低温等离子体净化汽车尾气的实验研究

研制了一套高压脉冲电源和介质阻挡放电反应器,通过在常压下放电产生低温等离子体。结合模拟汽车排气实验,对放电电压、脉冲频率影响尾气净化的规律进行了系统研究。研究表明,利用介质阻挡放电产生低温等离子体净化尾气,是一种具有发展前景的排气后处理技术,对汽车尾气具有明显的净化效果。     

低温等离子体净化汽车尾气中NO的实验研究

研制了一套高压脉冲电源和介质阻挡放电反应器，通过在常压下放电产生低温等离子体。结合模拟汽车排气试验，对NO的去除率随放电管的放电电压、NO的初始浓度以及气体流量的改变而变化的规律进行研究。研究表明，利用介质阻挡放电产生低温等离子体净化尾气，是一种具有发展前景的排气后处理技术，对汽车尾气的净化具有明显的净化效果。     

低温等离子体降低柴油机颗粒物排放的试验

采用基于介质阻挡放电原理的低温等离子体试验装置及反应器,进行了低温等离子体处理柴油机排气中颗粒物的模拟和台架试验.结果表明,通过介质阻挡放电产生等离子体可有效分解柴油机排气中的颗粒物.并且相关的化学反应主要集中在介质阻挡放电微放电通道之中,颗粒物的分解率随能量密度的增加而增加.同时.介质阻挡放电所生成的低温等离子体使排气中的NO转化为NO2,但不能减少排气中NOx的总量.在同等能量密度下,排气中颗粒物含量的增加使低温等离子体转化排气中HC、NO的效率下降.     

用于汽车尾气处理实验的高压脉冲源的研究

提出了一种可用于汽车尾气处理实验的高压脉冲源的设计方案。利用高压直流电源给高压电容充电,再通过控制串联IGBT对高压电容的电压进行斩波来实现高压脉冲的输出。尾气处理实验中采用了24级串联IGBT作为主放电开关,最终在DBD(Dielectric barrierdis charge)负载上实现频率和脉宽可调的20kV高压脉冲输出,产生低温等离子体用于尾气处理。     

利用雪崩三极管的高频纳秒脉冲叠加器的研究

利用雪崩三极管(BJT)的Marx发生器可实现高频、纳秒级脉冲前沿的重频放电,有利于高浓度低温等离子体的产生。针对直流电源充电效率低、充电速度慢且BJT在高重频下功耗过大致使器件过热损坏的问题,提出了一种新颖的基于串联谐振充电的Marx发生器,使用Pspice仿真软件验证了电路的可行性,并分析电路参数对电容充电时间的影响。确定电路参数后,搭建实验电路。通过2路脉冲源共同承担总功率,提高放电频率的同时降低开关损耗。实验结果表明,脉冲源在50Ω的负载上得到了放电电压为850 V、放电频率为50 kHz的负脉冲。     

机动车排放净化技术研究

机动车排放污染严重，本文简要介绍了净化机动车排放的方法．探讨了低温等离子体净化尾气的反应机理，阐述了两种低温等离子体发生器。     

基于低温等离子体辅助催化技术的柴油机排放试验

基于介质阻挡放电理论,设计了低温等离子体发生器,协同Na-Rh/γ-Al2O3负载型催化剂建立了低温等离子体辅助催化（NPAC）系统。通过台架试验研究了在NPAC技术作用下,柴油机有害排放的变化规律。研究结果表明：在NPAC技术作用下,柴油机碳烟颗粒排放有效降低,最高转化效率接近58%;NOx排放总量明显降低,在中低负荷时,转速3 600 r/min对应的NOx转化率比较高,最高达81.5%;在高负荷时,转速2 000 r/min对应的NOx转化率较高。     

低温等离子体技术处理氮氧化物特性研究分析

利用低温等离子体技术转化柴油机NOX很大程度上取决于排气中的气体成分以及等离子体的放电能量,放电过程直接影响气体分子的电子冲击分裂.为此,分析了利用低温等离子体技术处理柴油机NOX排放可能发生的转化反应及其影响因素;并通过介质阻挡放电,研究了放电电压、放电频率与放电功率、功率因数之间的关系,分析了这些因素对处理NOX排放的影响.结果表明,放电功率是等离子体处理氮氧化物最直接的影响因素.     

