介质阻挡放电的放电特性及其脱除气态环己酮的研究

论文摘要

空气中的挥发性有机物（简称VOCs）的污染问题及其有效控制已经受到人们的普遍关注。近年,对于气态低浓度的VOCs用放电等离子体进行降解处理引起了世界各国研究者高度关注。该技术可以实现常温常压下,非常短的时间内,对浓度变化范围较大的多种气态污染物进行同时降解。本论文利用介质阻挡放电反应器进行了脱除挥发性有机物废气-环己酮的研究。通过研究发现:环己酮的脱除率随着极间电压,重复频率的升高而增加,随着气体流速和环己酮的进口浓度的增加而降低。当脉冲重复频率为10kHz,反应器所加脉冲峰值电压为8000V,总流速0.46m3/h,环己酮初始浓度为50 ml/m3时,对于环己酮的脱除率达到100%,证明了常温常压下的介质阻挡放电对环己酮的去除是十分有效的。设计了水电极介质阻挡放电实验装置,对大气压下介质阻挡放电在不同条件下的放电形貌演化过程及放电特性进行了实验研究,通过峰值电压,重复频率及放电间隙等条件的改变考察其放电特性的变化。利用发射光谱法进行了大气压下空气中介质阻挡放电的等离子体诊断研究。在常温常压下测量了N2的第二正系跃迁（C3Пu→B3Пg）和N2+的第一负系跃迁中B2∑+u→X2∑+g的跃迁的发射光谱强度以及其与峰值电压、重复频率之间的关系。通过研究发现,体系内高能粒子的数量是影响环己酮脱除效果的最重要因素。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 挥发性有机物
• 1.3 VOCs控制技术现状
• 1.3.1 预防性措施
• 1.3.2 控制处理技术
• 1.3.2.1 回收法
• 1.3.2.2 氧化分解法
• 1.4 非平衡等离子体处理有害气体
• 1.4.1 非平衡等离子体技术的引入
• 1.4.2 气体放电处理VOCs的研究进展
• 1.4.2.1 电晕放电
• 1.4.2.2 介质阻挡放电
• 1.5 处理VOCs方法的性能比较
• 第2章 介质阻挡放电及其等离子体诊断
• 2.1 介质阻挡放电
• 2.2 大气压下介质阻挡放电的分类及其机理
• 2.3 等离子体诊断
• 2.3.1 郎缪尔探针
• 2.3.2 光谱法
• 2.3.2.1 发射光谱法Optical Emission Spectroscopy,OES
• 2.3.2.2 激光诱导荧光Laser Induced Fluorescence,LIF
• 2.3.2.3 速度调制激光光谱技术Velocity Modulation Laser Spectroscopy,,VMLS
• 2.4 本论文主要研究内容
• 第3章 大气压下DBD放电特性研究
• 3.1 介质阻挡放电中的斑图
• 3.2 实验装置
• 3.3 DBD放电形貌演化过程实验
• 3.3.1 激励电压对放电形貌的影响
• 3.3.2 重复频率对放电形貌的影响
• 3.3.3 放电间隙宽度对放电的影响
• 3.3.4 斑图中斑点与波形图中微放电通道的对应关系
• 3.4 本章小结
• 2大气压介质阻挡放电等离子体发射光谱诊断'>第4章 N₂大气压介质阻挡放电等离子体发射光谱诊断
• 4.1 前言
• 4.2 实验结果与讨论
• 2大气压介质阻挡放电等离子体的发射光谱'>4.2.1 N₂大气压介质阻挡放电等离子体的发射光谱
• 4.2.2 脉冲峰值电压对发射光谱相对强度的影响
• 4.2.3 重复频率对发射光谱相对强度的影响
• 4.3 利用大气压介质阻挡放电等离子体的发射光谱对环己酮脱除机理的探讨
• 第5章 介质阻挡放电脱除环己酮的研究
• 5.1 实验系统
• 5.1.1 实验用VOCs的选择
• 5.1.2 VOCs配气系统
• 5.1.3 VOCs检测系统
• 5.1.4 放电电压、电流的测试
• 5.2 介质阻挡放电脱除环己酮的实验结果及分析
• 5.2.1 评价气体放电技术处理挥发性有机化合物的基本实验参数
• 5.2.2 电场强度对环己酮降解率的影响
• 5.2.3 重复频率对环己酮降解作用的影响
• 5.2.4 环己酮流速对降解作用的影响
• 5.2.5 环己酮进口浓度的影响
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历