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等離子凈化器應(yīng)用于汽車尾氣凈化的現(xiàn)狀和產(chǎn)生
作者:保潔環(huán)保 發(fā)布時間:2022-01-20
內(nèi)容摘要:[一]、等離子凈化器技術(shù)應(yīng)用于汽車尾氣凈化的現(xiàn)狀與發(fā)展 近年來,對等離子凈化器汽車尾氣進行了大量的研究。其中脈沖電暈等離子體活化法降低汽車尾氣排放的技術(shù),是引起
[一]、等離子凈化器技術(shù)應(yīng)用于汽車尾氣凈化的現(xiàn)狀與發(fā)展
近年來,對等離子凈化器汽車尾氣進行了大量的研究。其中脈沖電暈等離子體活化法降低汽車尾氣排放的技術(shù),是引起了普遍重視和深入研究。對于電暈的發(fā)展和自由基的產(chǎn)生已有較深的研究,國內(nèi)直到80年代后期才開始對脈沖電暈脫硫脫硝進行研究,經(jīng)過多方面的研究,已取得了一系列的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。
國內(nèi)脈沖電暈脫除CO的研究近幾年才見報道,用于控制汽車尾氣排放取得了的研究成果。目前汽車尾氣控制成果較多的是將其用于排氣微粒的捕集,在實驗室中已獲得較滿意的試驗數(shù)據(jù)。與其他方法相比,脈沖電暈等離子體活化法控制尾氣排放凈化,去除率可以達到80%以上,能夠滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),而且不產(chǎn)生其他氣體,負(fù)效應(yīng)少。隨著對環(huán)境污染治理要求提高,等離子體活化法的性進一步顯現(xiàn),成為一項引人注目的。
利用高壓脈沖電源放電產(chǎn)生的等離子體對汽車尾氣中的NOx進行,實驗表明低溫等離子體技術(shù)脫除NOx是可行的。用高壓脈沖電源和電暈放電裝置,在常壓下進行了低溫等離子體去除NO的實驗研究,了相關(guān)參數(shù)對NO去除率的影響規(guī)律;張春潤、葉麗華等研制了高壓脈沖電源和介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器,在常壓下放電產(chǎn)生低溫等離子體,對模擬汽車尾氣進行了處理,研究了放電電壓、脈沖頻率等對HC,NOx凈化的影響規(guī)律。介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體脫除模擬汽車尾氣中某一組分的實驗研究。采用低溫等離子體常壓下去除模擬汽車尾氣中的污染物,能取得較好的效果,但均以提高放電電壓為代價,等離子體的利用率還不高。
近年來興起的低溫等離子體催化(non-thermalplasmacatalysis)技術(shù)引起了人們的較大關(guān)注。低溫等離子體催化主要指等離子體多相催化,通過置入催化劑,可在等離子體區(qū)、等離子體余輝區(qū)及產(chǎn)物收集區(qū)發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)。低溫等離子體和催化劑協(xié)同作用技術(shù)處體具有很多優(yōu)點,已成為處理低濃度氣體的重要技術(shù),并能取得良好的污染物去除效果。助anikanthBS等對模擬氣體在等離子體放電催化中NOx的脫除進行了實驗研究,指出介質(zhì)填充床的存在可使NO去除。MiessnerHans等對選擇性催化還原法和低溫等離子體結(jié)合凈化機動車排氣進行了研究,指出該法加強了整體反應(yīng),在相對低的溫度下就能去除NOx。對低溫等離子體和催化劑協(xié)同作用處理汽車尾氣等氣體進行了積較的研究。從幾個不同的側(cè)面探討了用等離子體一催化技術(shù)凈化尾氣中某一組分的可行性,揭示了其中的一些規(guī)律。但用低溫等離子體一催化技術(shù)處理實際汽油機尾氣時,關(guān)于工藝參數(shù)對多種主要污染物去除效果影響規(guī)律的報道還不多見,因此該技術(shù)有待進一步研究。
目前,比較的研究進展情況,由于等離子技術(shù)應(yīng)用于降低發(fā)動機尾氣排放物的詳細機理還不太清楚,應(yīng)用于汽車發(fā)動機的尾氣凈化裝置的設(shè)計,及其應(yīng)用中的自清潔問題或問題以及性問題等等,仍沒有很好的進展,該技術(shù)離實際應(yīng)用尚有一段距離。但是為了滿足未來為嚴(yán)格的排放法規(guī),等離子體技術(shù)不斷發(fā)展,在發(fā)動機尾氣凈化方面的將不斷顯現(xiàn)出來,是一項很有發(fā)展前景的汽車尾氣處理技術(shù)。
[二]、光氧凈化器的產(chǎn)生方式及選擇
等離子廢氣凈化器光催化結(jié)合等離子去除污染物的過程中,反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個主要內(nèi)容,因此需要對等離子的產(chǎn)生方式進行分析和選擇。
等離子體的狀態(tài)主要取決于組成粒子、粒子密度和粒子溫度。通常,可以令電子溫度為Te,離子溫度Ti,中性粒子為Tg,考慮到“熱容”,等離子體的宏觀溫度當(dāng)取決于重粒子的溫度。依據(jù)等離子體的粒子溫度,可以把等離子體分為兩大類,即熱平衡等離子體和非熱平衡等離子體。
熱平衡等離子體:當(dāng)Te=Ti時,稱為熱平衡等離子體(equilibriumplasma),簡稱熱等離子(高溫等離子體,thermalplasma)。由于等離子體輻射的緣故,各種粒子的組成也接近平衡組溫度,幾乎近似相等(Te=Ti=Tg)。熱等離子體的特征是能量密度很高,重粒子溫度與電子溫度相近,通常為數(shù)量級為1擴-2X10皺,各種粒子的反應(yīng)活性都很高。
非熱平衡等離子體:當(dāng)Te>Ti時,成為非平衡態(tài)的等離子體(Non-thermalequilibriumplasma)。其電子溫度高達104K以上,而離子和原子之類的重離子溫度可低到3OOK-SOOK,因此成為低溫等離子體(Non-thermalplasma)或冷等離子體(Coldplasma)。其特征為能量密度低,重離子溫度接近室溫而電子溫度高,電子與離子有很高的反應(yīng)活性,隨技術(shù)的口益成熟,非平衡態(tài)的等離子體應(yīng)用的越來越多。
相對熱平衡等離子體而言,非平衡態(tài)等離子體電子溫度有足夠高的能量使反應(yīng)物分子激發(fā)、離解和電離,同時反應(yīng)體系又可以保持低溫,乃至接近室溫。