藻光密度去除的影响.结果表明:高压电极材料对铜绿微囊藻光密度的去除不太明显;铜绿微囊藻光密度去除率在处理当天随气量、峰值电压、频率增加而增强的作用效果不明显;而是在放置培养期间,铜绿微囊藻生长受抑制的程度加强,光密度去除率增加.     

脉冲电压对大气压脉冲放电等离子体射流的影响

在固定脉冲频率及占空比的情况下,研究脉冲电压对大气压脉冲放电等离子体射流长度的影响。分析脉冲放电的电流电压波形、等离子体射流的光发射强度的时空演化过程以及等离子体子弹速度的变化。结果表明:等离子体子弹随脉冲电压的增大由单子弹变为双子弹再变为单子弹;射流长度相应地先增长然后趋于稳定,射流长度由增长转变为稳定的转变电压正好处于形成双子弹的脉冲电压附近。     

直流电晕放电等离子体烟气脱硫数值分析

对直流电晕放电等离子体烟气脱硫进行了研究,通过分析影响脱硫效率的各个因素,拟合出单因素的贡献函数.在此基础上,利用多元回归方法得出直流电晕放电等离子体烟气脱硫的效率经验公式.找出了脱硫效率与电压、水蒸气含量、氨气投加量及SO2初始浓度的函数关系.由公式得到的预测值与实验值一致性较好,因此该经验公式可为直流电晕放电等离子体烟气脱硫提供参考.     

Evaluation of energy transfer and utilization efficiency of azo dye removal by different pulsed electrical discharge modes

The degradation of an azo dye, acid orange 7 （AO7）, caused by different high voltage pulsed electrical discharge modes （spark, streamer and corona discharge） induced by the various initial conductivities was investigated. A new type of pulsed high voltage source with thyratron switch and Blumlein pulse forming net （BPFN） was used. The typical discharge waveforms of voltage, current, power, pulse energy and the pictures of spark, streamer and corona discharge modes were presented. The results indicated that pulsed electrical discharges led to complete decolorization and substantial decrease of the chemical oxygen demand （COD） of the dye solution. The main intermediate products were monitored by GC-MS. The discharge modes changed from spark to streamer and to corona discharge, and the streamer length decreased with the liquid conductivity increasing. At a constant input power, the peak voltage, peak current, peak power and energy per pulse of the three discharge modes ranked in the following order： spark 〉 streamer 〉 corona. The effective energy transfer efficiency of AO7 removal was higher for spark discharge （57.2%） than for streamer discharge （40.4%） and corona discharge （27.6%）. Moreover, the energy utilization efficiency of AO7 removal for spark discharge was 1.035×10^9 mol/J, and for streamer and corona discharge they were 0.646×10^-8 and 0.589×10^-8 mol/J. Both the energy transfer efficiency and the energy utilization efficiency of spark discharge were the highest.     

城市污水脉冲电吸附技术深度脱氮

采用脉冲开关电源代替传统电吸附中的直流稳压电源,用活性炭粉末为吸附材料制备电极板,并构建了脉冲电吸附反应装置.比较了脉冲电吸附法和直流电吸附法在吸附去除模拟废水中NO₃-N和NH₃-N的去除率差异,60min内,脉冲电吸附法有更高的去除率.以NO₃-N的去除率为判据,研究了脉冲电流的占空比和频率对氮素去除率的影响.结果表明,在占空比50%、频率10⁴Hz的条件下,NO₃-N的去除率最高.     

