新型流光放电等离子体烟气脱硫脱硝一体化技术

主要分析了各种烟气脱硫脱硝技术的优缺点,说明了利用流光放电等离子体是一种新型的具有广阔工业应用前景的烟气脱硫脱硝一体化技术,验证了拥有完全自主知识产权的交直流叠加电源产生流光放电等离子体的新技术的可行性,给出了6000m^3工业实验平台烟气脱硫脱硝处理的实验结果：脱硫率达到98％,脱硝率达到44％．     

针-水电极正直流高压放电对甲基橙染料废水的脱色

采用针-水电极反应器,研究正直流高压放电处理甲基橙染料废水的效果.考察了不同放电形式和实验参数下对甲基橙染料废水脱色效果的影响.实验结果表明,电晕放电在处理时间0～25 min脱色效果比击穿流光放电处理效果好,而在处理25 min后击穿流光放电脱色效果好于电晕放电.在电压18 kV、电流15 mA、处理初始质量浓度为40 mg/L的甲基橙溶液30 min时,脱色率达到98％.该反应符合一级动力学反应,反应速率常数为0.127 mg/(L·min).经过放电处理,甲基橙的特征吸收峰(465 nm)强度逐渐减弱并基本消失,分子结构中的偶氮基团与苯环组成的共轭体系被破坏,甲基橙分子被有效降解.     

流光放电等离子体脱除NO研究

报道了采用AC/DC和DC电源下不同极配的放电实验结果.在多通道锯齿线一板电极反应器上,能够产生均匀稳定的流光电晕;通过对AC/DC电源产生流光放电脱除烟气中NO的实验研究,表明AC/DC电源产生的流光电晕等离子体具有很强的化学效果;获得在模拟气中NO放电氯化平均能耗30 eV/NO的结果.     

混粉电火花加工介质击穿及放电通道位形研究

回顾了流光理论的基本过程,并运用流光理论对混粉电火花加工极间介质击穿的微观过程进行了详细论述.将粉末颗粒视为插入两电极之间的一串联电极,则极间距离以粉末颗粒为界分成两段,两段介质均以流光的形式击穿后,放电通道便由一电极表面经由粉末颗粒到达另一电极表面而形成串联放电.在此基础上,结合实验现象,研究了放电通道的位形,认为放电过程以单通道放电为主,而正极放电点面积的增大改变了正极表面的热量分布,最终确保了加工表面粗糙度的改善.     

外加电压参数对大气压等离子体射流形貌的影响

大气压等离子体射流可以在开放的空气环境中产生富含多种活性粒子的低温等离子体羽,在材料合成、表面改性、生物医疗、环境保护等多种领域具有广泛的应用前景. 等离子体羽的形貌与活性粒子的时空分布有关,研究其形貌对等离子体射流的应用具有重要意义.针对目前等离子体形貌还不够丰富的问题,本文利用氩气等离子体射流,通过改变外加电压参数(电压峰值、驱动频率和偏置值)产生了几种形貌的等离子体羽(弥散圆锥状、丝加晕形、念珠串状和空心锥状),从而进一步丰富了等离子体羽的形貌.通过对比放电的电压和发光信号波形,发现除丝加晕形等离子体羽外,其他3种等离子体羽在每个外加电压周期均放电1次.不同的是,弥散圆锥状和念珠串状等离子体羽的放电出现在电压负半周期,为负放电.而空心锥状等离子体羽的放电出现在外加电压正半周期,为正放电.丝加晕形等离子体羽每个电压周期存在1个负放电和1个正放电.此外,还利用高速成像设备对这几种形貌等离子体羽的时空演化进行了研究.相关结果表明,负放电对应负流光的传播过程,而正放电对应正流光的过程.视觉上不同形貌的等离子体羽是正流光、负流光及其组合时间叠加的结果.本文的结果对大气压等离子体射流中等离子体羽形貌的深入研究及流光动力学的进一步发展均具有重要价值.     

