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能量密度对低温等离子体辅助催化转化柴油机颗粒物和NOx的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
为了研究低温等离子体辅助催化后处理技术对柴油机有害排放物的作用效果,基于介质阻挡放电理论设计了低温等离子体（NTP）发生器,研究了NTP发生器工作电压随能量密度的变化关系。以涂覆γ-Al2O3的蜂窝状陶瓷为载体,采用柠檬酸凝胶法制备了LaMnO3催化剂,建立了NTP辅助LaMnO3催化试验系统。在台架试验基础上,研究了能量密度变化对NTP辅助LaMnO3催化技术转化（颗粒物）PM和NOx的影响规律。试验结果表明：在相同频率作用下,NTP发生器的能量密度随着工作电压的升高而增加;与原机相比,NTP辅助LaMnO3催化技术作用后NO浓度显著降低,NO2浓度显著增加,NOx浓度降低;随着能量密度的增加,碳烟转化效果越明显,碳烟的不透光烟度最高降低约83%。结果表明NTP辅助LaMnO3催化技术可有效转化PM和NOx,在柴油机排气后处理领域有着广泛的研究前景。 相似文献
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低温等离子体协同纳米催化技术降低柴油机NOx排放 总被引：3，自引：1，他引：2
针对目前国内外开展的利用低温等离子体协同催化(NPAC)技术转化NOx排放的热点科学问题,采用柠檬酸络合法制备了一种La0.8K0.2Mn0.5Co0.5O3(LKMCO)纳米催化剂,协同低温等离子体(non-thermalplasma,NTP)发生器建立了NPAC系统。通过发动机台架试验,研究了NPAC技术转化柴油机NOx排放的影响因素,重点分析了NTP能量密度和排气温度对转化NOx的影响规律。结果表明:在NTP不同放电频率工作下,O2浓度与原机相比明显降低,降幅最高为5.17%;随着能量密度的增加,NO2浓度升高,NO浓度降低。在放电频率为14.0kHz条件下,当能量密度大于80J/L时,NO2和NO浓度开始转化;在温度为280～350℃时,LKCMO催化剂发挥活性,NPAC技术作用下NOx转化效率得以显著提高。 相似文献
3.
为有效控制放电区温度,对自行设计的水冷式低温等离子体反应器进行试验,研究了该NTP(non-thermal plasma)反应器的性能,分析了放电区表面温度为60、90、120和150℃时,工作电压、工作频率和空气流量等因素对放电功率、O3和NO2体积分数的影响,并探讨了等离子化学反应机理。结果表明,反应器的放电功率随工作电压、工作频率和放电区表面温度的升高而增大;空气流量对放电功率的影响较小;当放电区表面温度不同时,O3和NO2体积分数随工作电压和工作频率的变化规律呈现不同趋势;当放电区表面温度不变时,O3和NO2体积分数随空气流量先增大后降低;降低放电区表面温度可以有效提高O3和NO2体积分数。研究结果为进一步研究间接低温等离子体技术降低柴油机排放和再生微粒捕集器提供依据。 相似文献
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低温等离子体发生器工作参数优化 总被引：4，自引：4，他引：0
低温等离子体（non-thermal plasma,NTP）发生器放电产生的活性物质可有效去除柴油机颗粒捕集器（diesel particular filter,DPF）中沉积的颗粒物（particulate matter,PM）,而发生器的工作参数直接影响活性物质的浓度,选取合适的工作参数有利于活性物质的产生。该文以空气为气源,考察了放电区表面温度、放电电压、放电频率、空气流量4个因素对NTP发生器产生活性物质浓度的影响。以O3质量浓度作为试验指标,进行了正交试验设计,并对试验结果进行单因素影响规律的分析、极差分析以及方差分析。研究表明：较低的放电区表面温度和放电频率有利于O3的生成,O3质量浓度随着空气流量的增大先升高后降低,随放电电压的变化没有明显的增减趋势;放电区表面温度、空气流量为显著因素,放电电压和放电频率为不显著因素;各因素对试验结果影响的大小顺序为：空气流量＞放电区表面温度＞放电频率＞放电电压;NTP反应器产生活性物质的较优组合是：放电区表面温度40℃、放电电压19 kV、放电频率7 kHz、空气流量5 L/min。研究结果对开发用于分解柴油机PM的NTP系统、优化NTP技术再生DPF的研究有重要的指导意义。 相似文献
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低温等离子体对柴油机排放颗粒物组分净化效果的热重分析 总被引：1，自引：1，他引：0