介质阻挡放电的大气固氮应用

在常温常压下,利用空气介质阻挡放电形成低温等离子体,使游离态氮、氧化合形成氮氧化物,再通过吸收装置实现大气固氮,辅助农业氮肥生产。在前期研究放电时间、频率、电压峰峰值对固氮效率影响的基础上,以介质材料、介质厚度、放电间隙、电压峰峰值为试验因素展开进一步研究,并采用氮氧化物气体质量浓度为检测指标,以排除吸收系统误差。正交试验结果表明,介质材料对氮氧化物气体质量浓度影响最大;石英材料、介质厚度5 mm、放电间隙2 mm、电压峰峰值30 k V为试验最优水平。在试验最优水平下,放电持续5 min,氮氧化物气体质量浓度可达1 004.20 mg/m~3,产出/能耗比为2.21 g/(k W·h)。     

电动汽车锂离子电池低温性能研究

通过对锂离子电池在不同环境温度下进行低温充放电实验,研究了锂离子电池在低温环境下的性能变化。结果表明,随着环境温度的降低,锂离子电池的充电性能和放电性能都显著下降。低温充电时,充电容量大幅度衰减,端电压急剧升高,恒流充电阶段容量所占比例降低。低温放电时,电池的放电容量和端电压会严重下降,随着环境温度的降低,内阻不断增大。因此,在低温环境下必须对电池进行预加热以提升电池的使用性能。     

厌氧悬浮颗粒污泥床反应器流态和运行状态相关关系研究

第三代高效厌氧反应器是在第二代反应器基础上,主要对水力流态进行较大改进而产生的新型反应器,该类型反应器不仅具有第二代反应器生物量高的特点,同时又具有良好的水力混合特性,大大提高了反应器的处理效率。本文选择厌氧悬浮床反应器作为研究对象,考察了反应器在运行过程中运行状态与流态之间的关系,建立高效厌氧反应器水力流态模型,利用水力学流态模型的测定结果,讨论不同条件下反应器的短流、死区和膨胀率等影响。     

两种农业废弃物闪速热解挥发特性实验

利用层流炉研究生物质粉在闪速加热条件下的热解挥发特性,选用小麦秸秆粉和花生壳粉为实验材料,确定反应温度(750～900K)和反应时间(0.115~0.240s)为实验参数,首先验证了反应区温度基本均匀一致的实验前提,然后进行热解实验,得到小麦和花生壳在不同条件下的挥发百分比,建立一级反应模型。据此求解出频率因子A和活化能E,最终得到小麦秸秆粉和花生壳粉的挥发特性方程,并验证了实验值与预测值的符合程度非常高,证明了实验和数据分析的正确性,为生物质热解液化研究提供了基础数据。     

保护性耕作措施对豌豆和春小麦生长及产量的影响

通过不同覆盖方式(不覆盖,覆草,覆地膜)下保护性耕作试验,对套种春小麦和豌豆的生育期、基本苗数、干物质、土壤水分和产量进行调查和测定,研究春小麦和豌豆的产量及水分利用效率。结果表明,免耕覆膜、传统耕作覆膜条件下水分利用效率、产量明显高于传统耕作不覆盖、传统耕作并将秸秆翻入、免耕覆秸秆和免耕不覆秸秆的处理,而基本苗数和前期的干物质积累量却低于传统耕作不覆盖、传统耕作并将秸秆翻入、免耕覆秸秆和免耕不覆秸秆处理。因此,免耕覆膜、传统耕作覆膜种植是黄土高原西部半干旱区相对较好的保护性耕作措施。     

短HRT下厌氧降流式悬浮填料床预处理生活污水的研究

在环境温度下用厌氧降流式悬浮填料反应器对生活污水进行了不同HRT的试验研究.当HRT为6 h,4 h,3 h时,厌氧降流式悬浮填料反应器去除污水COD都是有效的, COD的去除率分别为57.6%,52.8%和49.7%.为了考察HRT为3 h时反应器的性能,试验连续进行了6个月.试验结果表明,试验期间平均COD去除率为47.7%,在冬季低温期间COD去除率保持在38.3%; SS的平均去除率为64%.同时探讨了短HTR下COD降解的机理.因此降流式悬浮填料厌氧反应器在短时HRT下作为一种预处理手段是有效的,对于小型村镇污水处理来说是一种比较理想的前处理装置.     

