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双介质阻挡放电部分氧化甲烷关键参数研究

环境科学学报 2024年第12期44卷 282-294页

作者：纪宇飞彭丹婷李瑞洁罗颖鸿赵彩悦叶代启吴军良华南理工大学环境与能源学院广州510006 挥发性有机物污染治理技术与装备国家工程实验室广州510006 广东省大气环境与污染控制重点实验室广州510006

低温等离子体可在常温常压条件下将温室气体甲烷部分氧化生产绿色甲醇.双介质阻挡放电(DDBD)由于其弥散均匀的放电特性,在活化甲烷的同时减少甲醇被过度氧化为CO和CO_(2)的几率,提升固碳减排效果.本研究通过调节反应器接地极循环盐水温... 详细信息

低温等离子体可在常温常压条件下将温室气体甲烷部分氧化生产绿色甲醇.双介质阻挡放电(DDBD)由于其弥散均匀的放电特性,在活化甲烷的同时减少甲醇被过度氧化为CO和CO_(2)的几率,提升固碳减排效果.本研究通过调节反应器接地极循环盐水温度、CH_(4)/O_(2)比例及高压电极材质,探究了DDBD用于甲烷制甲醇的最佳反应参数,发现最优的反应参数为循环盐水温度45℃、CH_(4)/O_(2)进料比4∶1、高压电极材质铜.本工作实现了良好的甲醇选择性和产率,甲醇选择性最高为38.9%,甲醇产率最高为5552μmol·h^(-1).进一步通过等离子体电学特性及光学诊断方法,对DDBD活化甲烷制甲醇的反应机理进行了探究,结果表明,电子密度及活性氧物种(ROS)浓度是造成反应性能差异的主要原因.电子密度提高有利于甲烷转化率升高;适当的ROS浓度对甲醇生成十分必要,但过高的ROS浓度会使甲醇被进一步氧化为HCHO和CO、CO_(2).

关键词：双介质阻挡放电甲烷减排增值转化甲醇等离子体

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双介质阻挡放电降解碘普罗胺的研究

水处理技术 2012年第4期38卷 111-113页

作者：刘亚男赵俊斌梅述芳东华大学环境科学与工程学院上海201620

采用双介质阻挡放电等离子体反应釜处理碘普罗胺注射液的稀释液。考察了功率电源输入电压、电流、反应时间对碘普罗胺去除率的影响。在功率电源输入电压为50 V,电流为1.08 A,反应时间为10 min的条件下,碘普罗胺的去除率可达100%,而引入... 详细信息

采用双介质阻挡放电等离子体反应釜处理碘普罗胺注射液的稀释液。考察了功率电源输入电压、电流、反应时间对碘普罗胺去除率的影响。在功率电源输入电压为50 V,电流为1.08 A,反应时间为10 min的条件下,碘普罗胺的去除率可达100%,而引入的NO3-只有5.757 4 mmol.L-1,并且可生化性(B/C)由原来的0.022 1提高到0.623 4。研究表明,双介质阻挡放电等离子体工艺可以有效去除具有生物惰性的碘普罗胺,提高含有碘普罗胺废水的可生化性。

关键词：双介质阻挡放电碘普罗胺降解

双介质阻挡放电联合催化降解甲苯的副产物影响因素

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环境污染与防治 2019年第6期41卷 672-677页

作者：管政周武邵卫伟吴建李济吾浙江省环境保护科学设计研究院浙江杭州310007 浙江工商大学环境科学与工程学院浙江杭州310018

双介质阻挡放电(DDBD)联合催化降解有机废气具有广阔的应用前景,探讨其副产物影响因素以便控制其浓度很重要。为此,采用自制高压电源与新型阵列式DDBD联合催化(以TiO2/Al2O3或Co/活性炭为催化剂)反应器,考察了其反应放电特性与波形,研... 详细信息

