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％．     

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.     

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.     

3000m^3／h烟气脱硫试验系统的设计与运行

在基础性研究工作的基础上，进行了３０００ｍ＾３／ｈ脉冲放电等离子体烟气脱硫的小型工业性试验。该试验结果证实了脉冲放电等离子体烟气脱硫技术的可行性。     

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.     

电晕放电自由基注入提高烟气脱硫效率的研究

为提高脉冲电晕放电烟气脱硫效率,利用脉冲电晕放电脱硫反应器,采用自由基注入技术,研究氨气和水蒸气对电极放电特性的影响,以及氨、羟基自由基注入和一氧化氮存在对脉冲电晕放电烟气脱硫效率的影响.实验结果表明,氨气注入时,电晕电流略有增加,水蒸气注入时,电晕电流降低.采用电晕放电氨、羟基自由基注入系统,能耗增加约0.36 W·h/m3,但可提高脉冲电晕放电烟气脱硫效率约14%,总脱硫效率达到90%;NO将促进SO2的热化学反应脱除,烟气中注入体积分数为125×10-6NO,二氧化硫脱除率可提高约15%,能耗小于2.4 W·h/m3时,SO2脱除率大于90%.     

脉冲流光放电反应器电极配置对脱硫效率的影响

采用处理烟气量为200 Nm3/h的线-板式脉冲流光放电反应器进行了模拟烟气脱硫实验研究.在一定实验条件下,研究了电压、脉冲成形电容及不同线-线间距与线-板间距的配置对反应器的脱硫效率及能量消耗的影响.结果表明:随着电压、脉冲成形电容的增大,反应器脱硫效率升高,但反应器的能量消耗增大;在线-板间距10 cm条件下,最佳线-线间距为6～10 cm时,反应器能量密度最大,脱硫效率最高,且能量消耗最低.在最小能耗16.7 eV/mol下,脱硫效率达85%.     

模糊控制在污水处理脉冲电源控制的应用研究

通过对脉冲电源电路的研究,采用了流光放电率作为控制系统的量化指标；将流光放电率用于模糊控制能够达到对污水处理设备进行控制的目的,使交直流耦合电路中的交直流电压在反应器上实现叠加.仿真及实验结果表明,该方案有效、可行,具有良好的推广价值.     

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.     

PPCP烟气脱硫脱硝反应机理和基础试验研究进展

脉冲电晕放电等离子体化学过程(PPCP)烟气脱硫脱硝技术是一项新颖和很有发展前景的干法烟气处理技术.本文从反应机理和基础试验这两方面总结了该技术的国内外研究进展.     

脉冲叠加直流激励辉光放电特性

辉光放电产生的低温等离子体具有广泛的应用前景,日益成为研究热点。本文提出了一种采用脉冲叠加直流的方式来激励辉光放电的实验装置。选取氩气作为反应气体,本实验在低气压下进行,利用参数可调的高频脉冲电源和直流电源进行激励。研究了不同激励方式下击穿电压和电流的变化规律。实验发现：直流辉光放电击穿电压最低,约为380 V,但是在放电过程中放电管发热比较严重;脉冲辉光放电所需击穿电压为450～600 V,但其存在反复击穿;而脉冲叠加直流激励辉光放电则降低了脉冲击穿电压,最低约为400 V,且改善了放电管发热严重的问题。     

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.     

Removal of NO<Subscript><Emphasis Type="Italic">x</Emphasis></Subscript> by radical injection

Removal of NOx(DeNOx, NOx is the total of NO and NO2) from flue gas by radical injection has been investigated .the discharge characteristics were examined and the steady streamer corona was acquired hy adjusting the nozzle gases properly. It was Found that an increase in the voltage resulted in a decrease in the NO concentration and the concentration of the NO2 increased at tow voltages but decreased as the voltage rose to a certain level. The DeNOx efficiency increased as the applied voltage rose and reached a maximum of 70% when the voltage approached the breakdown voltage. The hypothetical mechanism of NOx removal suggested that the radicals formed in the discharge process converted the NO and NO2 into acidic species. The Monte Carlo method was used to calculate the rate coefficients and the productivity of the radicals, and then the concentrations of both NO and NO2 and the DeNOx effielencies were calculated with chemical kinetics. The calculated DeNOx efficiencies were coalparable with the experimental DeNOx efficiencies at low voltages, but were lower at high voltages.     

毫秒级无火花高压脉冲电源

给出一种实现毫秒级高压脉冲的方法。其原理是将三相高压变压器的次级分别整流再串接，在其中二相加滤波作为直流基压，在另一相的初级通过调节可关断可控硅（ＧＴＯ＿Ｓ）的导通时间，可获得不同宽度的带直流基压的脉冲高压。该电源还具有自动稳流、快速过流保护系统，可实现无火花供电。     

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。     

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。     

Multi-pollutants simultaneous removal from flue gas

The multi-stage humidifier semi-dry flue gas cleaning technology, the CRS plasma flue gas cleaning technology and oxidative additive flue gas cleaning technology were investigated for multi-pollutants removal. The semi-dry flue gas cleaning technology using multistage humidifier and additive can improve oxidation and absorption, and it can achieve high multi-pollutants removal efficiency. The CRS discharge can produce many OH radicals that promote NO oxidation. Combining NaOH absorption can achieve high deSO2 and deNOx efficiencies. It is very fit of the reconstruction of primary wet flue gas desulfurization (WFGD). In addition, Using NaClO2 as additive in the absorbent of WFGD can obtain very high removal efficiency of SO2 and NOx.     

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.     

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.