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.     

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.     

在极端气体成份条件下的自猝灭流光放电现象

近年来发现丝室在某些充气条件下产生自猝灭流光放电,并对它的放电机制进行过探讨。由于自猝灭流光放电具有输出信号大,幅度分布窄,上升时间快等特点而引起人们极大的兴趣。我们对这种新型的放电模式也作了初步的测量。最近我们在极端气体成份条件下观察到自猝灭流光放电的一些新现象,和文献[1—3]的结论明显不同。     

利用低温等离子体技术脱除甲醛的研究

利用低温等离子体技术对脱除甲醛进行实验研究.设计了介质阻挡放电和电晕放电反应器,并分别加以高频交流高压和交直流叠加高压.比较了在不同工作参数下甲醛的脱除效果.实验结果表明,用介质阻挡放电脱除甲醛的脱除率及能量效率都比电晕放电的高,在低体积分数(10-5下)其脱除率可达99%以上,在高体积分数(2×10-4左右)其脱除率可达90%以上.这说明在甲醛体积分数相对于室内空气甲醛含量超标100倍内时,可利用介质阻挡放电脱除甲醛.     

流光放电烟气脱硫用高压脉冲电源的研制

脉冲电晕法烟气脱硫优点显著,但该法可能使正离子和电子离开流光通道,发生复合反应的范围不够大,自由基分布不广,很难产生稳定、宽范围和有效的流光,这就影响烟气脱硫,严重降低脱硫效率.本文分析了流光放电等离子体脱硫机理,提出一种直流叠加高压脉冲电源流光放电等离子体发生技术,并结合脱硫机理研制用于烟气脱硫的脉冲电源,通过现场运行测试,结果表明,在直流高压基础上叠加高压脉冲的技术方案可以有效提高脱硫效率.     

脉冲流光电晕脱硫反应器电极配置数值模拟

线-板式非热等离子体烟气脱硫反应器的电极配置形式是影响反应器脉冲流光电晕放电特性及脱硫效率的主要因素之一,线-板电极的配置在一定范围内存在最优方案.从工程应用角度出发,在分析脉冲流光电晕放电机理的基础上,进行了反应器静电场数值模拟,得出了不同电极配置的静电场分布,结合流光形成、发展和传播所必备的静电场条件,优化电极配置.数值模拟结果表明:在施加峰值电压为80kV,放电极半径为0.2cm,线-板间距为10cm时,线线最佳间距为6～8cm.     

活性炭和活性炭纤维在高压脉冲放电水处理中催化作用的对比研究

对脉冲流光放电与活性炭或活性炭纤维联合处理废水时活性炭和活性炭纤维的催化作用进行了研究。结果表明：脉冲流光放电与活性炭或活性炭纤维联合处理，降解率分别提高22％和24％，说明联合处理过程具有协同效应。与吸附饱和的活性炭或活性炭纤维联合处理，降解率分别提高12．25％和16．7％，说明活性炭和活性炭纤维在联合处理过程中起催化作用。联合处理过程中加入H2O2不但提高了O3和UV的利用率，而且还提高了活性炭和活性炭纤维的再生率。     

电晕放电成像机理的研究

叙述了电晕放电成像的基本过程,根据气体放电流光传播的自持条件,建立了电晕放电成像的基本模型。在此基础上计算了流光传播距离和传播时间,计算结果与实验基本吻合,在理论分析和实验的基础上,提出获得清晰的电晕放电成像的关键是采用ｎｓ量级的窄脉冲放电技术。     

H2S分子负脉冲流光放电等离子体解离分析

采用荧光发射光谱和荧光时间分辨光谱,对H2S分子进行了脉冲流光放电激发解离相关实验研究.将所得400～800 nm荧光谱线归属为S2、S2-、H、SH等活性粒子的发光.结果表明,H2S气体脉冲流光放电等离子体中的主要活性粒子是H2S*、S2、S2-、H、SH,且时间分辨光谱测量结果表明H和SH基荧光信号几乎同时出现,由...     

