低温等离子体协同微米木纤维滤芯净化氮氧化物的研究
发布时间：2021-07-02 08:41
随着科学技术的进步和工业的发展,环境污染问题愈发严重,其中大气污染问题尤为突出,随着各国对排放法规制定的日益严苛,控制机动车尾气排放已成为当务之急。相较于传统的尾气净化技术,低温等离子体尾气净化技术具有更大的研发潜力和发展前景。本文通过实验室模拟柴油机尾气对低温等离子体协同微米木纤维滤芯净化氮氧化物进行相关研究。主要有以下两个方面:设计试验装置。首先设计箱式气体混合器,制作前通过数值计算验证其可行性。其次通过对木材微观结构的研究,提出采用微米木纤维做为催化剂载体,设计并制作微米木纤维滤芯。然后通过比较等离子体发生方式,提出采用介质阻挡放电做为低温等离子体净化装置的发生方式,设计并制作低温等离子体净化装置。搭建实验室模拟柴油车尾气试验台,分别考察N2+NO体系下NO初始浓度对NO去除率的影响、N2+NO+O2体系下O2体积分数对NO去除率的影响、放电电压对NO去除率的影响、气体流速对NO去除率的影响、电极直径对NO去除率的影响。研究表明增大NO初始浓度,不利于NO的去除,增大O2的体积分数不利于NO的脱除,在某一电压区间内NO的去除率随着放电电压的升高而增大,当气体流速大于某一值时NO去...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２辉光放电反应器??
?２．２．１微波放电??如图２－１所示为微波放电装置示意图。微波放电可以在相对较大的电源频率范围、??气体压力范围内发生，可以产生较大体积且分布均匀的低温等离子体。微波放电的发生??频率范围一般在０．３？１０ＧＨｚ，最常用的频率为２．４５ＧＨｚ，电子温度通常为５ｅＶ？１５ｅＶ。??微波放电属于无电极放电，其规避了放电材料对放电反应的影响，微波放电技术在微波??电子等离子体加工领域和甲烷的化学转化领域应用广泛［５２］。??１??—Ｅ?２?广３—＾??１?３??图２－１微波放电装置示意图??１．微波辐射腔２．等离子体区３．催化剂??２＿２＿２辉光放电??如图２－２所示为辉光放电反应器。辉光放电是在低气压下，向两个平板电极施加一??定的电压，正离子通过轰击阴极产生二次电子发射，并以此形成自持放电，其电流大小??为毫安级［５３］。虽然辉光放电装置简单，可以产生大量且均匀的低温等离子体，但辉光放??电仅能在低气压条件下发生，故辉光放电目前仅应用于灯光照明和半导体工业。??ｐ—??图２－２辉光放电反应器??２＿２．３射频放电??如图２－３所示为射频放电装置示意图。射频放电既可以在常压下发生也可以在低气??压下发生
电容耦合?电感柄合??图２－３射频放电装置示意图??２．２．４电晕放电??电晕放电是将高压电负载于曲率半径极小的电极上，使电极周围的气体发生电??离。气体发生电离时电极周围会出现淡蓝色荧光，并伴有击穿声响。电晕放电按照电极??形状可分为线－筒式和线－板式，如图２－４所示为电晕放电装置示意图。目前针对电晕放??电治理污染物的研宄多集中在直流电晕放电和脉冲电晕放电。相比于直流电晕放电，脉??冲电晕放电具有产生电子能量均衡、电子浓度高、电场强度大等优点，其工作时在高压??窄脉冲的作用下，电极周围会产生大量的高能电子，电子通过与水蒸气、氧气等碰撞产??生活性粒子，活性粒子与废气中的物质发生反应，从而去除污染物质。高压窄脉冲电晕??放电多应用于工业脱硫、脱硝［５５］。??Ｊ??－?Ｊ?＂—Ｉ—－??ｕｕ?Ｌ－ｔ－ｉ???＼Ｊ／?Ｕ气体入□??线－筒式?线－板式??图２－４电晕放电装置示意图??２．２．５介质阻挡放电??介质阻挡放电
【参考文献】：
期刊论文
[1]介质阻挡放电处理水中有机污染物研究进展[J]. 武海霞,陈卫刚,张微薇,杨宸伟. 水处理技术. 2018(11)
