张旭东[1]2003年在《介质阻挡放电冷等离子体去除NO的研究》文中研究说明随着汽车尾气排放在污染源中所占比例的日益增长,研究如何降低汽车尾气中各种有害成份,尤其是NOx的排放,已成为目前的一个热点。由于冷等离子体在净化空气污染方面的高效率、低能耗等独特优点,逐渐引起了研究者广泛的关注。本文比较分析了各种放电模式和反应器结构的优缺点,阐明了介质阻挡放电冷等离子体用于汽车尾气排放净化的优势。针对N2/NO混合气系统,建立了高能电子去除NO的化学反应模型。根据数值模拟结果,对数学模型进行量级分析,据此提出合理的简化模型,得到了有高能电子参与的N2/NO纯粹化学反应系统中,NO粒子数密度随时间变化的解析解,可作为进一步分析的基础。设计建立了一套可以安全操作的实验系统,系统研究了气体流量、NO初始浓度、放电电压与添加O2等对NO去除率的影响。实验结果表明,介质阻挡放电可以比较高效地去除NO,产物是N2和O2。气体流量的增大和NO初始浓度的提高会降低NO的去除率,而放电电压升高将提高NO的去除率,但随着电压的持续升高,这种增长的趋势将趋于平缓。添加O2会降低NO的去除率。系统研究了放电管各种本征因素对去除NO的影响。结果表明:介质层材料的介电常数越大,厚度越薄,越有助于提高NO的去除率;对于中心电极直径和介质层的内径,应该存在最佳尺寸使得NO的去除率达到最佳;放电区长度延长,也可以提高NO去除效率。建立了介质阻挡放电管去除NO的理论模型。考虑O2生成与放电时间的影响,对模型做了进一步的修正。改进后的模型可以很好地解释实验结果。采用此模型,可以系统分析各种因素对介质阻挡放电去除NO效率的影响。在前述实验和理论分析的基础上,改变介质层的位置,在保持放电管总体尺寸不变的情况下,大幅度提高了NO的去除率。
陈虎[2]2013年在《介质阻挡放电等离子体处理氮氧化物的研究》文中研究指明当前,随着全球经济和社会的高速发展,环境污染特别是大气污染日益严重。氮氧化物是主要的大气污染物之一,不仅危害人和动植物的健康与生存,而且能够形成酸雨和光化学烟雾,对整个生态环境造成破坏。因此,控制和治理氮氧化物已成为近年来研究的热点内容之一。与其它氮氧化物处理技术相比,等离子体技术具有占地面积小、投资少、没有二次污染、运行费用低、无设备腐蚀等诸多优点,因此研究等离子体处理氮氧化物具有十分重要的现实意义。本文通过自行设计的两种介质阻挡(DBD)反应器：双介质阻挡反应器和线-筒式反应器产生的等离子体对氮氧化物去除过程进行了研究。对于双介质阻挡放电反应器实验结果表明：1.本实验自行设计了双介质阻挡反应器,通过实验室配气,在N2/O2/NO气氛下,考查了不同的反应条件对氮氧化物去除率的影响。2.考查了峰值电压、02含量、初始浓度和气体流量对NO和NOX去除率的影响。峰值电压在14-21kV范围内,NO和NOX的去除率随着峰值电压的升高而增大；O2含量在0-8%的范围内,随着O2含量的增加NO、NOX去除率呈下降的趋势,尤其对NOX去除率影响明显；气体流量在600-1600ml/min的范围内,NO和NOX去除率随着气体流量的增大而减小。3.本文分叁种情况考查了等离子体产生的O3对氮氧化物去除率的影响。这叁种情况分别为02单独经过等离子体,02与N2共同经过等离子,02、N2和NO共同经过等离子体。并且当02单独经过等离子体时,流量对NO去除率的影响不大。4.填充物对氮氧化物去除率的影响。考查了不同粒径的陶粒和自制催化剂的加入对氮氧化物去除率的影响,陶粒粒径越大越有利于NO和NOx的去除；ZSM-5负载Cu比不负载Cu有利于NO和NOx的去除。对于线-管式反应器的研究结果表明：1.输入电压和O2含量对氮氧化物去除率的影响。分别考查了没有NO通入时输入电压对NO、NO2浓度的影响和有NO通入时02含量对氮氧化物浓度的影响。