双介质阻挡放电(DDBD)联合催化降解有机废气具有广阔的应用前景,探讨其副产物影响因素以便控制其浓度很重要。为此,采用自制高压电源与新型阵列式DDBD联合催化(以TiO2/Al2O3或Co/活性炭为催化剂)反应器,考察了其反应放电特性与波形,研究了甲苯初始浓度、气量、相对湿度和能量密度对脱除甲苯废气产生副产物(O3和NO2)的影响。结果表明:O3和NO2的浓度均随着甲苯初始浓度、气量、相对湿度的增加而降低,但随着能量密度的增加而升高。催化剂可以显著降低O3和NO2浓度,其中Co/活性炭在降低O3和NO2浓度方面效果最显著。当甲苯初始质量浓度为300mg/m^3、气体相对湿度为55%、气量为100m^3/h、能量密度为7.2J/L时,DDBD联合Co/活性炭催化剂脱除甲苯废气产生的O3质量浓度最低,为16.9mg/m^3;当甲苯初始质量浓度为50mg/m^3、相对湿度为85%、气量为100m^3/h、能量密度为7.2J/L时,DDBD联合Co/活性炭脱除甲苯废气产生的NO2质量浓度最低,为23.5mg/m^3。

关键词：双介质阻挡放电催化甲苯 O3 NO2

正交实验法对平板型双介质阻挡放电等离子体助燃特性的影响因素分析

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工程热物理学报 2019年第1期40卷 213-222页

作者：邓俊何立明刘兴建陈一空军工程大学航空工程学院西安710038

采用正交实验法研究了受多因素影响的燃烧室等离子体助燃特性,定量分析了燃烧室等离子体助燃特性的影响因素的作用机制,得到了改善助燃特性的最优组合方案。分析结果表明:等离子体助燃的研究中,选取了6个因素5个水平,通过正交实验法,实... 详细信息

采用正交实验法研究了受多因素影响的燃烧室等离子体助燃特性,定量分析了燃烧室等离子体助燃特性的影响因素的作用机制,得到了改善助燃特性的最优组合方案。分析结果表明:等离子体助燃的研究中,选取了6个因素5个水平,通过正交实验法,实验次数由5~6减少至25;提高燃烧效率、降低CO排放量、改善出口温度分布和缩短湍流混合时间的最优组合方案分别为E_1F_2A_4D_2B_5C_5、E_1A_4B_5F_2C_5D_2、E_3A_2B_5D_5F_5C_2、E_3B_5A_2F_3C_1D_1;对于非平衡介质阻挡放电的等离子体助燃,放热量是影响燃烧效率、CO排放因子、出口温度分布系数和湍流混合时间的最显著因素,高频交流激励下温升效应是等离子体强化燃烧的最主要途径。研究结果可为等离子体助燃激励器的结构优化和参数控制,以及激励施加方式的选择提供依据。

关键词：等离子体燃烧室正交实验法平板型双介质阻挡放电

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双介质阻挡放电法再生吸附五氯酚的活性炭

化工环保 2011年第2期31卷 97-100页

作者：汪星星李杰鲁娜吴彦大连理工大学环境学院辽宁大连116024 大连理工大学静电与特种电源研究所辽宁大连116024

采用双介质阻挡放电等离子体反应器对吸附了五氯酚的活性炭进行放电再生处理,考察了放电电压、放电时间、氧气流量和活性炭再生次数对再生活性炭的五氯酚去除率的影响。实验结果表明,活性炭再生的最佳条件为:放电电压23kV,放电时间1.5h... 详细信息

采用双介质阻挡放电等离子体反应器对吸附了五氯酚的活性炭进行放电再生处理,考察了放电电压、放电时间、氧气流量和活性炭再生次数对再生活性炭的五氯酚去除率的影响。实验结果表明,活性炭再生的最佳条件为:放电电压23kV,放电时间1.5h,氧气流量2.0L/min。随活性炭再生次数增加,再生活性炭的五氯酚去除率和活性炭再生率均略有下降,再生4次的活性炭五氯酚去除率为70%,活性炭再生率为73%。

关键词：双介质阻挡放电等离子体吸附剂再生活性炭五氯酚

双介质阻挡放电耦合气升式生物填料反应器处理甲苯和二氯甲烷的工艺研究

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双介质阻挡放电耦合气升式生物填料反应器处理甲苯和二氯甲烷的工...

