富氧燃烧烟气压缩脱硫脱硝的实验研究

富氧燃烧技术是实现CO_2捕获的重要方式,研究表明其特有的烟气压缩纯化过程可实现NO_x、SO_2的协同脱除。本文在可在线监测的加压实验台架上开展实验,探讨了干态和湿态条件下影响NO_x、SO_2脱除的因素及二者间相互影响关系。结果表明,加压有助于NO转化为NO_2,干态下高浓度SO_2会抑制此过程。湿态下加压会促进NO_x和SO_2转变为硝酸和硫酸,NO_x的脱除率与系统压力和初始NO浓度成正比,SO_2的存在一定程度上会抑制NO_x的脱除,但NO的存在则对SO_2的脱除有益。     

密立根油滴仪测量粉尘荷电量的探讨

1.引言在静电除尘、静电分选和静电复印等应用领域,均需要对不同的粉体、尘粒和液滴进行荷电。研究不同颗粒在气溶胶中的荷电特性对于上述应用设备的改进,从而提高其效率和质量有着十分重要的意义。密立根油滴仪在实验教学中一直被用于测量油滴的荷电量,而本文测量了两种粉尘在电晕放电条件下的荷电特性,从而显示出密立根油滴仪在工业应用和科学研究中的广泛应用前景。     

湿式相变凝聚技术协同湿式电除尘器脱除微细颗粒物研究

针对传统除尘设备对0.1~2μm微细颗粒物的超低脱除能力,本文首次提出了将湿式相变凝聚除尘与湿式静电除尘两者结合,以强化微细颗粒之间的团聚与长大而实现高效脱除的新型除尘方法。基于饱和烟气中可凝结气体的强制相变冷凝作用原理,同时考虑惯性、拦截、布朗扩散和热泳力作用等综合脱除机制,自行开发与设计了湿式相变凝聚器。该装置协同湿式电除尘器在江苏省某600 MW机组进行了工程化示范研究,并采用低压撞击器得到了凝聚器开关状态下系统进、出口的颗粒物粒度分布。结果表明:饱和烟气的相变冷凝与柔性管排的合理布置可明显提高微细颗粒物的凝聚效果;加装湿式相变凝聚器可以显著增加微细颗粒物的脱除效率,同时能够保证系统出口颗粒物排放浓度小于2 mg·m~(-3)。该技术的提出为燃煤烟气的"近零排放"指出了新的发展方向。     

脉冲电晕放电脱除NO化学反应动力学过程

采用非接触的色散荧光发射光谱和时间分辨光谱方法,在大气压条件下,对脉冲电晕放电脱除NO的化学反应动力学过程进行了实验研究。在该研究中,首先利用色散荧光发射光谱方法,得到纯NO气体脉冲电晕放电中各活性粒子的色散荧光谱,并对其进行归属,确定了各活性粒子的灵敏指纹跃迁谱线;在此基础上,通过测量NO气体放电过程中所产生的N+,O,N₂及NO分子的灵敏指纹跃迁谱线的时间行为特性,研究脉冲电晕放电脱除NO的化学反应机理。实验结果表明：在脉冲电晕放电过程中,NO分子首先与高能电子发生非弹性电离碰撞,变成NO+离子,随后NO+离子发生解离反应,形成N+离子和O原子;N+离子在向阴极运动过程中与电子碰撞结合成激发态N原子,继而和其他激发态N原子结合成为激发态N₂;而O原子则应与其它O原子结合成为O₂。由此建立了大气压条件下纯NO气体脉冲电晕放电脱除NO的化学反应动力学模型。     

典型静电放电火花点燃能力测试研究

通过对静电放电火花点火过程的物理特征研究，分析与总结了典型静电放电火花的点燃能力．根据放电火花的产生条件和形状特点，静电放电火花分为电晕放电、刷形放电、料仓堆表面放电、人体放电、火花放电和传播型尉形放电6种典型放电类型．根据静电放电火花的火花空间分布范围和火花持续时间，研究了静电放电火花点燃可燃物的能力．典型静电放电火花的实际点火能量为：电晕放电不大于0．025mJ，刷形放电不大于3mJ，料仓堆表面放电不大于10mJ．人体放电不大于30mJ，火花放电不大于1J，传播型刷形放电不大于10J．     