氩气等离子体羽从实心到空心的放电特性

对大气压环境中偏置正弦电压激励的氩气等离子体射流进行了研究. 结果表明,随着偏置电压从负值增加到正值,所产生的羽从实心过渡到空心. 利用电学和光学手段对实心羽和空心羽的放电特性进行了研究,发现对于这2种羽,每个电压周期都只有单个放电脉冲. 利用快速摄影,看到“胖”定向子弹在实心羽中传播,其中涉及负流光机制. 而空心羽中涉及正流光机制,它表现为从棒电极端开始的定向流光,随后逐渐演变成在气流周边传播的分叉流光. 利用光谱学手段,研究了距离管口不同位置处的电子温度. 基于潘宁电离和残留负离子的作用,对这2种羽的产生机制进行了解释.     

瞬态电晕放电成像的实验研究

阐述了瞬态电晕放电成像的物理过程，根据气体放电的流光理论，采用纳秒脉冲放电技术，获得清晰的电晕放电的硬币成像图像，并对脉冲峰值电压及相对湿度等成像条件进行了探讨。     

介质阻挡放电中四边形向超四边形斑图的转化

利用双水电极介质阻挡放电装置,在高pd值流光放电模式下,分别获得了四边形斑图和超四边形斑图.观察到了2种斑图之间的相互转化和时空对称性破缺.此外,对超四边形斑图中的大点进行了时空分辨测量.结果表明:在每半个电压周期内,大点的中心和边缘均是放电2次,具有相同的时空行为,由此证明了第2次放电应为壁电荷引起,而不是由于存在第2个放电丝.     

大气压氩气周期性突起的放电特性及其产生机制研究

大气压等离子体射流可以在空气环境中产生等离子体羽.与通常产生的锥状等离子体羽不同,利用低频偏置正弦电压激励大气压氩气等离子体射流,等离子体羽呈现周期性突起.利用电学、光学及光谱学手段对突起状等离子体羽的放电特性及其形成机制进行了研究.结果表明,等离子体羽长度随着气体流量增大而增大.放电的波形表明每一个电压周期存在一次放电,且它出现在电压的负半周期.通过高速影像发现,突起状等离子体羽对应沿着气流传播的负流光.射流喷口附近存在周期性的强放电,它为下游提供了空间规律性分布的活性粒子.该活性粒子能增强流光的传播,表现为等离子体子弹的直径增大,因此形成空间周期性的突起.利用光学发射谱,测量了电子激发温度的空间分布及平均电子激发温度随着气体流量的变化关系,并对这种变化趋势进行了定性解释.     

空气中固体电介质上纳秒正脉冲表面放电过程

采用感光胶片作为阻挡介质的针－板放电系统，解析空气中固体电介质上纳秒正脉冲表面放电的形成过程，施加纳秒正脉冲高电压时，得到中心不发光的辉光圆环及圆环四周放射状流光的电图像，测量这两部分流光的最大伸展长度，分别得到它们与施加电压的关系式，表明表面放电的形成存在着电压阈值。     

大气压氧气中稳定形态气液放电等离子体特性研究

通过在放电回路中连接电容来控制放电电荷数目并得到稳定的氧等离子体.利用测量的电压电流波形和放电图像的变化分析了放电模式在不同应用电压下的转化过程.根据等离子体发射光谱计算了各种活性物种的发射光谱强度,模拟了等离子体气体温度、振动温度的变化过程.结果表明:随着应用电压的增加,等离子体放电模式在电压正半周明显地从流光放电转化为辉光放电最后转化为弧光放电,在电压负半周从电晕放电转化为弧光放电.在放电回路中加入电容可以限制单次放电的电荷数目,提高放电的稳定性.与放电模式的转化相对应,等离子体的气体温度先增加后不变.