作者：任翔宇浙江大学

学位级别：硕士

挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOC)是 PM2.5 和 O3 污染形成的主要前体物之一,VOCs减排是当前我国大气环境亟待解决的问题。对比多种VOCs净化技术,在处理一些水溶性较好、易生物降解的有机物时,采用单一生物净化技术具有净... 详细信息

挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOC)是 PM2.5 和 O3 污染形成的主要前体物之一,VOCs减排是当前我国大气环境亟待解决的问题。对比多种VOCs净化技术,在处理一些水溶性较好、易生物降解的有机物时,采用单一生物净化技术具有净化效率高、二次污染少、运行费用相对较低等特点。但是面对医药化工行业中含氯有机污染物、苯系物等难生物降解和疏水性的VOCs时,采用单一生物净化技术的难以达到理想的去除效果。本研究针对医药化工行业常见的含氯有机污染物、苯系物等难生物降解和疏水性VOCs,通过化学氧化-生物降解耦合净化工艺,以解决单一生物技术处理多组分难降解VOCs的不足,具体研究结果如下:利用双介质阻挡放电(Double dielectric barrier discharge,DDBD)工艺用于氧化降解甲苯和二氯甲烷的研究,结果表明,未添加催化剂的DDBD反应器对于甲苯和二氯甲烷的去除并不理想,二氯甲烷的去除效率趋近于0。当向DDBD反应器中加入氧化铝小球负载的Ti-Mn催化剂后,进气浓度500 mg m-3的甲苯去除效率最高达到58%,进气浓度100 mg m-3的甲苯去除效率最高达到69%,与未添加催化剂时相比,最高去除效率分别提升了 42%和33%。进气浓度500 mg m-3的二氯甲烷去除效率最高达到34%,进气浓度100 mg m-3的二氯甲烷去除效率最高达到45%。添加Ti-Mn催化剂能大幅提升甲苯和二氯甲烷的DDBD去除效果。设计了一种气升式填料反应器(Airlift biofilm packing reactor,ABPR)强化去除甲苯和二氯甲烷混合气体。停留时间19.3s,甲苯的去除效率为58%～65%,二氯甲烷去除效率71%～79%;当停留时间达到38.7 s,甲苯去除效率超过95%,二氯甲烷去除率没有明显提升。二氯甲烷的去除受到生物降解速率的限制,而甲苯的去除受到传质的限制。饥饿实验表明反应器具有很好的抗饥饿性能。建立DDBD-ABPR耦合体系用于去除甲苯和二氯甲烷。优化后的耦合体系添加了 10 g氧化铝小球负载1%质量分数Ti-Mn催化剂,在DDBD放电停留时间0.73 s,生物反应器停留时间19.3s,总停留时间20.0 s内,甲苯和二氯甲烷进气浓度100mgm-3～1000 mg m-3变化范围内,两种底物的去除效率均超过90%。非稳态实验表明,该DDBD耦合气升式生物反应器拥有良好的抗进气负荷波动的稳定性。在加设DDBD后,体系内的群落结构发生了较大的改变。Hyphomicrobium和Pseudom 替代 Rhodococcus 转化为了优势菌种,并较单一生物法拥有更丰富的微生物多样性。以本课题小试结果作为理论基础,在某医药企业开展实施工程案例。在企业现有废气治理设施的末端,增加一套DDBD装置耦合生物塔系统,强化对甲苯和甲醇的处理效果。甲苯及甲醇整体去除效果得到了较大提升,环境效益明显,废气可以稳定达标排放。

关键词：二氯甲烷甲苯气升式生物填料反应器双介质阻挡放电耦合工艺

同方学位论文库评论

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双介质阻挡放电降解苯酚废水研究

能源化工 2016年第5期37卷 62-65页

作者：向珏贻德纳南京化工有限公司江苏南京210048

研究了双介质阻挡放电降解苯酚废水过程中不同因素对苯酚降解效果的影响,确定了最佳反应条件,并初步探讨其反应机理。采用自制双介质阻挡放电反应器,以模拟苯酚废水为研究对象,研究了苯酚废水浓度、输入电压、废水曝气量、反应时间等因... 详细信息