为探究低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)对柴油机排气中颗粒物(particulate matter,PM)不同组分的净化效果及作用规律。利用自行设计的NTP发生器以O2为气源生成NTP活性物质并喷射入柴油机排气中,在不同的反应温度下对PM进行净化试验。通过滤膜对反应前后的PM分别进行采样并进行热重分析。热重分析中采用变气氛的控制策略实现将PM中挥发性组分(volatile fraction,VF)和元素碳(elemental carbon,EC)失重过程的区分,并利用阿伦尼乌斯(Arrhenius)法对EC进行了氧化动力学分析。试验结果表明在反应温度为120℃时,NTP对PM的去除量最大,达到了66.79%,对EC的去除量也达到了各反应温度下的最大值。经NTP处理后,VF的挥发起始温度与终止温度无明显变化,PM中VF的质量分数下降了5.86%~13.90%,变化幅度随着反应温度的升高而提高。LVF(low volatile fraction)在VF中所占质量分数明显上升,表明NTP与VF中不同组分的反应速率有明显差异。EC在NTP的作用下氧化起始温度和终止温度降低了30~40℃。EC的表观活化能在NTP处理后从175.97~210.49 k J/mol降低至94.13~109.13 k J/mol。依据EC曲线变化可总结出反应温度的升高对NTP处理EC过程的影响主要体现在处于半氧化态的EC质量分数的上升。该文证实了NTP能够对柴油机排气中PM进行有效去除,为NTP应用于排气处理提供了试验依据。 相似文献
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排气余热辅助低温等离子体再生柴油机颗粒捕集器试验 总被引：4，自引：2，他引：2
为探究低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)对无外加热源的柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的再生过程与再生效果,搭建了排气余热辅助NTP再生DPF的试验系统。借助发动机停机后的排气余热,利用DBD(dielectric barrier discharge)型NTP发生器,对处于降温过程的DPF进行再生试验研究。结果表明:随着DPF温度的下降,NTP中O3的分解反应减弱,PM(particulate matter)氧化反应加剧,DPF内部出现温度不降反升的现象,氧化区域自DPF前端逐渐向后端延伸,DPF径向中点处氧化反应最为剧烈,DPF轴向剖面上残余积碳呈现?形。再生后DPF内部残余积碳中可溶性有机成分SOF(soluble organic fraction)明显减少,且NTP处理能够降低PM中SOF及DS(dry soot)的表观活化能。整个再生过程中,DPF内部大量积碳被氧化去除。排气余热辅助的NTP再生技术,实现了对无外加热源的DPF的有效再生,使得DPF排气背压下降达69%。该文证实了排气余热辅助NTP再生DPF的可行性,为NTP再生DPF技术的应用提供了试验依据。 相似文献
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低温等离子体用于液体食品的低温杀菌 总被引：9，自引：5，他引：9
介绍了一项新的非热(或低温)巴氏杀菌技术——低温等离子体(NTP)的初步研究结果。NTP一般由高压电场下的气体介质放电所诱发。该文作者的一项美国专利技术成功的在液体介质中诱发NTP。该研究表明这项新的NTP技术可以在常温下和极短的时间内杀死液体食品中的病源菌包括大肠杆菌O157:H7和沙门氏菌。实验中,NTP可使接种在橙汁和牛奶细菌总数降低5个对数值,而对橙汁中的维生素C和牛奶的氧化值影响甚微。能量消耗估算为1～2J/mL,比之于热杀菌和其它低温杀菌技术能耗率要低得多 相似文献
8.
为了去除鱼粉加工中产生的大量恶臭气体,利用DBD低温等离子体技术对硫化氢和三甲胺进行去除,并在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken设计方法,考察了电压、放电频率、处理时间、初始浓度及其交互作用对硫化氢和三甲胺去除率的影响。结果表明,响应面法优化所得的最佳工艺条件为:电压10.6k V,放电频率8.91KHz,处理时间0.26s,硫化氢初始浓度0.76mg·m-3,三甲胺初始浓度为19.8mg·m-3。此条件下硫化氢和三甲胺的去除率均可达100%,能耗为1.77×10-2KW·h·m-3;同时,验证试验结果与模型预测值吻合。本研究为DBD技术在鱼粉厂去除恶臭气体中的应用奠定了基础。 相似文献
9.
