DBD等离子体合成臭氧影响因素的研究

论文摘要

臭氧具有极强的氧化性与良好的生态效应,已广泛应用于饮用水处理、污水处理、食品保鲜、医疗卫生等诸多领域。为提高我国DBD等离子体合成臭氧的技术水平,对臭氧合成中的影响因素进行了探讨研究,并提出一种能够提高臭氧浓度与产率的新思路。论文的主要研究内容如下：在明确DBD等离子体合成臭氧机理及工艺工程的基础上,充分调研国内外已有研究成果,分别从原料气体成分、工作气体温度、气体流量与气压、介电材料与厚度、电极布置与形式、供电频率与峰值电压等7个方面对臭氧合成中的影响因素进行分析与研究,指出已有研究中的不足。通过实验对原料气体中的水汽成分在臭氧合成中的影响进行了研究,结果表明,原料气体中水汽含量的增加会导致DBD等离子体合成臭氧的浓度下降。这可能是由于气体中的水分子对自由电子与氧原子的消耗造成的；羟基也会与臭氧反应使臭氧分子的分解,分解程度与气体停留时间有关。使用潮湿空气合成臭氧中有硝酸与亚硝酸的产生,对人体及设备造成危害。实验研究了放电功率对合成臭氧浓度的影响情况,结果表明,随着放电功率的增加臭氧浓度对放电功率的增长率逐渐变小。通过对实验数据的进一步处理探讨臭氧浓度随气体能量密度的变化规律,指出臭氧浓度对能量密度存在最大值并给出了臭氧浓度随能量密度变化的经验公式。分析研究了放电功率密度对臭氧浓度的影响,并通过实验研究了改变沿气路方向放电功率密度的均匀性对DBD等离子体合成臭氧的影响。实验结果表明,不改变能量密度与平均功率密度使放电功率密度沿气流方向递减,可以使合成臭氧的浓度和产率得到提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 等离子体概述
• 1.2 DBD等离子体合成臭氧研究进展
• 1.3 本文的选题及研究内容
• 2 DBD等离子体合成臭氧机理与工艺过程
• 2.1 DBD等离子体合成臭氧基本原理
• 2.1.1 DBD等离子体臭氧发生器结构及其放电特性
• 2.1.2 DBD等离子体臭氧发生器内的臭氧合成反应
• 2.1.3 微放电主要参数及其对臭氧合成的影响
• 2.2 DBD等离子臭氧合成的工艺过程
• 2.2.1 DBD等离子体臭氧合成工艺简介
• 2.2.2 放电功率在臭氧合成工艺中的重要影响
• 2.3 本章小结
• 3 气体水汽含量对DBD合成臭氧影响的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验系统与方法
• 3.3 实验结果与分析
• 3.4 潮湿空气生产臭氧的危害
• 3.5 本章小结
• 4 能量密度与功率密度在DBD合成臭氧中的影响
• 4.1 DBD等离子体臭氧发生器放电功率的测量方法
• 4.2 放电功率对臭氧合成的影响
• 4.3 能量密度与最大臭氧合成浓度的探讨研究
• 4.4 放电功率密度在DBD合成臭氧中的影响
• 4.4.1 放电功率密度对臭氧浓度的影响
• 4.4.2 功率密度不均匀性影响的实验研究
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