H_2O和SO_2对汞在MnO_2表面吸附影响的机理研究

MnO_2是一种备受关注的低温SCR脱硝催化剂的活性组分材料,其不仅对NO_x具有强催化还原作用,而且能够把烟气中的单质汞(Hg~0)催化氧化为易脱除的氧化态汞。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了H_2O和SO_2在MnO_2表面的吸附机理,并分析其对Hg~0吸附的影响机制.结果表明,H_2O主要吸附在MnO_2(110)表面的Mn_5 top位,而Hg~0主要吸附在O_(br)bridge上,因此H_2O与Hg~0在MnO_2表面不会发生竞争吸附;SO_2能稳定的吸附在MnO_2(110)表面O_(br)bridge或者hollow位上,且SO_2的吸附能小于Hg~0的吸附能,故SO_2会与Hg~0竞争吸附,从而对Hg~0在MnO_2上的吸附产生不利影响。     

基于电晕放电的大功率LED散热研究

针对大功率LED芯片的散热问题,提出了一种基于电晕放电原理的离子风散热方案。通过试验,研究了电晕放电的电学性能,同时探寻了放电电压对制冷效果的影响以及温降随电晕放电功率的变化规律。结果表明,放电间距相同时,对发生器施加负电晕能够在较低的电压下产生离子风,降温效果显著。电晕电流平方根与放电电压呈线性关系。电晕放电功率为1.5 W、放电间距为10 mm时,散热效果最好。     

飞行器GNSS接收机静电放电干扰效应分析

针对飞行器全球卫星导航系统接收机易受静电放电干扰的问题,研究了机体表面电晕放电与机务维修火花放电对接收机的干扰效应。分析了静电放电的时频域特征,使用针球电极与高压源组成的模拟器开展了电晕放电对接收机的前门耦合实验,证明了电晕脉冲产生的辐射场对接收机无明显干扰效应。基于人体金属ESD模型开展了火花放电对接收机的干扰效应实验,发现浪涌电流易导致接收机串口转换芯片电位波动,读写程序主循环卡死,应针对串口端进行静电阻抗器防护。     

载硫椰壳活性炭喷射脱汞实验研究

以元素硫对椰壳活性炭在不同温度下进行载硫改性。采用N2吸附/脱附、X射线近边吸收结构等方法对吸附剂进行孔隙结构和硫存在形态表征。在模拟烟气管道喷射实验装置上进行汞吸附脱除实验研究。载硫温度500℃时椰壳活性炭汞吸附效率优于商用富硫活性炭。活性炭汞吸附脱除能力由孔隙结构、硫含量与存在形态共同决定。不同体积分数SO_2、NO和HCl的加入对活性炭均有不同程度的促进作用。     

电磁场辐照诱发真空电晕放电模拟试验系统

为研究真空环境下电磁场诱发针-板电晕放电特性,研制了电磁场发生器、真空系统、高压静电源、动态电位测试仪等组成的电磁场辐照诱发真空电晕放电模拟试验系统。该系统可实现真空管内气压为80 Pa的低真空环境,并利用此系统进行在电磁场的作用下的电晕放电试验,初步得到了电磁场辐照诱发电晕放电的阈值电压的变化规律。试验结果表明:当温度、湿度等其他环境因素基本不变,真空管内气压为80 Pa时, 正常放电阈值为-590 V, 利用负极性高压静电放电, 电压取值范围10~20 kV, 产生的电磁脉冲辐射作用于真空管内充电区域,可使放电阈值降低90~180 V。     

高压静电吸附除尘新型板擦的研制

利用高压静电对粉尘有良好絮凝、吸附作用的特点,首先设计静电除尘的模拟吸附装置进行了粉尘吸附的实验,然后设计并组装了具有能够降低小粒径粉尘密度、吸附收集粉尘、防止扬尘等特点的静电吸附除尘新型板擦。     

