放电等离子体水处理技术中的放电问题

提出了一种放电等离子体处理水的新方法，其关键技术在于如何等离子体与水充分接触，指出了实现这一条件的几种主要的放电方式及需要深入研究的问题。     

空气放电等离子体中活性粒子数浓度演化规律分析

为获得空气放电等离子体中活性粒子的演化规律,耦合了组分浓度方程和能量传递方程以及Boltzmann方程,建立了空气放电等离子体动力学模型,对空气中单次和重复放电进行了数值计算,分析了空气放电等离子体中活性粒子数浓度随电子数浓度和约化场强以及放电频率的变化趋势。结果表明,放电等离子体中的活性粒子数浓度随电子数浓度的增加而大幅增加,当电子数浓度为1.0×104cm-3时,放电产生的O原子粒子数浓度最大值约5.0×107cm-3,而当电子数浓度增加到1.0×108和1.0×1012cm-3时,O原子粒子数浓度的最大值则相应地提高到5.0×1011cm-3和5.0×1014cm-3;约化场强的提高,获得的活性粒子数浓度增加;随着驱动电压频率的增加,氧原子O的周期变化达到稳定所要经历的放电次数增加,O原子的粒子数浓度最大值随放电频率的增加而增加。     

空气沿面介质阻挡放电中活性粒子成分及其影响因素EI北大核心CSCD

大气压冷等离子体产生的活性粒子在生物医学、环境保护、纳米技术等应用领域起到关键作用。为了进一步研究这些活性粒子成分、数密度及其影响因素,针对大气压下空气沿面放电建立了0维全局模型。模型考虑了54种粒子和624个化学反应,对等离子体区域及其下方气体区域中的活性粒子及其产生机制进行了分析,发现气体区主要粒子有O3、N2O5、N2O、HNO3、NO3、H2O2、HNO2和NO2。当输入功率密度从250 W/m2增加到1 000W/m2时,主要的活性粒子数密度均随之线性增长,但产生活性粒子的能量效率降低;当等离子体下方气体区域厚度由1 mm变到10 mm时,主要的活性粒子数密度有所下降,但产生活性粒子的能量效率大幅度提高;当温度从300 K增大到320 K时,含氧活性粒子的数密度下降,而含氮活性粒子的数密度上升。这说明输入功率、气体区域厚度和气体温度等条件参数对活性粒子的数密度及生成效率均有较大影响。     

大气压射频放电中放电参数对活性粒子影响的数值模拟研究EI北大核心CSCD

大气压射频放电是人们比较关注的气体放电形式,在合适的放电条件下,其产生的低温非平衡等离子体中可以产生大量的活性粒子,如何优化与调控这些活性粒子的产生与分布是实际应用中,特别是与环境相关的应用中人们非常关心的问题。因此数值求解了描述大气压射频等离子体的流体模型,研究了放电频率、放电间隙及脉冲调制对大气压射频等离子体中活性粒子的影响。计算结果表明,在相同的功率下,过高的放电频率(>20 MHz)会抑制活性粒子的产生,而较小的放电间隙(<1 mm,即在微等离子体范围内)则有助于提高活性粒子的数密度;通过选取合适的调制频率与占空比,借助于脉冲调制的方式在大气压射频放电中可以有效的调控活性粒子的产生,并降低功率消耗。研究结果可对大气压射频放电中活性粒子的应用提供一定的理论指导。     

放电等离子体水处理技术中的若干问题

根据放电等离子体水处理技术研究现状 ,认为其基本作用可能存在 4个基本过程 :原生、次生、再生和附属过程 ;根据介质的形态将不同的水处理放电形式系统地划分为气相、液相、混合两相 3种形式 ,并作了比较。     

放电等离子体水处理中有机物的降解速率

为了研究影响放电等离子体水处理中有物降解速率的因素,介绍了放电等离子体水处理技术中关于有机物降解速率的实验和理论研究进展,初步探讨了实验中各因素影响有机物降解过程的机理,并提出放电等离子体化学动力学理论研究中有待解决的几个问题。同时,针对放电等离子体水处理有机物降解过程研究中存在的困难,认为目前广泛应用于辐射化学研究中的采用脉冲辐射原理的动力学实验研究方法和考虑多因素交互作用的正交设计实验方法是今后值得借鉴的较有前景的研究方法。     

