針陣列雙極電暈放電及其捕集顆粒物研究.pdf

1、本文提出新型的針陣列雙極電暈放電發(fā)生技術(shù)。對(duì)多針雙極電暈放電伏安特性進(jìn)行了細(xì)致實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，并確定了其優(yōu)化的電極間距。使用光學(xué)發(fā)射光譜確定了多針雙極電暈放電形貌，并獲知其微觀特性與放電電流和外加電壓的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)研究了針陣列雙極電暈放電對(duì)顆粒物的捕集效果，分析了其高效荷電和高效捕集顆粒物的機(jī)理。并在餐飲油煙，高溫除塵和炭煙捕集上進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)，得到良好的捕集效率和運(yùn)行可靠性。 首先總結(jié)了現(xiàn)有的電暈放電發(fā)生方式及其研究現(xiàn)狀

2、，指出一般的直流電暈放電可注入放電能量較低，而脈沖電暈放電雖然放電強(qiáng)度有效提高，但存在電源效率低、負(fù)面放大效應(yīng)和脈沖元件壽命等問(wèn)題。然后總結(jié)了國(guó)內(nèi)外光學(xué)發(fā)射光譜OES法研究電暈放電主要結(jié)果，得到對(duì)放電區(qū)形貌、及其與宏觀參數(shù)之間關(guān)系的研究較少，主要研究集中在單極電暈放電，對(duì)雙極電暈放電尚未有相關(guān)研究。最后分別綜述了電暈放電在顆粒捕集、脫硫脫硝以及VOCs降低中的應(yīng)用研究，認(rèn)為對(duì)各種污染物的凈化效率有待進(jìn)一步提高，主要包括微細(xì)顆粒捕集效率低

3、、脫硝效率低、一些難分解的VOCs去除效率低，所以有必要和其他技術(shù)結(jié)合來(lái)提高凈化效率。同時(shí)認(rèn)為電暈放電在污染氣體處理中，一方面需要提高其放電強(qiáng)度，另一方面需要提高其運(yùn)行可靠性。 提出一種高壓電極和接地電極同為針陣列電極的新型雙極電暈放電發(fā)生技術(shù)。分析認(rèn)為：該放電同時(shí)產(chǎn)生正負(fù)電暈放電；具有更大的放電電流和功率密度；避免單極放電中電極積塵影響正常放電，具有更長(zhǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。 通過(guò)考察相鄰針尖間距s，電極間距d，和針尖半徑

4、α等參數(shù)對(duì)其伏安曲線的影響，細(xì)致研究多針雙極電暈放電伏安特性。分析其具有更大的放電電流、更高的電子和離子密度的原因，得出其遷移區(qū)中同時(shí)存在正負(fù)離子，且正負(fù)離子的復(fù)合可以忽略。 通過(guò)研究相鄰針尖間距s，電極間距d和針尖半徑α與放電功率密度的關(guān)系，得出有效提高放電功率密度的方法。并以放電穩(wěn)定性為依據(jù)，確定多針雙極電暈放電的優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)和尺寸。 在發(fā)射光譜診斷研究多針對(duì)板電暈放電的基礎(chǔ)上，對(duì)多針雙極電暈放電的放電形貌進(jìn)行研

5、究。測(cè)量電離區(qū)N2第二正帶躍遷的譜峰，ISPB，確定其兩個(gè)電離區(qū)的放電形貌，獲知其高能電子分布，并得到ISPB在電離區(qū)體積分與放電電流成線性關(guān)系。再結(jié)合伏安特性研究得到，多針雙極電暈放電正負(fù)電暈電離區(qū)中形成電流的帶電粒子為高能電子，遷移區(qū)中形成電流的帶電粒子為正負(fù)離子。 利用前述研究結(jié)論，研制成兩套以針陣列雙極電暈放電為核心技術(shù)的空氣凈化裝置。分別進(jìn)行處理空氣一次性通過(guò)凈化裝置捕集顆粒物實(shí)驗(yàn)和在封閉室內(nèi)凈化裝置捕集顆粒物試驗(yàn)。

6、研究運(yùn)行參數(shù)(風(fēng)速、外加電壓)和顆粒物粒徑對(duì)凈化裝置處理效率的影響。比較針陣列雙極電暈放電與針對(duì)板電暈放電捕集顆粒物效果，得到兩種放電方式都能高效去除粒徑較大的顆粒物，而針陣列雙極電暈放電對(duì)微細(xì)顆粒物效果更好。結(jié)合微粒荷電理論，分析了針陣列雙極電暈放電對(duì)微細(xì)顆粒高效荷電和捕集的原因。 最后以針陣列雙極電暈放電為核心技術(shù)，研制成多種廢氣凈化裝置，分別試用或應(yīng)用于餐飲油煙凈化、高溫除塵和碳煙捕集，分別考察其凈化效果。得到凈化裝置主