研究了双介质阻挡放电降解苯酚废水过程中不同因素对苯酚降解效果的影响,确定了最佳反应条件,并初步探讨其反应机理。采用自制双介质阻挡放电反应器,以模拟苯酚废水为研究对象,研究了苯酚废水浓度、输入电压、废水曝气量、反应时间等因素对苯酚降解效率的影响。结果表明:输入电压为5 k V,曝气气水比为40∶1,反应时间60 min,降解质量浓度为200 mg/L的模拟苯酚废水,苯酚最大去除率达到95.3%;其中苯酚废水浓度、输入电压、曝气气水比对试验结果影响较大。

关键词：双介质阻挡放电苯酚废水降解电化学机理

双介质阻挡放电等离子体电源输出功率计算研究

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电力系统装备 2019年第17期 36-38页

作者：戴阳刘彦余万良淏万京林南京苏曼等离子科技有限公司科罗纳实验室江苏南京211162

为了方便地测出双介质阻挡放电的电源输出功率,在交流高压电源内部设置了检测电路,利用示波器对电源的输出参数进行了检测,通过origin软件和平行四边形两种方法对测出的Q-V Lissajous图形面积进行了计算,得出了双介质阻挡放电反应器的... 详细信息

为了方便地测出双介质阻挡放电的电源输出功率,在交流高压电源内部设置了检测电路,利用示波器对电源的输出参数进行了检测,通过origin软件和平行四边形两种方法对测出的Q-V Lissajous图形面积进行了计算,得出了双介质阻挡放电反应器的放电功率。结果表明:利用该内置检测电路能够方便地测出电源输出参数,得到Q-V Lissajous图形,利用origin软件直接计算Lissajous图形面积和利用平行四边形方法得到的结果接近,计算方法简单可靠,电源输出效率>55%,为双介质阻挡放电的电源输出功率研究提供了有利参考。

关键词： Q-V Lissajous图形双介质阻挡放电交流高压电源输出功率

一种双介质阻挡放电等离子体协同催化降解VOCs技术的研发与应用

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一种双介质阻挡放电等离子体协同催化降解VOCs技术的研发与应用

作者：管政浙江工商大学

学位级别：硕士

双介质阻挡放电协同催化以及采用生物技术协同处理高湿度、低浓度有机废气或恶臭废气是当前废气处理领域的热点和难点。本次研究首先比较了当前技术条件下可用于低浓度有机废气处理的不同低温等离子技术优势与不足,选取了双介质阻挡放... 详细信息

双介质阻挡放电协同催化以及采用生物技术协同处理高湿度、低浓度有机废气或恶臭废气是当前废气处理领域的热点和难点。本次研究首先比较了当前技术条件下可用于低浓度有机废气处理的不同低温等离子技术优势与不足,选取了双介质阻挡放电低温等离子体技术为研究发展方向。其次采用快脉冲驱动电源驱动双介质阻挡放电模块,实现了高效、均匀的放电效果。通过对放电盘组成材料的选型与结构开发,研制出了自有知识产权的采用微秒级高频快脉冲高压电源驱动双介质阻挡放电系统并实现模块化量产工艺。同时,试制了小型双介质阻挡放电低温等离子体协同催化技术的试验装置,对比了不同催化剂设置下的等离子体协同催化对甲苯模拟废气的效果。其中不设置催化剂时,低功耗下甲苯处理效率不稳定,分解率介于30%～70%之间;设置并将催化剂前置到放电安全保护极限距离即放电面距催化剂表面5cm,气体流速1m/s时,2级处理甲苯分解率可高达90%以上,并且使用纳米二氧化钛光催化剂性能略高于锰系臭氧催化剂。在完成系统性能测试的基础上,实施了装备大型化的开发,提出了两种不同的装备结构组成形式。最后又在某污水处理厂恶臭废气处理工程上测试并进行应用,对恶臭废气中的甲硫醇分解效率进行标定,实测进口处甲硫醇浓度30（±10）μg/m,设备出口处甲硫醇无法检出。证明了双介质阻挡放电等离子体协同催化处理高湿度、低浓度有机废气的有效性。

关键词：双介质阻挡放电催化协同低温等离子体有机废气