大气压射频微等离子体放电结构演化的粒子模拟

大气压射频微等离子体放电具有较大的潜在应用价值,但实验研究较困难。为此借助于粒子模拟的方法,在给定的放电间隙下,研究了电流密度及二次电子发射系数(SEEC)对射频微等离子体的放电结构的影响。模拟结果表明,随着输入电流密度的增大,放电空间逐渐由鞘层主导的结构转变为辉光放电结构,电子密度也会随之增大,鞘层电场逐渐增强,同时电子能量概率函数(EEPF)曲线会随之整体向上偏移;而在给定的电流密度下,随着SEEC的增大,放电结构也会逐渐由鞘层主导的结构转变为辉光放电的结构,电子密度会随之增大,同时鞘层电场会逐渐变小,高能电子(20 eV)比例也随之减小。最后分析了在大间隙下出现鞘层主导结构的可能性。     

水中脉冲放电活性粒子的研究

通过发射光谱和化学方法检测蒸馏水中脉冲放电产生的活性粒子，研究了氧气流量造成的放电形式变化(流注和火花放电)，活性粒子(包括羟基、激发态氢原子、氧原子和过氧化氢)变化。实验表明放电形式对各种活性粒子的产率有明显的影响，而气体流量的大小直接决定放电形式的转变，其中氢原子发射光谱强度的变化可以直接表示这种转变，这种转变也决定了OH和H发射光谱强度的差异。     

大气压放电等离子体研究进展综述

气泡放电能够实现高效的等离子体–液体相互作用,在能源环境、生物医学等领域有着广阔的应用前景。电极结构是决定气泡放电等离子体–液体相互作用效率的关键。增设介质层作为调整电极结构的方式之一,是介质阻挡放电等气相放电中常用的调控放电的手段;但在体系更加复杂、干扰因素更多的气泡放电中,有关介质层对放电特性及等离子体–液体相互作用的影响尚不明确。为此探究了高压电极覆盖介质对气泡放电特性及等离子体–液体相互作用的影响。结果表明,单介质结构中是中间区域丝状放电和尖端区域火花状放电的混合模式放电;而高压电极覆盖介质的双介质结构中是弥散放电。覆盖介质削弱了极性效应但促进了记忆电荷的积累;放电形貌的差异是电场和流场共同作用的结果。在等离子体活性更高的前提下,单介质结构更大的放电–溶液接触面积进一步提高了等离子体–液体相互作用效率,产生的过氧化氢质量浓度达到了32.0 mg/L,远大于双介质结构的0.9 mg/L。更多活性粒子的产生及放电过程中更强的物理化学效应使得单介质结构中溶液性质的变化也更为显著。

     

脉冲放电等离子体水处理体系中·OH的作用

为了证明羟基自由基(·OH)在脉冲放电等离子体降解有机物过程中具有重要作用,以苯酚作为目标物,研究了在添加了不同自由基捕收剂条件下,分别以空气和氧气(O2)为载气的脉冲放电等离子体体系中苯酚的降解效率和能量效率,并对相同实验条件下纯水体系中脉冲放电产生的过氧化氢(H2O2)浓度进行了测定。研究结果表明:在空气和O22种载气下,随着添加的捕收剂(Na2CO3和正丁醇)浓度的增加,脉冲放电过程中苯酚的降解效率和能量效率呈下降趋势,证明·OH在脉冲放电降解有机物过程中具有重要作用。此外,添加正丁醇后的H2O2测定结果验证了捕收剂对·OH的捕收作用。     

滑动弧等离子体在废水处理应用中的研究进展

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。     

低温等离子体技术处理挥发性有机物的研究进展

低温等离子体技术对挥发性有机物的去除具有去除率高、无二次污染物产生、易操作等优点,该技术的研究和应用受到广泛的关注。综述了利用该技术处理挥发性有机物的最新研究进展,对低温等离子体反应器、反应器中填料种类、背景气体影响、反应产物等方面进行了讨论,并简述了该技术去除挥发性有机物的机理,同时提出了该技术未来的发展方向。     