结果表明在没有NO输入的情况下随着电压和02含量的升高生成的NO的量增大,并且在起始放电电压时NO2浓度明显升高。2.气体流量和初始浓度对氮氧化物去除率的影响。气体流量在400-1600ml/min的范围内,NO、NOX去除率随着气体流量的增大而减小；初始浓度范围为100-2000ppm时,NO、NOX去除率随着初始浓度的增加而降低。3.电极尺寸和管径的影响。采用钨极的直径分别为1.2、2.5、3.1mm,随着电极尺寸的增加,NO、NOX去除率增加；NO和NOx去除率随着管径的增加而降低。但是当管径较小,NO初始浓度较低时,NOx去除率较低。
张旭东, 赵文华[3]2003年在《介质层位置对放电冷等离子体去除NO的影响》文中认为设计了一套高压电源装置以及相应的同轴圆柱-筒介质阻挡放电管,研究了介质层位置变化对放电冷等离子体去除NO的影响.实验结果表明,本文实验范围内,在其他条件不变和介质层厚度固定的情况下,介质层越靠近中心电极,NO的去除率越高.流量越大,NO初始浓度越高,这种趋势越明显.并对此作了简要的理论分析.
彭小圣[4]2006年在《催化与高频放电耦合催化同时去除氮氧化物和碳烟》文中认为随着世界经济的迅速发展,汽车的保有量和使用量都在高速增长。与汽油车相比,柴油车热效率比同类型汽油车高30%以上,具有十分显着的节能效果,在全球范围内受到重视,柴油车的使用量近年来迅速增长。柴油机主要的有害排放物为NOx和碳烟,通过机内净化很难大幅度同时降低它们的排放。为了满足日益严格的排放法规,发展柴油机后处理技术,同时去除NOx和碳烟排放,对降低汽车排放及环境保护具有重大的意义。目前同时去除NOx和碳烟的方法主要为催化方法,在后处理过程中,催化剂起着决定性的作用,它的性能将直接关系到二者的去除效率。本文通过部分取代的方式对LaMnO3型钙钛矿催化剂进行改性,采用多种固体表征方法对催化剂进行表征,用程序升温反应方法评价催化剂的催化性能,研究不同催化剂对催化同时去除NOx和碳烟的影响,在此基础上,优选出一种综合性能较好的催化剂,研究不同反应条件对催化同时去除NOx和碳烟的影响。为了进一步提高转化效率,采用高频介质阻挡放电和催化相结合的方法,探讨了同时去除NOx和碳烟的新途径。具体工作如下:1.对催化剂进行了改性,分别用Ce或K部分取代LaMnO3中的La,并用Cu取代Mn,结合液相混合和高温固相反应法,制得La1-xCexMnO3和La0.8K0.2CuyMn1-yO3钙钛矿型催化剂,采用程序升温反应方法评价催化剂的性能,研究了ABO3型钙钛矿催化剂A位或B位部分取代对催化剂用于催化同时去除NOx和碳烟性能的影响。A位用Ce部分取代La对催化剂在同时去除NOx和碳烟的性能影响显着,NO向N2的转化率大幅提高,碳烟的起燃温度明显下降。对比了A位同量的K或Ce部分取代的效果,结果表明
荀占龙[5]2007年在《介质阻挡放电等离子体净化氮氧化物研究》文中进行了进一步梳理基于气体放电的低温等离子体技术净化效率高、能耗低、无二次污染,应用前景广阔。但是,大多数相关研究仍处于实验模拟阶段,很少考虑实际因素的影响,而计算机模拟可以结合化学反应实际做出理论假设,设计和优化实验.当前基于计算机技术的数学模拟正广泛应用于等离子体净化技术领域。本文以尾气中NO为研究对象,从理论上对等离子体的净化尾气机理进行了初步研究,并在此基础上对介质阻挡放电处理尾气的化学反应动力学特性进行了探讨。分别从微观和宏观角度,考虑粒子扩散和不考虑粒子扩散,建立化学反应动力学模型,进行计算机模拟,分析主要参数对NO除去率的影响,以及除去率与除去效率之间的关系。