在鼓泡流化床反应器上以Ar气为流化介质,研究了反应温度、时间对天然铁矿石氧载体的化学反应特性的影响,并对其物理性质进行了表征。试验表明,氧载体与生物质热解产物的反应性随着温度的升高而逐渐增强,气化产物中H2、CO的含量随着温度的升高而逐渐增加,CH4、CO2的含量随着温度的升高而逐渐降低;随着反应时间的增加,氧载体活性逐渐下降,合成气中热解气含量逐渐升高。铁矿石热重试验表明,在惰性氛围下(Ar),氧载体不会释放晶格氧。利用X射线衍射、扫描电子显微镜分析了反应前后氧载体颗粒的化学成分及微观形貌,分析表明,Fe2O3的还原产物主要是FeO,天然铁矿石氧载体随着温度的增加,其颗粒表面的结焦现象越明显。试验结果表明将天然铁矿石用于生物质化学链气化过程是可行的。 相似文献
10.
负载型Cs_2O固体碱催化剂的制备及催化酯交换反应性能 总被引：1，自引：1，他引：1
以Cs2CO3作为催化剂前驱体,利用γ-Al2O3、TiO2、MgO、SiO2、CaO和NaY型分子筛6种不同的载体,在700℃下焙烧,制备Cs2O固体碱催化剂,并用其催化菜籽油酯交换反应制取生物柴油.结果表明,以γ-Al2O3、MgO和CaO均能制备出超强固体碱,根据制备出的固体碱催化酯交换反应的酯交换率和产物分离性能分析,γ-Al2O3是最适合的载体.以Cs2CO3为前驱体,以γ-Al2O3为载体开展的催化剂试验结果表明:固体碱的最佳制备工艺条件为:煅烧温度700℃,煅烧时间5 h,煅烧气氛为N2.在此工艺条件下,制取的催化剂用于催化菜籽油的酯交换率达到了95.5%. 相似文献
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邻苯二甲酸二乙酯(DEP)是地表水和土壤环境中一种常见的有机污染物,研究DEP的去除方法对于人体健康和环境安全具有十分重要的意义。蒙脱土是一种廉价易得的粘土矿物,通过将铝铁聚合阳离子引入蒙脱土的层间域可得到比表面积大和催化活性高的环境友好型催化材料-铝铁柱撑粘土(Al/Fe-PILCs)。利用XRD、BET、FTIR及HRTEM等手段对材料的理化性质进行表征,并研究了其活化单过硫酸盐(PMS)对DEP的去除效果。结果表明：在Al/Fe-PILCs活化PMS体系中,反应24 h后DEP的降解率约为92%,且反应后的溶液中未检测到溶解性Fe离子。体系中产生的强氧化性.OH是DEP降解的主要原因。同时,环境中常见的阴离子(Cl-, NO3-和CO32-)不能完全抑制DEP降解。因此,在实际水体和土壤环境中Al/Fe-PILCs作为活化PMS的催化材料,具有一定的应用潜力。 相似文献
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为了提高臭氧催化氧化污水深度处理的效率,分别利用CeO_2和Al_2O_3作为活性组分和载体制备掺杂型CeO_2/Al_2O_3催化剂,通过X-射线衍射、透射电镜、N2吸附脱附曲线、X射线光电子能谱等方法对催化剂性能进行表征,考察CeO_2/Al_2O_3催化活性的变化,分析催化臭氧化去除有机物的作用机制。结果表明,制备的掺杂型CeO_2/Al_2O_3催化剂具有较大的比表面积、孔容和孔径,分别达到125 m2/g、0.242 2 cm3/g和7.777 8 nm。催化剂的活性组分主要为高度结晶化立方萤石结构的CeO_2,煅烧并未改变CeO_2的结构晶型。当进水化学需氧量(Chemical oxygen demand)为70~80 mg/L,催化剂用量为110 g/L,臭氧浓度为18 g/m3,p H值为7.8时,COD去除率最高42.8%。较高的催化效率归功于活性物质CeO_2中同时具有Ce3+和Ce4+,加速了臭氧生成更多的强氧化性?OH,催化剂的多孔结构为有机物的降解提供了充足的反应空间。催化剂使用寿命长,当催化剂重复使用5次后,COD去除率仍保持40%以上。 相似文献
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为研究CeO2添加对生物质催化气化制氢特性的影响,该研究采用分级气化系统分析了不同CeO2/Fe2O3比例（Ce∶Fe摩尔比为0∶1、3∶7、5∶5、7∶3、1∶0）双金属催化剂对纤维素水蒸气催化重整制氢气体产物产量、组成以及催化剂的结构演变特性的影响。结果表明,CeO2/Fe2O3催化剂在制氢反应中的催化性能明显优于纯CeO2或Fe2O3催化剂,当Ce∶Fe摩尔比为3∶7时,在800℃下氢气的最大产率为21.63 mmol/g（以纤维素计,下同）;当温度大于等于800℃时,催化剂氧化还原反应后可生成CeFeO3,且CeFeO3的存在对纤维素水蒸气气化过程有促进作用。CeO2的引入提高了催化剂的氧化性能和稳定性,提高了使用寿命。该研究对生物质气化机制的深入理解具有一定的指导意义。 相似文献
14.
