摘要:

燃料氧化重整（部分氧化）为温和的放热反应，其反应速率快、能耗低，特别适用于在线制取氢气或富氢气体。大气压非热等离子体为燃料氧化重整提供了一种应用前景广泛的新技术，展现了对燃料具有普适性、快速响应和反应器紧凑高效等优点。综述了大气压非热等离子体烃类燃料氧化重整反应器的研究进展，着重阐述了火花和滑动弧放电产生的暖等离子体及其烃类燃料重整反应器。与电晕和介质阻挡放电产生的冷等离子体反应器相比，暖等离子体反应器具有燃料转化率高和能耗低的优点。

摘要:

采用气液两相滑动弧等离子体降解酸性橙Ⅱ,研究了酸性橙Ⅱ的降解动力学及降解机理.结果表明:当电压为10 kV,载气为O2,气体流速为0.4 m3·h-1,废水流量为20 ml·min-1,电极间最窄处距离为3.5 mm,溶液浓度在300 mg·L-1以下时,滑动弧等离子体对酸性橙Ⅱ的降解符合一级动力学规律.检测了纯水放电时H2O2、O3生成量以及OH·的相对量.运用紫外光谱(UV-Vis)、离子色谱(IC)、色谱-质谱联用(GC-MS)等方法,测定出酸性橙Ⅱ的主要降解产物有乙酸、乙二酸、丙二酸、苯酚、3-羟基苯乙酮、萘、苯磺酸、邻苯二甲酸(酐)、β-萘酚等,并依此推测酸性橙Ⅱ的降解机理,即羟基自由基攻击酸性橙Ⅱ分子上与萘环相连的C-N键,导致C-N键的断裂,进而染料脱色矿化.

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为了提高气液两相滑动弧放电对火电厂废气的处理效率,将传统的纯水液相替换成NaOH溶液.通过观测放电过程中的电压-电流波形和发射光谱,研究加入NaOH对滑动弧放电的电气特性和光学特性的影响.选取SO2作为待处理废气,对比分析NaOH溶液、纯水液相下SO2的去除率以及产物浓度随处理时间、气体流速的变化情况,以及NaOH溶液浓度对SO2去除结果的影响.实验结果表明,相同条件下,NaOH溶液代替纯水液相增强了气液两相放电强度,电离出更为大量的OH自由基;同时,NaOH的加入使SO2的去除率提高了5％～7％,产物中的SO3含量较纯水液相时降低了50％左右.

摘要:

介绍了一种气液两相滑动弧放电等离子体处理高浓度有机废水的新方法.此种方法处理废水的主要优点在于:可将水滴充分雾化,增加反应表面积,提高了反应能力;待处理废液全部通过强放电区域,可处理高浓度废水;可以连续处理,不需要较长的停留时间.实验针对高浓度苯酚废水,提出利用气液两相滑动弧等离子体多次循环降解的设想并得到了较好的实验结果.另外提出采用测定降解前后COD的变化来代替原苯酚浓度的变化作为实验效果的验证指标.研究了电极厚度、电极材料和气体流量的变化对电极间电流及COD降解率的影响,得到了一些有益的结果.有助于进一步研究低温等离子体高效降解大分子有机物.

摘要:

目前研究人员对滑动弧放电的应用和纯气流推动的滑动弧放电等离子体的理论分析及计算方面研究较多,而对气液滑动弧放电的理论分析及计算方面则研究甚少.为此,对新型气液滑动弧放电进行了电信号测量和图像测量.在半个周期10 ms内,电弧电压随时间呈锯齿状变化;高速摄影照片观察发现单个电弧由电弧核心区和外延电晕区组成,电弧核心区直径<2.5 mm.根据电参数、图像分析结果及Elenbass-Heller方程,建立了交流等离子体通道理论模型,通过该模型可求出气液等离子体电弧的电场强度、电子密度和沿轴线的温度等参数.

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对常温常压下滑动弧放电等离子体直接分解甲醇进行了研究,探讨了载气流量、甲醇浓度、电极间距、输入电压和气化室温度等实验参数的影响.结果表明,不同操作条件导致甲醇转化率由51％升高到81.7％,氢气和一氧化碳的选择性之比基本保持一个固定值.除了氢气和一氧化碳,产物中还检测到了少量的甲烷和C2不饱和烃以及痕量二氧化碳.不同于传统的甲醇热分解机理,提出了滑动弧放电等离子体甲醇分解的制氢路径.

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用10 kV高压产生直接与废水接触的气液滑动弧放电非平衡等离子体降解水中4-氯酚.实验研究表明:由于液滴的存在改变了电极间的介电常数和局部电场,气液滑动弧放电的电压波形比纯气流滑动弧放电更加不规则,起弧电压更低;从溶液COD降解效果来看,当不锈钢作为电极材料时,4-氯酚降解效果比铝和铜电极材料好;当空气作为载气时,经过76 min的等离子体处理,溶液的COD值由1679.2 mg/L降到190 mg/L,相当于COD降解率为88.68 %;增大气液混合比能够提高4-氯酚的降解效果;同时检测了H2O2和O3的生成量和溶液pH、电导率的变化.

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采用滑动弧放电低温等离子体催化协同技术研究了催化剂床填充材料、初始浓度、流量等对正己烷降解的影响.研究表明,滑动弧放电催化协同技术可以实现正己烷的有效裂解.对于反应器中不同的填充材料.蜂窝状催化荆优于颗粒状;降解率以蜂窝状Al2O3,填充时最高;单位功耗以填充蜂窝状Al2O3,最小.无论是以Al2O3,填充还是以Pt/Pb催化剂填充,正已烷的降解率均随初始浓度、流量的增加而呈现降低的趋势,但绝对处理量增大.

摘要:

采用气液两相滑动弧等离子体工艺降解酸性橙Ⅱ废水,研究了放电电压、电极材料、溶液初始pH值和电导率对其降解率的影响.运用GC-MS方法,测定3种气氛下染料的降解产物.根据扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)结果,分析电极上脱落的金属废片.结果表明:当氧气流速为0.4 m3/h,废水流量为20 mL/min,电极间最窄处距离为3.5 mm,溶液初始浓度为300 mg/L时,放电电压升高,降解率增大,综合考虑能量效率电压选择10 kV;以不锈钢为电极时,体系中形成Fenton效应,污染物降解效果最好.初始pH为2～11的酸性橙Ⅱ溶液,经滑动弧放电循环降解一次的溶液,降解率差别较明显,中性条件下最差;强酸和强碱条件下,降解率较高;但4次循环降解后,pH影响不再明显.电导率对溶液降解率的影响不大.3种气氛下,自由基攻击发色基团,苯环、萘环开环,染料脱色,生成中间体和小分子化合物.电极腐蚀主要集中在非平衡等离子区,Fe原子发生选择性溶解;氧元素的含量很高,腐蚀产物主要由Fe2O3和Fe3O4组成.

摘要:

滑动弧放电是一种可在常压下产生非平衡等离子体的新型低温等离子体技术.通常在2或3个及更多的电极间形成电弧,在电弧区形成热或冷的等离子体.为比较完整地了解滑动弧放电在水处理方面的进展,综述了滑动弧放电在水处理方面的文献.阐述了滑动弧放电等离子产生的基本原理及处理废水的机理;介绍了滑动弧放电等离子体处理废水的两种装置及其优缺点;分析了水处理过程中产生的活性离子种类、检测方法及研究现状;介绍了目前滑动弧放电等离子处理废水的现状;最后展望了滑动弧等离子处理废水的前景.