Ir al menú de navegación principal Ir al contenido principal Ir al pie de página del sitio

Vol. 5 Núm. 1 (2014)
Julio-Diciembre

Artículos

Implementación de un sistema de tratamiento con plasma para gases utilizando una celda de descarga de barrera dieléctrica

https://doi.org/10.19053/20278306.3141

Publicado 2014-08-15

  • Eduin Yesid Mora Mendoza
    • ,
  • Armando Sarmiento Santos
    • ,
  • Francy Mayoli Casallas Caicedo

Eduin Yesid Mora Mendoza
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Armando Sarmiento Santos
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Francy Mayoli Casallas Caicedo
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Resumen

La utilización de las Descargas de Barrera de Dieléctrico, DBD, fue iniciada en Europa para la producción de ozono en el tratamiento de agua para el consumo humano. Desde entonces, el número de aplicaciones industriales de este tipo de descarga ha continuado aumentando. Actualmente las DBD son aplicadas con buenos resultados al control de la polución y tratamiento superficial de polímeros, con el fin de aumentar su facilidad de impresión y adhesión. La invención de la descarga luminiscente a presión atmosférica, basada en la DBD, ha impulsado trabajos teórico-experimentales para mejorar la comprensión de los mecanismos involucrados en ella. En este trabajo se realiza una descripción detallada del fenómeno DBD y se presenta la implementación de un sistema para el estudio del tratamiento  con plasma de medios gaseosos. La funcionalidad del sistema desarrollado se verificó con aire, obteniéndose plasma visible a 12.31 kV y 27.2 kHz. Los resultados encontrados en la experimentación son consistentes con los reportados en la literatura.

Palabras clave

descarga de barrera de dieléctrico, electrodos, microdescargas, plasma, reactor cilíndrico.

PDF

Biografía del autor/a

Eduin Yesid Mora Mendoza

Ingeniero Electromecánico, Estudiante de Maestría en Metalurgia y Ciencias de los Materiales, Licenciatura en Tecnología, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia UPTC, E-mail: eduin.mora@uptc.edu.co

Armando Sarmiento Santos

Ph.d. en Ciencias e Ingeniería de los Materiales, Escuela de Física, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia UPTC, E-mail: asarmiento.santos@uptc.edu.co

Francy Mayoli Casallas Caicedo

Ingeniero Electromecánico, Estudiante de Maestría en Metalurgia y Ciencias de los Materiales, Licenciatura en Tecnología Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia UPTC,  E-mail: francy.casallas@uptc.edu.co