生产性UASB反应器快速启动过程研究

本文以生产性ＵＳＡＢ（１５００m^3)反应高温厌氧消化处理酒糟废液的启动过程为研究对象,重点考察了接种污泥、启动升温方式、进水方式、进水ＰＨ值、ＣＯＤ有机负荷等因素对反应器启动过程的影响,研究结果表明,采用中温厌氧污泥作为接种污泥,在适宜的控制条件下,可使反应器在３５d内成功地启动。     

基于NTP的生物质热解气间接加氢提质试验研究

为提高生物质热解气的提质转化效率,以聚乙烯塑料热解气为间接加氢原料,利用低温等离子体(Non thermal plasma, NTP)协同Ru、Ti及Sn改性HZSM-5,间接加氢生物质热解气制备烃类燃料,探讨了金属改性对反应中活性自由基、有机相产率、理化特性与化学组成以及催化剂结焦率的影响。结果表明,在NTP条件下,Ru和Ti改性可以活化热解气,形成更多同尺度活性自由基,有利于混合热解气的有效整合,其中,Ti改性使有机相产率和高位热值分别达到58.73%和38.73MJ/kg;Ru、Ti和Sn改性使有机相中芳香烃相对含量显著升高,升幅分别为109.15%、208.55%和52.52%,Ru和Ti改性导致产物有效氢碳比降低;Ru、Ti和Sn改性催化剂的结焦率从12.88%分别降至9.44%、4.95%和10.91%,Ti改性催化剂具有较高的稳定性。研究表明,在NTP作用下,Ti改性HZSM-5对混合热解气具有较高的提质转化效率,且催化稳定性较高。     

热管式生物质气化炉中水蒸气汽化试验研究

以木屑为原料在热管式生物质气化炉中进行了水蒸气汽化试验研究,分析了热管对床层温度分布的影响,研究了温度对产气成分、热值及产物分布的影响.试验结果表明,热管式生物质气化炉的床层温度分布基本均匀;随着床层温度从650℃升高到900℃,H2的体积分数逐渐增加,平均含量在60%以上,CH4含量减少,CO含量基本不变,CO2含量略有减少;汽化产物中气体产率逐渐增加,固体和液体产率减少.     

厌氧发酵反应器内温度场的数值模拟

厌氧发酵反应器是沼气发酵工程的重要装置,由于其内部反应十分复杂,因此发酵反应器内的局部流动和传热过程的研究一直是一个颇具研究价值的问题。掌握反应器内的温度分布是厌氧发酵过程控制工艺优化的基础,对反应器的温度控制起着至关重要的作用。为此,采用CFD(计算流体力学)的数值模拟方法对发酵料液内的温度场、速度场进行模拟,分析了反应器内料液的流动和换热情况。由于发酵料液的流动速度非常微小,基本可以忽略不计,因此反应器内部料液与反应器侧壁和地面之间热量传递方式以导热为主,可以忽略对流换热作用。由此为今后进一步研究提供理论依据。     

犁式刮刀生物质粉定量喂料器的喂料特性分析

在生物质热解反应器中,生物质粉喂料器的性能对热解过程有较大的影响。为了提高生物质粉喂料量的均匀性和稳定性,设计制作了一种犁式刮刀生物质粉定量喂料器,并进行了生物质粉的喂料实验。实验物料为玉米秸秆粉,粒径分别为20～30目、40～60目、60～80目,物料高度为300～380mm。通过对20～30目、40～60目、60～80目及未筛分的玉米秸粉的喂料实验,得到了生物质粉喂料量与犁式刮刀转速的关系和喂料速率与物料高度的关系,并且对3种粒径及未筛分物料的实际下料量进行了比较。实验结果表明:所用物料都可以实现稳定连续下料;粒径越小的物料在相同转速下下料量越大;粒径较大及未筛分的物料落料量较少,但更容易控制;喂料器转速相同物料高度在一定范围(300～380mm)内对下料量的影响很小。