[2]低温等离子体在废气处理中的应用研究[J]. 刘美林,纪传伟. 节能. 2018(07)
[3]水下混输泵入口气液两相流数值模拟与试验[J]. 李增亮,孙召成,张琦,冯龙,于然. 石油机械. 2018(01)
[4]结构参数对柴油机微粒捕集器捕集特性的影响[J]. 汤东,王希凡,未建飞,赵岑. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(06)
[5]单区式双涡旋型极板电除尘器除尘性能实验研究[J]. 依成武,刘诗雯,史雪欣,顾亚川,依蓉婕,杜彦生. 高电压技术. 2016(08)
[6]齿形木纤维柴油车尾气微粒捕集器过滤效率模型与试验[J]. 郭秀荣,杜丹丰,亓占丰,梁中钰,刘跃雄. 农业工程学报. 2016(07)
[7]气-气快速喷射混合器的模拟研究[J]. 裴凯凯,李瑞江,吴勇强,倪燕慧,朱子彬. 化学反应工程与工艺. 2015(01)
[8]柴油机:降耗、减排都不能少[J]. 虞展,李翌,肖广飞. 汽车工艺师. 2015(02)
[9]辉光放电等离子体氧化降解水中邻苯二甲酸二丁酯[J]. 王蕾,李国新,李岱霖,杨夏伟,林碧玲. 环境工程学报. 2014(09)
[10]等离子体流动控制与点火助燃研究进展[J]. 吴云,李应红. 高电压技术. 2014(07)
博士论文
[1]壁流式柴油机微粒捕集器捕集及微波再生机理研究[D]. 刘云卿.湖南大学 2009
[2]基于有限元理论的木材机械性能建模与仿真研究[D]. 李明宝.东北林业大学 2007
硕士论文
[1]荷电喷雾协同低温等离子体净化汽车尾气的实验研究[D]. 张仕超.江苏大学 2017
[2]车用柴油机壁流式颗粒捕集器的分析研究[D]. 梁霖.广西科技大学 2013
[3]汽车尾气等离子净化器及其控制系统的设计与研究[D]. 张建华.山东大学 2012
[4]木材微结构有限元建模及力—热性能计算[D]. 张启坤.兰州理工大学 2011
[5]介质阻挡放电等离子体去除柴油机中氮氧化物的研究[D]. 王新辉.天津大学 2010
[6]基于低温等离子体净化汽油机废气排放的实验及反应动力学分析[D]. 司向云.重庆大学 2010
[7]壁流式陶瓷颗粒过滤器结构特性分析[D]. 姬宝强.大连理工大学 2008
[8]基于梯度电场等离子体降低汽油机尾气排放污染的净化装置的实验研究[D]. 吴海涛.重庆大学 2007
[9]低温等离子体净化汽车尾气动力学模型研究[D]. 陈松玲.江苏大学 2005
本文编号：3260138
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２辉光放电反应器??
?２．２．１微波放电??如图２－１所示为微波放电装置示意图。微波放电可以在相对较大的电源频率范围、??气体压力范围内发生，可以产生较大体积且分布均匀的低温等离子体。微波放电的发生??频率范围一般在０．３？１０ＧＨｚ，最常用的频率为２．４５ＧＨｚ，电子温度通常为５ｅＶ？１５ｅＶ。??微波放电属于无电极放电，其规避了放电材料对放电反应的影响，微波放电技术在微波??电子等离子体加工领域和甲烷的化学转化领域应用广泛［５２］。??１??—Ｅ?２?广３—＾??１?３??图２－１微波放电装置示意图??１．微波辐射腔２．等离子体区３．催化剂??２＿２＿２辉光放电??如图２－２所示为辉光放电反应器。辉光放电是在低气压下，向两个平板电极施加一??定的电压，正离子通过轰击阴极产生二次电子发射，并以此形成自持放电，其电流大小??为毫安级［５３］。虽然辉光放电装置简单，可以产生大量且均匀的低温等离子体，但辉光放??电仅能在低气压条件下发生，故辉光放电目前仅应用于灯光照明和半导体工业。??ｐ—??图２－２辉光放电反应器??２＿２．３射频放电??如图２－３所示为射频放电装置示意图。射频放电既可以在常压下发生也可以在低气??压下发生