傅里叶变换显微红外光谱技术研究大气SO2/NO2与MgCl2单液滴的非均相氧化反应

硫酸盐是我国大气PM_(2.5)的重要成分之一,当前大气化学模型普遍严重低估雾霾期间大气硫酸盐的浓度,说明我们对SO_2大气转化机制的认识仍然不足。SO_2与NO_2在气溶胶微液滴内的协同氧化,被认定是一种硫酸盐颗粒物的关键额外来源。然而,在变化氛围(反应气体摩尔比、相对湿度)条件下,SO_2/NO_2与微液滴反应的关键动力学参数,目前仍然得不到准确的测定。本研究利用傅里叶变换显微红外光谱技术,在变化SO_2/NO_2摩尔比的条件下,原位测定了海盐气溶胶MgCl_2液滴中SO_4^(2-)与NO_3(2-)与NO_3^-浓度的时间演化。我们发现：MgCl_2单液滴与SO_2/NO_2反应生成了SO_4-浓度的时间演化。我们发现：MgCl_2单液滴与SO_2/NO_2反应生成了SO_4^(2-)和NO_3(2-)和NO_3^-,并且在SO_2/NO_2摩尔比为1∶5时SO_4-,并且在SO_2/NO_2摩尔比为1∶5时SO_4^(2-)的生成速率最快。本研究将为大气模型提供可靠参数,为制定有效的PM_(2.5)防控政策提供支撑。     

不同雾化模式下乙醇静电喷雾冷却换热特性

为揭示静电喷雾冷却过程传热强化机制,设计搭建了静电喷雾冷却传热实验台,对比研究了滴状、微滴、锥射流及多股射流模式下的喷雾粒径、喷雾速度等雾化特性,分析了雾化模式及工质流量对冷却换热性能的影响规律。研究结果表明,随着电压逐渐增加,喷雾粒径不断减小、喷雾速度不断增大,且电场力逐渐主导液体破碎及喷雾液滴撞击换热面过程;此外,随着雾化模式由滴状/微滴转变为锥射流/多股射流时,电场力可有效促进单相换热区的喷雾液滴铺展以及抑制过热状态下的液滴反弹,使核态沸腾阶段向更高表面温度方向延伸,喷雾冷却换热能力显著提升。     

复合胺砜溶液同时吸收并分部解吸CO_2/SO_2/NO_x循环实验研究

在同一系统中联合脱除CO_2/SO_2/NO_x并实现溶液的解吸再生,不仅能够减少气体污染物的排放,而且具有系统简单、经济性高等优点。自行设计了同时吸收一分部解吸CO_2/SO_2/NO_x循环实验系统,以N一甲基二乙醇胺和二甲基亚砜配制成的复合胺砜溶液为吸收剂,在不同解吸温度和解吸气液比条件下,考察了富液中各组分的解吸情况,确定了CO_2和NO的最佳解吸条件。在整体循环实验中,考察了系统的可行性和稳定性,并考察不同浓度溶液的吸收、解吸特性。在整体循环实验中,实现了CO_2、SO_2、NO、NO_2的同时吸收和CO_2、NO的分部解吸,各组分的吸收速率逐渐减小,解吸速率逐渐增加,最终吸收一解吸达到平衡,平衡时吸收、解吸速率与吸收液浓度无关。     

一种静电放电模拟装置的设计

近年来,与静电放电(ESD)领域相关联的气体放电理论、材料科学和电测技术等新兴学科的不断研究和发展,已逐渐由实验科学阶段走向实际应用阶段。同时,人们也逐渐发现静电放电给人类造成的危害是十分惊人的,它不仅能够影响人类的正常生活,更是限制了自动化生产水平的提高。基于传统静电放电的模拟装置设备单一、功能局限,无法满足静电放电全方位、多用途的实验要求,为解决这一问题,设计和实现了包含电极模拟、方位变换、电路传输的完整的实验模拟装置。该装置主要由底座、支撑架、金属球、放电针、绝缘环、方位表盘等6部分组成,能够满足不同极化方向电磁场条件下的实验要求,同时还能够实现对不同高度、不同位置条件下的电磁场的基本极化方向进行判断识别。该系统具有一定的实验创新性和先进性,能够有效地满足各类电磁实验的需要,为研究电磁诱发静电放电实验提供了有力的硬件支持。     

