催化劑耦合介質(zhì)阻擋放電制取臭氧的試驗(yàn)和模型研究.pdf

1、臭氧以其強(qiáng)氧化性和無殘留特性而日益獲得廣泛地使用。但是臭氧發(fā)生器較低的出口濃度和產(chǎn)生能效限制了其實(shí)際應(yīng)用范圍。對于臭氧發(fā)生裝置改進(jìn)和設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化等方面地研究是近年來的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文通過在放電空間內(nèi)添加催化劑的方法來對臭氧產(chǎn)生裝置地改進(jìn)、影響因素、以及催化劑作用機(jī)理等方面進(jìn)行初步地分析和探討。 本文對催化劑，γ-Al2O3，在臭氧產(chǎn)生方面的積極作用做了試驗(yàn)和理論上地初步研究。在試驗(yàn)取得良好效果的基礎(chǔ)上，通過對臭氧分解過程地分析

2、，我們認(rèn)為催化劑是通過化學(xué)吸附氧分子，進(jìn)而加速氧原子與氧分子的反應(yīng)速率，從而抑制氧原子導(dǎo)致得臭氧分解，最終達(dá)到提高臭氧出口濃度和產(chǎn)生能效的目的。這既為臭氧地廣泛應(yīng)用提供了更有潛力的產(chǎn)生技術(shù)，也為未來催化劑的改進(jìn)和研制更優(yōu)良催化劑提供了一個(gè)方向。 我們在試驗(yàn)中采用將球形γ-Al2O3顆粒填入石英玻璃管內(nèi)的方法來制取臭氧。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)室條件，我們對影響臭氧產(chǎn)生性能的主要因素，如放電間隙、電源電壓和頻率、氣體流量和冷卻水溫度，進(jìn)行了

3、試驗(yàn)研究。我們在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)窄放電間隙和低溫有利于臭氧產(chǎn)生，而電壓、頻率和氣體流量對臭氧產(chǎn)生存在最佳值。當(dāng)采用6mm放電間隙時(shí)，臭氧產(chǎn)生能效可以達(dá)到372g/kwh，而且臭氧濃度也可達(dá)到10000ppm。 在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，我們通過零維數(shù)值動力學(xué)模型分析了操作參數(shù)，電源電壓和頻率、以及氣體流量，對臭氧濃度的影響，為臭氧發(fā)生器操作參數(shù)地優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一個(gè)工具。另外，我們在模型中詳細(xì)考慮了催化劑的作用。催化劑將氣相中的氧分子化學(xué)