项目简介：

       利用高压放电技术可在气体或水中产生强声、强电、强光和快速化反应。

       保护领海和开发应用海洋资源是国家的根本利益，在科技部863、国防973、总装创新重大等项目的支持下，采用水中脉冲大电流（10-100kA） 放电研制开发了50-50000焦耳等离子体声纳（震源）系列产品,服务于海洋地质勘探、探测及对抗。主要合作团队有海洋一所、海洋二所、中国海洋大学、 声学所、南海不仅可满足目前对浅地层的应用，将来也可深拖至水下 2000-5000米和声对抗所、中船等，涉及到的海域有东海、南海、北极、南极、港口等。放电等离子体震源。相关的研究获2012年中国海洋工程科学技术一等奖、2013年国防科学技术进步三等奖、2013年国防科学技术进步一等 奖等。典型的案例有“琼州海峡跨海工程”、“浙江苍南核电工程地震探测”、“南海荔湾3-1气田不良地质灾害风险评价”、“广东惠东核电海域勘测”、随东 方红2号东海勘测和随雪龙号南北极勘测、**军港**应用。为国家海洋重大工程建设和国家安全提供了技术服务。

       控制燃煤锅炉细颗粒物排放是治理雾霾的关键之一。在863计划资源环境技术领域“重点行业PM2.5过程控制与减排技术与装备”主题项目的支持下，通过对电除尘中放电过程和高效电源的研究，提出了电除尘指数选型模型并在60多台燃煤锅炉电除尘超低排放中得到推广应用。其中包括华能北京热电厂4x250MW 机组首次实现电除尘出口烟尘排放10mg/m3、天津大港电厂3号炉（330MW）首次实现电除尘出口烟尘排放5mg/m3等。现煤电都在加快超低排放改 造，与媒体所报到的干式电除尘加湿式电除尘改造比较，我们不仅通过优化电除尘和脱硫塔首先实现了烟尘超低排放，而且单台600MW机组的改造可节约 3000-4000万左右， 同时PM2.5的排放低于2.5mg/m3。典型案例有山西首台王曲电厂2x600MW超低排放、西北首家2x600MW超低排放、万州1050MW首台 新建机组超低排放和168运行验收一次通过等。央视焦点访谈于2014-11-7为了蓝天报道了天津大港电厂4x330MW环保示范。研究工作也获得了国 际电除尘学会的Cottrell奖（2011年）。

项目第一完成单位：浙江大学，项目负责人：闫克平

项目合作单位：化学工程与生物工程学院神华国神集团、华能北京热电、防化研究院、中荷环保、晋浙环保、海洋一所、中船重工715、726、760所、科学院声学所、中国海洋大学、广州海洋地质调查局、海洋二所、科学院南海所、荷兰TU/e

团队简介：

闫克平2006年从荷兰TU/e回国工作，兼International Society for Electrostatic Precipitation 主席(2008.10-2011.5)和理事(2004年-至今)等。目前研究室有客座教授两人、副研究员一人、讲师一人、博士后一人、博士生11人和硕 士生8人。 博士生冯发达和徐羽贞在布达佩斯召开的第12届Electrostatics 2013会上分别获Young Scientist Award和奖Young Scientist Diploma奖。刘振、黄逸凡、王莉红、王仕龙、韩平、王建国、朱安娜、刘景全、冯文强、王荣华、侯开忠、刘保华、王揆洋、裴彦良、周利生、刘平香、马 中成、王磊、刘怀山、陈洁、高金耀、孙杰、E.J.M. van Heesch

