低温等离子体技术对空气净化的应用研究文献综述

 2022-07-22 01:07

一、导言

柴油颗粒物(DPM)是烟灰,可溶性有机部分(SOF),盐,灰分和水的混合物。烟尘和SOF来自柴油的不完全燃烧和润滑油。盐主要是金属硫酸盐,如铁,锌,钙,钾,镁或/和钠的硫酸盐;这些来自SO2和金属的相互作用,其中SO2是柴油的燃烧产物,而金属来自润滑油[1]。 DPM的流体动力学直径通常小于300纳米,这对人体健康非常有害[2] - [5]。作为世界卫生组织的一部分的国际癌症研究机构将DPM列为第1组致癌物。在这方面,DPM的排放标准在全球范围内变得更加严格。
通过使用柴油氧化催化剂(DOC)或柴油颗粒​​过滤器(DPF),DPM的去除可以达到欧洲的5欧洲排放标准,美国的轻型汽车的3级排放标准,在日本的长期监管。成功的商业应用这些技术需要使用硫含量低于10重量ppm的柴油燃料。 然而,较高的硫浓度可能会阻碍DOC和DPF的应用,因为大量的硫酸盐会明显影响其DPM去除性能[6],[7]。

非热等离子体一直被认为是DPM去除柴油车用高硫燃料燃料的创新技术[8]。 在远低于DPM热燃烧的气体温度下通过等离子体放电产生的活性氧物质[例如氧原子(O)和羟基自由基(OH)]发生DPM的等离子体氧化。 DPM通过点燃DPM沉积层上的脉冲放电而熄灭[9]。 影响等离子体DPM氧化的主要因素包括排气温度,排气中水和氧气的浓度以及沉积在等离子体反应器上的DPM量。

许多国家仍然使用含硫量高的柴油燃料。 DPM中的硫酸盐主要是铁,锌,钙,钾,镁和钠的硫酸盐,DPM中金属硫酸盐的质量浓度高达几个百分点[10,11]。 这种高浓度的金属硫酸盐可能会影响等离子体DPM氧化的性能。 在这方面,金属硫酸盐效应的数据在废气调节中非常有用。 然而,据我们所知,没有关于金属硫酸盐对DPM的等离子体氧化的影响的信息。

本文重点讨论金属硫酸盐对采用介质阻挡层放电(DBD)的DPM等离子体氧化的影响。 研究了各种金属硫酸盐,DPM中硫酸盐的含量,气体温度和水蒸气的影响。 还讨论了金属硫酸盐影响DPM等离子体氧化的机理。

(手稿于2016年8月9日收到; 2017年3月29日修订; 2017年10月5日接受发布日期2017年10月18日; 目前版本的日期为2017年11月8日。这项工作由中国国家自然科学基金资助项目11575159资助,部分由浙江省新苗小额基金会资助1260KZNO215147G资助。 本文的审查由高级编辑S. J. Gitomer安排。

(通讯作者:张旭明)

  1. Yao,X. Shen,D. Ni,X. Tang,Z. Wu,J. Han和X. Zhang与浙江工商大学环境科学与工程学院,杭州310018,电子邮箱 :yaosl@zjsu.edu.cn; wuzuliang@zjgsu.edu.cn; miraclezhang918@163.com)。
  2. Lu与Anji Bene-Air Company,Limited,安吉313300,中国。 数字对象标识符10.1109 / TPS.2017.2761453)

二、 实验装置

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