结果表明:微放电特性参数值增大,相应的处理范围增大,相同位置的除去率较高;放电产生过程中,由于扩散效应,微放电特性参数值一定时,每个微放电柱处理NO的效率随着其处理范围的增加而降低;增加处理时间,可以提高NO的除去率;除去效率与除去率之间并非线性关系,当微放电特性参量值较低时,在同样的处理时间内,可达到较高的除去率,同样,电源的除去效率也比较高。对于微放电特性参量值一定的情况,初始阶段除去效率随着除去率提高而提高,当除去率继续提高,除去效率变化趋于平缓甚至有下降趋势。氧气含量以及NO初始浓度的增加都能引起NO除去率的下降。本文的研究为确定电源能耗与除去率之间的最佳平衡关系,最终实现处理装置的车载化提供了初步的理论依据。
赵文华, 张旭东[6]2003年在《反应器特征参数对介质阻挡放电去除NO的影响》文中进行了进一步梳理建立了一套高压电源系统,设计了同轴圆柱筒介质阻挡放电管反应器。研究了采用介质阻挡放电冷等离子体去除NO时,介质层厚度、介电常数、中心电极与介质层管尺寸对NO去除率的影响。结果表明:介质层厚度的增加将降低NO的去除率;采用介电常数较大的介质作为阻挡层材料,有助于提高NO的去除率;中心电极直径和介质层管内径变化对NO的去除率有显着的非单调的影响,对于中心电极直径和介质层管内径应存在最佳尺寸使得NO的去除率达到最高。
曾菊瑛[7]2013年在《介质阻挡放电脱硝影响因素的实验研究》文中进行了进一步梳理利用非热等离子体去除烟气中的气态含氮成分逐渐成为近几十年来的研究热点,DBD是其中一种非常有效的脱硝方法,而放电反应器的结构及特性是影响DBD方法脱硝效率的关键。本论文设计同轴圆管型介质阻挡放电反应器,在小型实验系统中进行对模拟烟气中NO的去除实验,探索反应器电极材质、电极表面结构、电极接入方式、放电空间间隙大小、反应气体初始温度对放电实验过程放电特性、NO脱除率和气体放电功率的影响。通过实验发现：中心电极的材质对气体起始放电电压有影响,采用功函数较小的钨作中心电极可以将起始放电电压值降低至5.84kV,并且有利于NO的去除；采用螺纹表面的中心电极比采用光滑表面的中心电极气体放电更加剧烈,可以将气体初始放电电压值从5.36kV降低至3.84kV,并将NO脱除率从74.3%提高到84.2%；减小放电空间气体间隙,气体更容易被击穿放电,并提高NO脱除率,当气体间隙从8mm减小到6mm时,气体击穿电压从6.98kV降低至6.27kV,NO脱除率从56.8%提高到73.2%；由于同轴圆管型介质阻挡放电反应器中心电极附近的电场强度最大,所以当以中心电极作阴极时可提高电极的汤生第叁电离系数γ,降低气体的击穿电位Vm,但是改变中心电极的极性对于NO的脱除效率并没有影响；不同材质的阻挡介质具有不同的介电常数,所以介质的表面放电电压各不相同,介电常数越大的介质引起电场畸变越明显,有利于降低气体击穿电压,获得较高的NO脱除率；提高模拟烟气入口温度,有利于增大气体放电功率,提高能量利用率,从而在较低的输入能量密度下获得更高NO脱除率。通过实验探讨和分析,文中得出了部分有利干降低介质阻挡放电去除NO的能耗和提高NO脱除率的措施,对推广介质阻挡放电的实际运用具有一定的指导意义。
周志培[8]2010年在《介质阻挡放电脱除烟气中NO的实验研究》文中提出在低温等离子体技术中,介质阻挡放电具有电子密度高和可在常压下运行的特点,其在污染物脱除技术领域有良好的应用前景。烟气中NO的脱除效果直接由介质阻挡放电的微放电过程和化学动力学过程所决定。因此本文用柱筒型介质阻挡反应器对模拟烟气中NO的脱除过程进行了研究,从电气参数、气体性质和气体成分叁个方面来分别考察其对介质阻挡放电脱除NO的影响。实验结果表明：放电间隙越小就越容易放电；固定电源频率的情况下,放电电压增加时,输入功率也随之增加,NO脱除率上升；当放电频率在4.94kHz到20kHz的电源输出频率范围内变化时,NO脱除率随放电频率增大而减小；气体流量和反应器入口NO浓度的增大都会使得NO脱除率的下降；烟气温度的变化(100°-150℃)对NO脱除率的影响不大；Ar的加入降低了击穿电压；SO2、H2O和O2的加入抑制NO的脱除,SO2和H20都会促进NO氧化为NO2。本文所做工作为反应器内气体间相互作用机理的动力学过程分析提供实验依据。
