空气介质阻挡放电型间接低温等离子体系统性能实验分析

利用自行设计的同轴圆柱介质阻挡放电(DBD)型低温等离子体(NTP)反应器,对用于分解柴油机排放污染物的间接NTP(INTP)系统性能进行实验研究,分析了供电电压峰峰值、供电频率、供气体积流量和放电区域温度等参数对产生的O3、NO2、NO等活性物质体积分数的影响。结果表明:O3、NO2体积分数随供电频率先增加后减小,电压峰峰值过高不利于O3、NO2的生成;放电区域的温升将加速O3的热分解效应,故需控制放电区域温度;加大供气体积流量将降低INTP产物体积分数,但单位时间内产物体积将增加。研究结果对开发用于分解柴油机排放污染物的空气DBD型INTP系统,优化它与不同后处理装置的匹配有重要指导意义。     

氩气对NTP转化NO/N_2/O_2气氛中NO的影响及发射光谱分析

为研究氩气(Ar)添加剂对低温等离子体(NTP)转化NO过程的影响,建立了NTP转化NO/N2/O2/Ar气氛中NO的试验平台,考察了激励电压峰-峰值(Vp-p)和Ar浓度对NO转化率、NO2、O3浓度及发射光谱的影响,并结合发射光谱诊断法对NTP转化NO的机理进行了分析。研究结果表明,Vp-p较小时,由于潘宁效应,在NO/N2/O2气氛中加入Ar会增加分子的活化几率;另外添加Ar会引起NTP电子密度的增加,从而促进N、O原子的生成,NO转化率随Ar浓度升高而升高;Vp-p较高时,混合气加入Ar后会抑制O3的生成,O3浓度随Ar浓度升高而降低;NO2浓度的变化趋势与O3浓度变化相似。     

同轴圆柱结构DBD装置放电功率的模拟计算及实验研究

分析了介质阻挡放电的宏观工作机理,推导了介质阻挡放电功率的计算公式,在电场及等效电容分析的基础上,建立了同轴圆柱结构介质阻挡放电装置放电功率的数学模型。依据该模型对介质阻挡放电功率随输入电压的变化规律进行了模拟计算,并对具体算例进行了实验对比研究,研究结果验证了文中所建立模型的精确性和有效性,为介质阻挡放电类型的低温等离子体反应器的设计提供了理论依据。     

掺K纳米LaMnO3催化分解柴油机PM排放的研究

用K+取代纳米LaMnO3催化剂中20%的La3+,制备了纳米催化剂La0.8K0.2MnO3,利用SEM和BET方法对其结构进行表征。在试验台架上研究了排气温度对催化分解碳烟排放的影响,利用SEM和EDS对La0.8K0.2MnO3催化分解前后的颗粒物(particular matter,PM)样品进行对比分析。研究结果表明:2种催化剂均属于纳米级颗粒,La0.8K0.2MnO3催化分解碳烟效果较好;La0.8K0.2MnO3催化分解后,PM样品的粒径变小,排列更致密,C含量显著降低。     

NTP辅助LaMnO3和La0.8K0.2MnO3催化剂脱除柴油机NOx的试验研究

基于介质阻挡放电理论设计一套低温等离子体(non-thermal plasmal,NTP)发生器。采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿催化剂La0.8K0.2MnO3(LKMO)和LaMnO3(LMO),并利用X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD)对其性能进行表征。通过柴油机台架试验,研究了NTP辅助LKMO和LMO催化对NOx的作用规律。研究结果表明:制备的催化剂形成了钙钛矿晶体结构,温度在200～350℃时,NTP辅助LMO只存在NO和NO2的吸附和脱附,而NOx总量未降低;在NTP辅助LKMO作用下,NOx浓度降低较明显,K元素的掺入提高了催化剂活性,且NTP提高了催化剂对NOx的去除效率。     

介质球填充对介质阻挡放电装置性能的影响

低温等离子体催化是一种新型的污染物处理技术,将高介电常数的球形催化剂置于介质阻挡放电(DBD)装置放电气隙内,是低温等离子体-催化剂系统的常见类型。为了探讨介质球填充对介质阻挡放电装置工作性能的影响,进行了基于电压-电荷李萨如图形原理的试验研究,结果表明,采用介质球填充介质阻挡放电装置的放电区域,可有效降低起始放电电压,增加放电功率,导致上述试验结果的原因,在于介质球填充介质阻挡放电装置后,介质阻挡放电装置的气隙区域会产生场强增强现象。