活化赤泥催化热解玉米芯木质素制备高值单酚 总被引：1，自引：1，他引：0
木质素富含芳香基团,对其催化热解可制取高值单酚,然而木质素热解气组分复杂,易导致单酚收率低及催化剂快速积碳失活,不利于提高经济效益。该研究利用酸溶-碱沉淀耦合焙烧处理方法制备低成本活化赤泥催化材料,研究活化赤泥催化热解玉米芯木质素制取高值单酚化学品的影响规律,同时对玉米芯木质素及活化赤泥催化剂进行结构表征,并对活化赤泥的催化性能及应用潜能进行分析。结果表明:赤泥活化处理过程可显著改善其自身的表面形貌、孔结构和催化性能;相比于木质素常规热解,活化赤泥提升了生物油中苯酚、烷基酚等高值单酚的含量(60.38%);与商业分子筛催化剂相比,低成本活化赤泥可高效制取单酚,且具备较好的循环使用性能,能作为商业介孔分子筛的有效补充;同时赤泥和木质素2种废弃物耦合共处理,具备潜在的经济与生态环境效益。研究成果为赤泥和木质素等固废的资源化利用提供基础参考。 相似文献
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Fe2O3-TiO2/UV/O3+PSAF协同处理猪场废水效果及其除碳脱氮机制 总被引：2，自引：2，他引：0
为实现低碳高氨氮猪场废水深度除碳脱氮,该研究提出了 Fe_2O_3-TiO_2/UV/O_3+PSAF组合处理工艺技术。应用响应面法确立了组合工艺的最优工况条件,采用三维荧光和紫外-可见吸收光谱分析了有机物的荧光和分子结构变化特征,并结合碳、氮形态变化探明了其协同处理特性及除碳脱氮机制。结果表明,Fe_2O_3-TiO_2投加量为1.06 g/L、O_3流量为3.02 g/h、曝气时间为90.75 min、聚硅酸铝铁(PSAF)用量为833.29 mg/L,COD及NH_(3-)N去除效果最好,试验值与预测值偏差0.75%和0.56%,拟合性良好;组合工艺对猪场废水中的溶解性微生物代谢产物和类腐殖质处理效果显著,溶解性有机碳和总溶解性氮去除率分别达77.7%和82.6%,协同因子分别为1.11和1.50。其中,Fe_2O_(3-)TiO_2/UV/O_3对类腐殖质削减效果显著,O_3和·OH协同氧化类腐殖质、NH_3-N为小分子物质、NO_3~--N和N_2 (N_2转化率达39.71%),提高了富氧官能团的数量,促进了氮素的转化和矿化,利于PSAF对小分子物质和NO_3~--N等污染物的去除,组合工艺协同互补作用明显。研究结果为深度处理低碳高氨氮有机废水提供一种新思路。 相似文献
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为对比不同气源的介质阻挡放电型低温等离子体发生器的性能参数,分别以氧气和空气为气源,对发生器进行了静态对比试验,研究了放电电极面积、放电电压峰峰值、气体体积流量对放电功率、单周期电荷传输量、O_3浓度、O_3产量和O_3产率的影响。结果表明,当放电电极面积增大时,放电功率和单周期电荷传输量均线性增大,但空气源对应的放电功率和单周期电荷传输量及其增长速率较低;此时,氧气和空气源的O_3浓度整体呈上升趋势而O_3产率则呈下降趋势。当放电电压峰峰值增大时,氧气和空气源的放电功率和单周期电荷传输量均显著增大,且后期增大速率加快;O_3浓度均先升后降而O_3产率则逐渐减小,高浓度和高产率不可兼得。不同放电频率下,氧气源的最大臭氧浓度大于55 mg/L,空气源的最大臭氧质量浓度在4~8 mg/L之间。当气体体积流量增大时,氧气源的放电功率和单周期电荷传输量均先上升后趋于平缓,而空气源的放电功率和单周期电荷传输量则逐渐增大;氧气源的O_3浓度下降,O_3产量上升直至平缓,而空气源的O_3浓度则先增后减,O_3产量逐渐上升但上升速率放缓;氧气源和空气源的O_3产率均随气体体积流量的增大而缓慢上升。以氧气为气源时,气体体积流量不宜超过10 L/min;以空气为气源时,气体体积流量可选取为9 L/min左右。研究结果可为低温等离子体喷射系统优化及柴油机颗粒物捕集器的再生研究提供参考。 相似文献
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木论喀斯特自然保护区表层土壤矿物质的空间异质性 总被引：4，自引：0，他引：4
为了探明喀斯特峰丛洼地土壤矿物质的分布规律,为喀斯特地区植被恢复和生态重建提供参考,该研究基于动态监测样地（200 m × 100 m）的网格取样分析,采用经典统计学和地统计学方法研究了喀斯特木论自然保护区典型峰丛洼地表层（0~20 cm）土壤矿物质（SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3、MnO）的空间异质性.结果表明,研究区土壤6种矿物质含量的差异及变异系数均较大,SiO2和Al2O3占了土壤矿物质总量的89.53%。不同矿物质具有不同的空间结构和最佳拟合模型,SiO2和MnO呈中等空间自相关,变程长,空间连续性较好,Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO的空间自相关强烈,变程较短。CaO和MgO的Kriging等值线图相似,SiO2反之,Fe2O3和Al2O3呈相似分布,MnO的分布均匀。地形、微地貌、降雨、人为干扰特别是植被是土壤矿物质空间异质性的主要影响因素,增加植物多样性和覆盖度能有效改善和合理利用喀斯特土壤矿物质资源。 相似文献