电容耦合?电感柄合??图２－３射频放电装置示意图??２．２．４电晕放电??电晕放电是将高压电负载于曲率半径极小的电极上，使电极周围的气体发生电??离。气体发生电离时电极周围会出现淡蓝色荧光，并伴有击穿声响。电晕放电按照电极??形状可分为线－筒式和线－板式，如图２－４所示为电晕放电装置示意图。目前针对电晕放??电治理污染物的研宄多集中在直流电晕放电和脉冲电晕放电。相比于直流电晕放电，脉??冲电晕放电具有产生电子能量均衡、电子浓度高、电场强度大等优点，其工作时在高压??窄脉冲的作用下，电极周围会产生大量的高能电子，电子通过与水蒸气、氧气等碰撞产??生活性粒子，活性粒子与废气中的物质发生反应，从而去除污染物质。高压窄脉冲电晕??放电多应用于工业脱硫、脱硝［５５］。??Ｊ??－?Ｊ?＂—Ｉ—－??ｕｕ?Ｌ－ｔ－ｉ???＼Ｊ／?Ｕ气体入□??线－筒式?线－板式??图２－４电晕放电装置示意图??２．２．５介质阻挡放电??介质阻挡放电
【参考文献】：
期刊论文
[1]介质阻挡放电处理水中有机污染物研究进展[J]. 武海霞,陈卫刚,张微薇,杨宸伟. 水处理技术. 2018(11)
[2]低温等离子体在废气处理中的应用研究[J]. 刘美林,纪传伟. 节能. 2018(07)
[3]水下混输泵入口气液两相流数值模拟与试验[J]. 李增亮,孙召成,张琦,冯龙,于然. 石油机械. 2018(01)
[4]结构参数对柴油机微粒捕集器捕集特性的影响[J]. 汤东,王希凡,未建飞,赵岑. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(06)
[5]单区式双涡旋型极板电除尘器除尘性能实验研究[J]. 依成武,刘诗雯,史雪欣,顾亚川,依蓉婕,杜彦生. 高电压技术. 2016(08)
[6]齿形木纤维柴油车尾气微粒捕集器过滤效率模型与试验[J]. 郭秀荣,杜丹丰,亓占丰,梁中钰,刘跃雄. 农业工程学报. 2016(07)
[7]气-气快速喷射混合器的模拟研究[J]. 裴凯凯,李瑞江,吴勇强,倪燕慧,朱子彬. 化学反应工程与工艺. 2015(01)
[8]柴油机:降耗、减排都不能少[J]. 虞展,李翌,肖广飞. 汽车工艺师. 2015(02)
[9]辉光放电等离子体氧化降解水中邻苯二甲酸二丁酯[J]. 王蕾,李国新,李岱霖,杨夏伟,林碧玲. 环境工程学报. 2014(09)
[10]等离子体流动控制与点火助燃研究进展[J]. 吴云,李应红. 高电压技术. 2014(07)
博士论文
[1]壁流式柴油机微粒捕集器捕集及微波再生机理研究[D]. 刘云卿.湖南大学 2009
[2]基于有限元理论的木材机械性能建模与仿真研究[D]. 李明宝.东北林业大学 2007
硕士论文
[1]荷电喷雾协同低温等离子体净化汽车尾气的实验研究[D]. 张仕超.江苏大学 2017
[2]车用柴油机壁流式颗粒捕集器的分析研究[D]. 梁霖.广西科技大学 2013
[3]汽车尾气等离子净化器及其控制系统的设计与研究[D]. 张建华.山东大学 2012
[4]木材微结构有限元建模及力—热性能计算[D]. 张启坤.兰州理工大学 2011
[5]介质阻挡放电等离子体去除柴油机中氮氧化物的研究[D]. 王新辉.天津大学 2010
[6]基于低温等离子体净化汽油机废气排放的实验及反应动力学分析[D]. 司向云.重庆大学 2010
[7]壁流式陶瓷颗粒过滤器结构特性分析[D]. 姬宝强.大连理工大学 2008
[8]基于梯度电场等离子体降低汽油机尾气排放污染的净化装置的实验研究[D]. 吴海涛.重庆大学 2007
[9]低温等离子体净化汽车尾气动力学模型研究[D]. 陈松玲.江苏大学 2005
本文编号：3260138
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