Methods for large reciprocating compressor capacity control: A review based on pulse signal concept

Large reciprocating compressors are important equipment used in a wide range of process industries. Most of these compressors have huge power requirements and their capacity often needs to be regulated. Advanced technologies in compressor capacity control are effective approaches for saving large amounts of energy in process industries. This paper reviews the basic theories and the state of the art of the capacity control technologies. In particular, a compressor working procedure is first presented using an analogy to the pulse signal concept. Compressor capacity control methods are classified into pulse frequency modulation and pulse amplitude modulation from a perspective of pulse signal processing. The mechanisms and feasibility of some important methods, including dead volume variable control, partial-stroke and full-stroke suction valve opening, are reviewed. Based on the pulse signal concept, a duty cycle regulation method for capacity control is introduced, and the performance and implementation of the new method are compared with those of the existing suction valve opening methods. The duty cycle regulation method has integrated advantages over the other methods in terms of regulating precision, pressure stability, energy saving and reliability. All the suction valve opening methods can cause gas reflux, resulting in the so-called breathing effect. The breathing effect has negative effects on regulation performance and compressor security, which needs further investigation in the future.     

同轴电极交流电压下瞬态火花放电特性研究

近年来瞬态火花放电由于可以产生高密度、高能量电子,为等离子体化学提供更多的活性粒子受到了广泛关注;并已成功应用于环境治理和生物医学。为了进一步研究瞬态火花的放电特性,采用了交流电源和同轴电极实现放电。通过采集放电的电压和电流,研究了其在不同占空比和不同脉冲频率下的放电特性。结果表明,在外、内电极直径比为2.4时,放电呈现脉冲放电的形式,从流注放电转化为瞬态火花放电,其典型特征是电流脉冲短,放电电流大;与常规火花放电相似,放电通道之间任何地方的流注都能扩展;由于首次放电产生的空间电荷和放热引起的负载特性变化的共同影响,每个周期内后续放电的击穿电压小于首次的;随着占空比的升高和电源脉冲频率的降低,放电通道增多,周期间的放电形式呈现一定的规律变化。     

低温等离子体处理柴油机有害排放试验

根据低温等离子体的产生原理和柴油机有害排放物的生成特点，设计了结构和功能具有实用性的等离子体反应器；通过静态试验研究了介质阻挡放电的放电特性及其影响因素，探讨了低温等离子体的化学反应机理；通过柴油机台架试验对低温等离子体处理柴油机排气中的碳烟和NOx进行了研究．结果表明。选用介电常数较大、厚度较薄的介质材料以及合适的放电间隙容易产生强烈的放电，低温等离子体对碳烟具有较高的去除率，亦可有效减少NO，而NOx总量基本不变．排气在等离子体反应区内的有效滞留时间是影响转化效率的重要因素．     

一种基于零电压开关的脉冲调制等离子体激发系统的研究

设计实现了一种利用占空比和频率可调节的高电压脉冲调制技术激发大气压等离子体射流的装置;该装置基于蓄电池供电,采用自激式零电压开关技术来产生高频高压正弦波输出;然后利用频率及占空比调节方式实现对等离子体激发的有效控制。射流喷嘴采用介质阻挡式设计,由石英管、圆柱电极和圆环电极三部分组成;其中石英管内电极为接地电极。从大气压等离子体射流的发射光谱分析显示,射流中含有大量激发态的、化学活性较高的氩、氮、氧等分子结构,可用于材料表面的清洁消毒等场合。该装置结构紧凑、便携易用、功能丰富,具有重要的应用价值。     

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.     

微生物燃料电池修复钒污染地下水的响应曲面优化研究

使用响应曲面法, 对单室微生物燃料电池去除五价钒的运行条件进行分析和优化。采用乙酸钠作为单室微生物燃料电池的碳源, 探讨钒初始浓度、COD初始浓度和电解液电导率对五价钒去除率的影响, 三因素三水平的响应曲面分析结果表明, 五价钒初始浓度对五价钒去除率的影响最显著, 其次为 COD 初始浓度, 最后是电解液电导率。利用响应曲面法得到最优实验条件: 五价钒初始浓度为75.44 mg/L, COD初始浓度为1007.48 mg/L, 电导率为11.98 mS/cm, 此时可获得五价钒的最大理论去除率80.31%。验证实验的结果证实了该优化方法的可靠性。研究成果可以促进微生物燃料电池技术在治理钒污染地下水领域的实际应用。