浙江大学化工系工业生态与环境研究所教授，博士生导师

Email：kyan@zju.edu.cn

个人主页：http://mypage.zju.edu.cn/isesp/570514.html

研究领域：细颗粒PM2.5物排放控制， 电除尘， 特种污水处理，高压电源， 声纳， 等离子体过程强化、化工安全与环境

研究成果
1、等离子体声纳（震源）
在国家863等经费的支持下，目前新产品已在多个国家重点工程中得到应用，有 30-500焦耳、500-1000焦耳，1000-3000焦耳、3000-10000焦耳、10000-20000焦耳和20000-50000焦耳的系列震源（声纳），脉冲源级可达230dB。海洋一所、海洋二所、中国海洋大学、上海交大、重船等单位采购应用了我们的产品。在东海、南海、北极、南 极、港口、水库、河道等的高分辨率的地质及水合物勘探中得到应用，累计完成了5万多公里的勘探研究。最新的源技术可同时实现调频和调幅，比喻 500Hz, 1000Hz, 2000Hz，这样可在一个航程上实现不同分辨率、不同深度的同时勘探。此项研究获2012年中国海洋工程科学技术一等奖。
参专利：
1）CN2826819， 2006
2）CN101841253A，2010
3）CN201654243U，2010
4）CN201656806U，2010
5）CN202049240U，2011
6）CN102176051A，2011
参论文：
1）王磊, 姜哗明, 黄逸凡, 周士弘, 闫克平, 李启虎, “利用等离子体声源测量浅海低频段水声信道特性”, 声学学报, 第37卷, 第1 期 (2012) 1-9
2）严辉，黄逸凡，裴彦良，刘振，王揆洋，刘保华，闫克平,, “等离子体震源及在海洋勘探中的应用”, 高电压技术，2012

合作：1）50J-50kJ等离子体震源的推广应用、2）10kJ深拖系统的研发、3）强声技术和应用

2、电除尘PM2.5排放控制
该电源技术和产品得到杭州市科技局和863的部分支持，目前该产品已成为同行业的主 导技术之一，三相电源于2005年在国内首次完成125MW机组的工业示范研究、2006年在国内首次完成300MW机组的工业应用研究、2007年在国 内首次完成600MW机组得到应用。2010年参加起草了国家相关的标准。至今我们已对50多台电除尘器开展了电除尘器的节能减排改造，取得了很好的社会 效益，其中包括华能北京热电厂4台220MW机组的改造（奥运项目）等。采用三相电源在电除尘比收尘面积在11m2/m3/s左右， PM2.5的除尘效率在90%以上，对比收尘面积在80-110m2/m3/s的电除尘完全有可能实现低于30mg/m3的排放要求。在电除尘改造或设计 选型方面，我们提出了采用电除尘指数开展电除尘本体和电源的设计原理和方法，为实现10-30mg/m3排放控制奠定了理论基础。
参专利：
1） CN2807595，2005
2） CN2840508，2005
参论文：
1） J. Zhu, Q. Zhao, Y. Yao, S Luo, X. Guo, X. Zhang, Y. Zeng, K. Yan, "Effects of high-voltage power sources on fine particle collection efficiency with an industrial electrostatic precipitator", Journal of Electrostatics 70 (2012) 285-291；
2）马晋辉，王荣华，闫克平，燃煤电厂电除尘器的节能和提效，电力环境保护，2008，(06)，33-35

3、电袋除尘：
在863的支持下，我们在40000m3/h的工业实验台上验证了采用三相电源时可 将第一电场的除尘效率从75-80%提高到80-95%，袋阻力在400Pa左右、不仅提高了袋的寿命，而且可降低在清灰时的二次排放。目前该技术在多个 水泥厂（新疆、甘肃等）得到推广和应用。

4、PM2.5的电凝并：
在浙江省科技厅的支持下，我们同企业合作承担了浙江省科技厅重点“细颗粒物电凝并净化（简称）”的项目（2008-2012），目前已完成了工程应用研究，我们开展完成了详细的电凝并模拟实验和开发了电凝并的特种高压电源，为工业应用提供核心技术支持和关键产品。采用此新技术有望实现低于10mg/m3的电除尘排放，在电除尘的节能减排改造方面得到广泛的应用。
参专利：
1） CN2740295，2004
2） CN1603004，2004
3） CN102059050A，2010
4） CN102580493A，2012
参论文：
1）J. Zhu, X. Zhang, W. Chen, Y. Shi, K. Yan, “Electrostatic precipitation of fine particles with a bipolar pre-charger”, Journal of Electrostatics 68 (2010) 174–178；

