基于介质阻挡放电NOx去除的仿真和实验研究

尾气排放现已成为城市第一大空气污染源,限制和治理机动车尾气排放已成为十分紧迫的任务,但是传统尾气处理方法所固有的局限性已经不能满足日益严格的尾气排放法规的要求,尤其对最具毒害作用且又最难处理的氮氧化物（NOx）效果不佳。介质阻挡放电低温等离子体技术将气体放电与高电压技术完美结合起来,具有处理效果好、范围广、能同时处理多种污染物和净化彻底等优点,成为机动车尾气净化领域近年来研究的热点。采用介质阻挡放电对NOx进行去除研究,具有很高的学术价值和实际应用价值。 针对当前大多数研究都是采用模拟气体的现状,本文以实际柴油机尾气中NOx为研究对象,采用介质阻挡放电低温等离子体技术,对施加电压幅值、电源频率、电极形状、等离子体放电区域以及尾气相对湿度等对NOx去除的影响进行了较为系统的研究。实验结果结果表明:当电极为同轴圆柱状时,NOx的除去率随电压幅值及其频率的升高而升高,存在一个阈值,同时其能耗增加;NOx的除去率随高压电极直径和放电有效区域的增加而升高; NOx除去率随外电极半径的减小而增加但出现一个最大值,随尾气相对湿度的增加而降低;当电极结构为锯齿形时,锯齿电极结构对NOx的去除率影响较小。同时,本文依据介质阻挡放电的工作原理,建立化学反应动力学模型,进行计算机模拟,深入研究低温等离子体技术净化柴油机尾气NOx的反应机理,并对实验和仿真结果进行对比分析。