Influence of Related Factors on 03 Generating Characteristics in Airowater-soild Mixture Plasma Reactor

双脉冲放电等离子体水处理技术是一种有效的水处理方法,利用产生的活性物种能高效降解多种有机大分子污染物。针对复杂混合体等离子体反应器中气相O3生成情况进行了研究,重点考察了脉冲电压、曝入气体体积流量、不同的填料特性（粒径和表面粗糙度）等条件对水处理时生成O3的影响。实验结果表明,生成O3质量浓度随着放电电压增加而增大,随着曝入气体体积流量的减小而增加。填入不同粒径的填料生成O3质量浓度也有所不同,其中填充粒径9mm的填料时O3质量浓度最大。另外,粒径相同,但表面峰密度大的填料在生成O3时也表现出更好的特性。     

等离子体环境中电磁兼容

文中力求通过实验研究与理论结合的方法,分析在等离子体环境中传播的电磁波与等离子体的相互作用。并设计加工实验装置以验证上述分析结果。     

复杂混合体等离子体反应器中相关因素对O3生成特性的影响

双脉冲放电等离子体水处理技术是一种有效的水处理方法,利用产生的活性物种能高效降解多种有机大分子污染物。针对复杂混合体等离子体反应器中气相O3生成情况进行了研究,重点考察了脉冲电压、曝入气体体积流量、不同的填料特性(粒径和表面粗糙度)等条件对水处理时生成O3的影响。实验结果表明,生成O3质量浓度随着放电电压增加而增大,随着曝入气体体积流量的减小而增加。填入不同粒径的填料生成O3质量浓度也有所不同,其中填充粒径9mm的填料时O3质量浓度最大。另外,粒径相同,但表面峰密度大的填料在生成O3时也表现出更好的特性。     

等离子体重油加工技术研究进展

近年来,世界轻质原油资源日益枯竭,重质原油所占比例越来越大,且原油劣质化趋势不断加剧,充分利用重油资源意义重大。在传统重油加工技术中,固定床技术最为成熟,但其易受原料性质、反应器压差、催化剂失活和运转周期的影响,发展受到限制。等离子体技术作为一种有效的分子活化手段,在重油加工中表现出巨大优势。本文总结近年来国内外采用等离子体技术加工重油的研究概况。详细介绍当前用于重油加工的放电形式及等离子体反应器结构,讨论不同反应条件对重油转化效率的影响规律,并对非平衡等离子体处理重油的反应机理进行总结。最后展望纳秒脉冲激励的等离子体技术用于重油加工的潜在优势。     

基于有源滤波器的基波电能表及其应用研究

分析了传统电子式电能表的局限性，针对其计量精度受谐波影响的严重缺陷，研制出了一种基于有源滤波器的新型基波电能表，并详细阐述了基波电能表的实现原理及其在实际应用中的注意事项．     

变压器次级有源箝位正激变换器的研究

介绍一种变压器次级绕组有源箝位电路,在初级开关管关断期间,利用变压器次级箝位绕组电压,驱动箝位管对初、次级电压箝位,同时利用次级绕组驱动输出同步整流续流管。分析了该电路的工作原理,在一台样机上进行了实验,分析了调试中的问题。这种电路明显节省了设计成本,适用于低压大电流电源设计,实验效果比较满意。     

Decomposition of Perfluorinated Compounds in Water by DC Plasma within Oxygen Bubbles

Complete decomposition of perfluorooctanoic acid (PFOA) at a concentration of 41.4 mg/L and perfluorooctane sulfonate (PFOS) at a concentration of 60 mg/L in water was successfully completed by DC plasma within oxygen bubbles. PFOA and PFOS were decomposed completely after 3‐h operation and 8‐h operation, respectively. The decomposition efficiency was evaluated by measuring the amounts of fluorine ions that were detached from PFOA and PFOS in the solution. As indicated by the measurement of LC/MS, the main byproducts generated during the plasma treatment turned out to be perfluorocarboxylic acids. For practical application, 2‐parallel operation of DC plasma was also demonstrated as a basic technology for a large capacity reactor. The decomposition efficiency of 2‐parallel operation was at the same level as that of single operation.