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目前汞污染地下水修复面临很大的技术和成本挑战,亟需发展修复效果好、经济效益性高的汞污染地下水修复技术和修复材料。通过批量实验和光谱分析探究了天然磁铁矿和商用Fe_3O_4对Hg(Ⅱ)的去除效率和去除机制,并分析了两种材料对模拟地下水中Hg(Ⅱ)的吸附和脱附行为。结果表明,天然磁铁矿和商用Fe_3O_4对Hg(Ⅱ)的去除受pH、Hg(Ⅱ)初始浓度、Cl-等因素的影响;二者对Hg(Ⅱ)的去除均符合准二级动力学模型和Freundlich模型;天然磁铁矿对Hg(Ⅱ)的去除机制主要是羟基络合与物理吸附,而商用Fe_3O_4对Hg(Ⅱ)的去除主要是化学还原与物理吸附。二者对模拟地下水中Hg(Ⅱ)的去除率分别达90%和95%,具有修复Hg(Ⅱ)污染地下水的应用潜力。 相似文献
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Nan Jiang Cheng Qiu Lianjie Guo Kefeng Shang Na Lu Jie Li Yan Wu 《Water, air, and soil pollution》2017,228(3):113
In this study, the degradation of benzene by the means of an optimized surface/packed-bed hybrid discharge (SPBHD) plasma combined with γ-Al2O3-supported MO x (M?=?Ag, Mn, Cu, or Fe) catalysts in post plasma-catalysis (PPC) system. The effects of Ag loading amount and gas hourly space velocity (GHSV) for plasma-catalysis degradation of benzene have been systematically investigated. The experimental result showed that the benzene degradation was improved and the mineralization process was greatly enhanced towards total oxidation after the combination of plasma with all MO x /γ-Al2O3 catalysts. The AgO x /γ-Al2O3 catalyst exhibited the best catalytic activity in benzene degradation than the other catalysts in PPC system. The highest benzene degradation efficiency of 96% and CO x selectivity of 99% can be obtained for AgO x /γ-Al2O3 catalyst with optimum Ag loading amount and GHSV of 15% and 22,856 h?1, respectively. Time course of benzene degradation during PPC process indicated that the plasma-induced catalytic activity of AgO x /γ-Al2O3 catalyst was temporary rather than lasting over a period after the plasma off. FT-IR analysis results revealed that the intermediate products (such as CO, HCOOH) and unwanted by-products (O3 and NO x ) generated in plasma process could be significantly inhibited by PPC process with AgO x /γ-Al2O3 catalyst. 相似文献