Citas

  1. Chong-Lin S., Feng, B., Ze-Min, T., Fang Cheng, L., & Qi-Fei H. (2008). Simultaneous removals of NOx, HC and PM from diesel exhaust emissions by dielectric barrier discharges. State Key Laboratory of Engines, Tianjin University, Tianjin. China.
  2. Christensen, C. P. (1979). Pulsed transverse electrodeless discharge excitation of a CO2 laser. Applied Physics Letters, 34(3), 211-213.
  3. Figueroa, A. (2010). Construcción y caracterización de un reactor de plasma de barrera dieléctrica para la producción de hidrógeno a partir de un gas metano (Tesis de maestría). Instituto Politécnico Nacional, Querétano México.
  4. Fridman, A. (2008). Plasma Chemistry. 1 st ed. Cambridge University.
  5. Givalov, J., & Pietsch, V. G. (1992).Gas discharges and their applications. Great Britain. 552-555.
  6. Hippler, R., Kersten. H., & Scmidt, M. (2008). Low temperature plasmas. Fundamentals, technologies and techniques. 2 ed. Wiley-vch.
  7. Indarto, A. (2008). Hydrogen production from methane in a dielectric barrier discharge using oxide zinc and chromium as catalyst. Journal of the Chinese Institute of Chemical Engineers, 39(1), 23-28.
  8. Ishchenko, V. N., Lisitsyn, V. N., & Sorokin, A. R. (1978). Excitation of high-pressure laser media by a discharge through an insulator. Quantum Electronics, 8(4), 453-457.
  9. Kim, T. K., & Lee, W. G. (2012). Reaction between methane and carbon dioxide to produce syngas in dielectric barrier discharge system. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 18(5), 1710-1714.
  10. Kogelschatz, U., Eliasson, B., & Hirth, M. (1988). Ozone generation from oxygen and air: discharge physics and reaction mechanisms.
  11. Kogelschatz, U. (1988). Process Technologies for water treatment. S Stucki, plenum press. New York. 87-120.
  13. Penetrante, B. M., Bardsley, J. N., & Hsiao, M. C. (1997). Kinetic analysis of non-thermal plasmas used for pollution control. Japanese journal of applied physics, 36(7S), 5007.
  14. Penetrante, B.M. Shultheis, S.E. (1993).Non thermal plasma techniques for pollution control. Series vol G34. Berlin.
  15. Reitz, U., & Fz Julich. (1992). Jul 2613. Concise synthesis of 1-deoxymannojirimycin. Bioorganic & medicinal chemistry letters, 2(11), 1419-1422.
  16. Rosocha, L. A. (1997). Plasma science and the environment. THStix editors. American Institute of of physics. New York. 261-298.
  17. Ruan, R. R., Han, W., Ning, A., Chen, P. L., Goodrich, P. R., & Zhang, R. (1999). Treatment of odorous and hazardous gases using non-thermal plasma. Journal of Advanced Oxidation Technologies, 4(3), 328-332.
  18. Salge, J. (1996). Plasma-assisted deposition at atmospheric pressure. Surface and Coatings Technology, 80(1), 1-7.
  19. Samojlovič, V. G., Gibalov, V. I., & Kozlov, K. V. (1997). Physical Chemistry of the Barrier Discharge. DVS-verlag GMBH. Düsserldorf.
  20. Sarmiento, B., Brey, J. J., Viera, I. G., González-Elipe, A. R., Cotrino, J., & Rico, V. J. (2007). Hydrogen production by reforming of hydrocarbons and alcohols in a dielectric barrier discharge. Journal of Power sources, 169(1), 140-143.
  21. Sakal Kundu, K., Kennedy, E. M., Gaikwad, V. V., Molloy, T. S., & Dlugogorski, B. Z. (2012). Experimental investigation of alumina and quartz as dielectrics for a cylindrical double dielectric barrier discharge reactor in argon diluted methane plasma. Chemical Engineering Journal, 180, 178-189.
  22. Sentek, J., Krawczyk, K., Młotek, M., Kalczewska, M., Kroker, T., Kolb, T., ... & Schmidt-Szałowski, K. (2010). Plasma-catalytic methane conversion with carbon dioxide in dielectric barrier discharges. Applied Catalysis B: Environmental, 94(1), 19-26.
  23. Sillman, S., Logan, J. A., & Wofsy, S. C. (1990). The sensitivity of ozone to nitrogen oxides and hydrocarbons in regional ozone episodes. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 95(D2), 1837-1851.
  24. Song, C. L., Bin, F., Tao, Z. M., Li, F. C., & Huang, Q. F. (2009). Simultaneous removals of NO< sub> x, HC and PM from diesel exhaust emissions by dielectric barrier discharges. Journal of hazardous materials, 166(1), 523-530.
  25. Sosa, R., Arnaud, E., Memin, E., & Artana, G. (2009). Study of the flow induced by a sliding discharge. Dielectrics and Electrical Insulation, IEEE Transactions on, 16(2), 305-311. DOI :10.1109/TDEI.2009.4815157.
  26. Tabata, N., Yagi, S., & Hishii, M. (1996). Present and future of lasers for fine cutting of metal plate. Journal of materials processing technology, 62(4), 309-314.
  27. Tu, X., & Whitehead, J. C. (2012). Plasma-catalytic dry reforming of methane in an atmospheric dielectric barrier discharge: Understanding the synergistic effect at low temperature. Applied Catalysis B: Environmental, 125, 439-448.
  28. Weschler, C. J., Brauer, M., & Koutrakis, P. (1992). Indoor ozone and nitrogen dioxide: A potential pathway to the generation of nitrate radicals, dinitrogen pentoxide, and nitric acid indoors. Environmental science & technology, 26(1), 179-184.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.