5，等离子体催化
考虑到高校开展催化教学和研究的特点，我们研制了等离子体催化实验平台，已有多套为高校老师使用，其中包括浙江大学能源系、浙江工商大学、浙大化工系等。所研制的实验平台不仅可以开展教学和科研，而且可推广应用于VOC排放治理。同时我们开发研制了相关的催化剂，为进一步推广应用奠定了基础。
参专利：
1） CN101700462A，2010
2） CN101920156A，2010
?3） CN201551952U，2010
4） CN2351151，1998
5） CN2205515，1995
参论文：
1） X. Zhang, J. Zhu, W. Chen, Z. Liu, X. Ren, K. Yan, “Characteristics of styrene removal with an AC/DC streamer corona plasma system”, IEEE Trans Plasma Science (2011) 1482-1488；
2）Fada Feng, Lingling Ye, Ji Liu, Keping Yan，“Non-thermal plasma generation by using back corona discharge on catalyst”，Journal of Electrostatics，(2012)

6、高压脉冲电源及电流电压探头
特种高压脉冲电源包括，高频交流脉冲源，高压脉冲电源、强流脉冲电源、D/I脉冲电流电压探头等。
参论文：
1）邓官垒，刘振，王秉哲，闫克平, “自同步多开关纳秒脉冲发生器”，强激光与粒子束, 2012,V24(04): 885-888
2） Liu, Z., Pemen, A.J.M., Hoppe, R.T.W.J. van, Winands, G.J.J., Heesch, E.J.M. van & Yan, K. (2009). An efficient, repetitive nanosecond pulsed power generator with ten synchronized spark gap switches. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 16(4), 918-925.

7、等离子体气体净化
干法及湿法等离子体气体净化成套技术和设备，其中包括电源、反应器、控制系统等。主 要应用有气体净化（SO2, NOx, PM2.5, VOC, 臭气等）。现正开展75T/h工业锅炉的应用工程试验研究。预计2013年可广泛地应用于燃煤锅炉的烟气净化处理。另外针对特种污染气体，实验样机已在西 安投入试验。
参专利
1） CN102059050A，2010
2） CN201551952U，2010
3） CN2351151， 1998
参论文：
1) K. Yan , R. Li, T. Zhu, H. Zhang, X. Hub, X. Jiang, H. Liang, R. Qiu, Y. Wang, “A semi-wet technological process for flue gas desulfurization by corona discharges at an industrial scale”, Chemical Engineering Journal，116 (2006) 139–147；
2)? E.J.M. van Heesch, K. Yan, A.J.M. Pemen, G.J.J. Winands, F.J.C.M. Beckers, W.F.L.M. Hoeben“From Pulsed Power to Processing: Plasma Initiated Chemical Process Intensification”， International Journal of Plasma Environmental Science and Technology，Vol.6 No.2， 2012

8、等离子体水处理
目前等离子体灭菌消毒技术和设备比较成熟，可根据要求提供成套设备，对特种污水处理，一台试验样机1m3/h已在北京投入使用。
参专利
1） CN102040265A， 2011
2） CN102050512A， 2011
参论文：
1） Chao Zheng, Yuzhen Xu, Haomin Huang, Zhicheng Zhang, and Keping Yan, Anna Zhu, "Water Disinfection by Pulsed Atmospheric Air Plasma Along Water Surface", AIChE Journal, 2012, on-line? Oct
2) 陈永铎等，“等离子体辅助Fenton洗消甲基膦酸二甲酯水溶液”,浙江大学学报(工学版）, 2013

9、等离子体及静电场空气中微生物收集和净化
目前空气中病毒、细菌等对人体健康影响的案例越来越多，如冬天的“流感”，目前我们在开展相关的高效采样和灭菌研究。
参论文：
1） Y.Z. Xu, et al, Electrostatic Precipitation of Airborne Bio-aerosols, Journal of Electrostatics, on-line Dec 2012
2） K. Yan , H. Hui, M. Cui, J. Miao, X. Wu, C. Bao, and R. Li, “Corona-induced non-thermal plasmas

（本文整理自浙江大学网站http://www.zju.edu.cn）

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