尖-板电晕放电光谱分析

电晕放电是高电压设备中的一种典型的具有危害性的物理过程。对其物理机制进行分析,以及对其进行早期检测以便预防其发展,有助于提高电力绝缘系统的使用寿命和安全可靠程度。本文建立了一套高灵敏度的光谱分析系统,对空气中几种不同放电条件下的电晕放电进行了光谱分析。结果表明,电晕放电光谱由连续谱、谱带和谱线三部分组成。此外,光谱在红外区、可见光区和紫外区的辐射具有不同的特征,辐射强度随具体放电条件的变化规律也各不相同。与文献中的结果进行比较,发现各种条件下的电晕放电的可见光区辐射强度一般都比较弱,而紫外区与红外区辐射的强弱则与具体的放电条件有关。     

大气压电晕等离子体射流制备氧化钛薄膜

大气压等离子体因具有很多独特优势从而在材料制备和表面工艺领域备受关注.本文利用大气压针-板电晕放电等离子体射流制备氧化钛(TiO_2)薄膜,研究了电晕极性和放电参数对薄膜特性的影响.实验测试了正负电晕等离子体射流的电学性能、发展过程和发射光谱,并对不同条件下制备的TiO_2薄膜进行了表征和分析.结果表明:负电晕等离子体射流制备的TiO_2薄膜表面更均匀而且薄膜中钛(Ti)含量更高.正负电晕等离子体射流制备的薄膜的结合力均优于4.7 N/cm,表面电阻低于10~(10) Ω.此外,发现TiO_2薄膜在基底表面沉积和在气相中成核存在竞争机制,并进一步阐述了电晕放电等离子体制备薄膜的成膜机理和不同极性放电的差异.本文结果将为大气压等离子体制备均匀、致密的功能氧化物薄膜材料提供有益参考.     

广义互相关电晕放电辐射信号时延估计方法

电晕放电等辐射源定位多采用基于时延估计的时差定位方法实现的,在现场条件下,各种背景噪声和干扰对时延估计精度造成影响。在分析国内外研究动态的基础上,针对基本互相关时延估计存在的分辨率低、稳健性不高等局限性,研究基于广义互相关的时延估计算法,并且通过采用不同的权值函数进行仿真比较和实验验证,寻找适用于电晕放电辐射信号时延估计的方法。研究表明:基于Hassab-Boucher (HB)加权的广义互相关时延估计方法对实际测试环境中存在的周期性干扰具有较好的抑制效果,时延估计误差达4.5%,精度较高,在实际的工程应用中用于对电晕放电信号进行时延估计和远距离定位是可行的。     

喷嘴-平板直流电晕放电中的OH(A2Σ+→X2Π,0-0)光谱研究

为更深入地认识电晕放电低温等离子体中自由基的生成机理,以发射光谱测量为基础并结合背景气体淬灭率影响,研究了常压下喷嘴-平板电晕自由基簇射过程中放电参数、背景气体、电极气成分等因素对OH(A2Σ →X2Π,0-0)发光的影响。结果表明:在放电参数影响中,放电电压及放电电流都会影响OH生成量,OH发光随功率增加而大大增强;在加湿氮气直流电晕放电中有明显的OH(A2Σ →X2Π,0-0)光谱存在,但加湿空气条件下OH生成较少;载气增湿后OH生成量明显增多,而Ar和O2的存在分别增强和减弱了OH(A2Σ →X2Π,0-0)发光,可能的原因是这两种物质影响了放电和OH(A2Σ )的淬灭。     

复合胺砜溶液对SO_2/CO_2/NO_x吸收工艺的实验研究

本文在微型鼓泡床实验系统中选用N-甲基二乙醇胺和二甲基亚砜的复合胺砜溶液,对SO_2、CO_2和NO_x进行同时脱除。在前期研究已取得最佳溶液配比的基础上,进一步研究烟气流量、反应温度以及溶液pH值对各组分脱除率的影响规律;综合分析得200 ml的复合溶液对流量为1 L/min的烟气的综合脱除效果最好,最佳的系统反应温度为40℃;而溶液pH随反应进行而降低,溶液初始pH值越高则对气体组分的吸收效果越好。