低温等离子体分解脱除NO影响因素研究
摘要：为优化低温等离子体反应器设计、提高NO分解率,在低放电电压下通过改变介质阻挡放电参数(放电电压、介质材料、放电间隙等)考察其对分解NO的影响.研究结果表明:在低电压范围条件下(≤6.5 kV),放电电压对提高NO分解率的效果是非线性的,其影响随电压的升高而减弱;选择介电常数较大的介质材料更易获得较高的分解率;当反应器其它特征参数确定后,放电间隙并非越小越好,而是存在一个最佳值;实际应用中,应选用二次电子发射系数较大的电极材料;NTP反应器中加入填充材料不仅具有吸附和存储性能,还具有介质阻挡放电的功能,选择适合的填充材料能更大程度地提高能量利用率,提高NO分解率.
关键词：低温等离子体 介质阻挡放电 分解NO 影响因素 填充材料
近年来，低温等离子体（Ｎｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｌａｓｍａ，ＮＴＰ）在气态污染控制，尤其是ＮＯ 脱除方面的应用逐渐引起了人们的重视（Ｈａｃｈａｍ ｅｔ ａｌ． ， ２０００）． ＮＴＰ主要是通过气体放电而产生，放电形式主要包括电晕放电、辉光放电和介质阻挡放电等（胡建杭等，２００７）． 因介质阻挡放电（ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ＢａｒｒｉｅｒＤｉｓｃｈａｒｇｅ，ＤＢＤ）可在常温常压下产生大量低温等离子体，使其具有良好的工业应用前景． 目前，介质阻挡放电在臭氧合成、环境保护、材料表面改性等方面已得到了较为广泛的应用（Ｋｏｇｅｌｓｃｈａｔｚ，２００３；Ｋｕｎｈａｒｄｔ，２００２；竹涛等，２００９；Ｆａｎｇ ｅｔ ａｌ． ，２００３）．
目前，利用低温等离子体脱除ＮＯ 主要有以下几种方法：ＮＴＰ 分解法、ＮＴＰ 协同ＳＣＲ 法、ＮＴＰ 协同催化氧化法等． 近年来，针对ＤＢＤ ＮＴＰ 分解脱除ＮＯ的研究，主要从以下两个方面考察其对ＮＯ 分解脱除的影响：一是电介质材料与结构因素，包括电介质材料的性质、介电常数及放电间隙距离等；二是供电电源因素，包括放电电压、频率等（王燕等，２００２）． 但在已有的这些研究中，放电电压通常在１０ ～３０ ｋＶ，能耗较大，实际应用价值受限． 为此，本文从兼顾ＮＯ 高脱除效率和降低能耗的目标出发，系统考察了低压（４ ～６． ５ ｋＶ）下介质阻挡放电产生等离子体时放电电压、放电间隙、填充材料等因素对分解脱除ＮＯ 的影响．
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