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。對多針雙極電暈放電伏安特性進行了細致實驗研究和理論分析，并確定了其優(yōu)化的電極間距。使用光學發(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系。實驗研究了針陣列雙極電暈放電對顆粒物的捕集效果，分析了其高效荷電和高效捕集顆粒物的機理。并在餐飲油煙，高溫除塵和炭煙捕集上進行實際應用試驗，得到良好的捕集效率和運行可靠性。 首先總結了現有的電暈放電發(fā)生方式及其研究現狀

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度有效提高，但存在電源效率低、負面放大效應和脈沖元件壽命等問題。然后總結了國內外光學發(fā)射光譜OES法研究電暈放電主要結果，得到對放電區(qū)形貌、及其與宏觀參數之間關系的研究較少，主要研究集中在單極電暈放電，對雙極電暈放電尚未有相關研究。最后分別綜述了電暈放電在顆粒捕集、脫硫脫硝以及VOCs降低中的應用研究，認為對各種污染物的凈化效率有待進一步提高，主要包括微細顆粒捕集效率低

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結合來提高凈化效率。同時認為電暈放電在污染氣體處理中，一方面需要提高其放電強度，另一方面需要提高其運行可靠性。 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。分析認為：該放電同時產生正負電暈放電；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，具有更長的運行穩(wěn)定性。 通過考察相鄰針尖間距s，電極間距d，和針尖半徑

4、α等參數對其伏安曲線的影響，細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)中同時存在正負離子，且正負離子的復合可以忽略。 通過研究相鄰針尖間距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，確定多針雙極電暈放電的優(yōu)化電極結構和尺寸。 在發(fā)射光譜診斷研究多針對板電暈放電的基礎上，對多針雙極電暈放電的放電形貌進行研

5、究。測量電離區(qū)N2第二正帶躍遷的譜峰，ISPB，確定其兩個電離區(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系。再結合伏安特性研究得到，多針雙極電暈放電正負電暈電離區(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離子。 利用前述研究結論，研制成兩套以針陣列雙極電暈放電為核心技術的空氣凈化裝置。分別進行處理空氣一次性通過凈化裝置捕集顆粒物實驗和在封閉室內凈化裝置捕集顆粒物試驗。

6、研究運行參數(風速、外加電壓)和顆粒物粒徑對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微細顆粒物效果更好。結合微粒荷電理論，分析了針陣列雙極電暈放電對微細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，研制成多種廢氣凈化裝置，分別試用或應用于餐飲油煙凈化、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