冯志宏[9]2005年在《低温等离子体净化汽车尾气中NO_x的反应动力学研究》文中认为随着我国汽车运输业的飞速发展,汽车尾气已成为城市大气污染的主要污染源,尾气的治理迫在眉睫。对稀燃汽油机及柴油机而言,尾气中的氮氧化物NO_x含量较高,因此NO_x的脱除对尾气净化而言非常重要。与目前常用的催化转化法相比,低温等离子体技术处理气态污染物具有独特的优点,是尾气治理领域的新颖技术,但目前还未形成关于低温等离子体脱除汽车尾气中NO_x的反应动力学的成熟理论,本文的目的正是为了对此进行研究。 本文首先综合分析了低温等离子体的理论基础,比较了几种气体放电等离子体的特点,提出了采用介质阻挡放电方式进行研究,并重点介绍了介质阻挡放电的一般性质、物理和化学过程。其次,论文通过实验对低温等离子体净化N_2+NO和N_2+O_2+NO两种模拟尾气作了研究,考察了放电电压、尾气在等离子体反应器中的停留时间、NO初始浓度对模拟尾气中NO脱除率的影响。随后,文章分析了低温等离子体净化汽车尾气中NO_x的可能反应途径,分别从中找出两种模拟尾气中的主要反应,建立了动力学模型。模型中NO的反应动力学曲线与实验数据一致性良好,证明了反应机理的合理性。文章还运用动力学模型,对两种模拟尾气中其余主要组分的反应动力学作了预测,并发现O_2的存在不利于总NO_x的脱除。
赵文华, 张旭东[10]2004年在《电极尺寸对介质阻挡放电冷等离子体去除NO的影响》文中研究说明设计了一套高压电源装置以及相应的同轴圆柱 筒介质阻挡放电管 ,研究了放电管中心电极直径以及介质层管内径变化对放电冷等离子体去除NO的影响。实验结果表明 ,这 2种电极尺寸的变化对NO去除率有显着的影响。中心电极直径的增加 ,有助于增强放电 ,但同时减小了反应空间 ;介质层管内径增加 ,延长停留时间的同时放电的强度却相应减弱了。所以中心电极的直径或介质层的内径均应有一最佳值 ,使得其他条件不变的情况下NO的去除效果最佳。
参考文献：
[1]. 介质阻挡放电冷等离子体去除NO的研究[D]. 张旭东. 清华大学. 2003
[2]. 介质阻挡放电等离子体处理氮氧化物的研究[D]. 陈虎. 太原理工大学. 2013
[3]. 介质层位置对放电冷等离子体去除NO的影响[J]. 张旭东, 赵文华. 应用基础与工程科学学报. 2003
[4]. 催化与高频放电耦合催化同时去除氮氧化物和碳烟[D]. 彭小圣. 上海交通大学. 2006
[5]. 介质阻挡放电等离子体净化氮氧化物研究[D]. 荀占龙. 天津大学. 2007
[6]. 反应器特征参数对介质阻挡放电去除NO的影响[J]. 赵文华, 张旭东. 清华大学学报(自然科学版). 2003
[7]. 介质阻挡放电脱硝影响因素的实验研究[D]. 曾菊瑛. 华北电力大学. 2013
[8]. 介质阻挡放电脱除烟气中NO的实验研究[D]. 周志培. 华北电力大学（北京）. 2010
[9]. 低温等离子体净化汽车尾气中NO_x的反应动力学研究[D]. 冯志宏. 江苏大学. 2005
[10]. 电极尺寸对介质阻挡放电冷等离子体去除NO的影响[J]. 赵文华, 张旭东. 环境污染治理技术与设备. 2004
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