脈沖電暈放電OH自由基特性與NO氧化的光學診斷.pdf

1、針對脈沖電暈放電中平均電子能量水平、OH自由基的特性與主導NO氧化過程的關鍵活性物質(zhì)等研究中的諸多爭論,以及污染物協(xié)同脫除系統(tǒng)優(yōu)化改進的需要,基于成功搭建的脈沖電暈放電激光誘導熒光和發(fā)射光譜診斷實驗平臺,對OH自由基特性和NO的氧化過程系統(tǒng)地進行以下診斷研究:首先,基于發(fā)射光譜診斷實驗平臺,對脈沖電暈放電產(chǎn)生的電子平均能量、電場場強及其空間分布進行測算。水平與豎直方向離開線電極0-2cm,隨著距離的增加,平均電子能量和電場均呈先減后增的

2、變化趨勢;放電電場變化范圍11.05-19.6MV/m,對應的平均電子能量的變化范圍10.10-13.92eV,這一能量水平的電子足以與O2、H2O分子碰撞產(chǎn)生O、OH自由基,并進一步反應生成03。其次,基于激光誘導熒光診斷實驗平臺,對OH自由基特性展開診斷研究。線、板電極間距較大或較小對OH自由基的產(chǎn)生與分布都有不利的影響,5cm或6cm時OH自由基的分布雖較2cm時范圍更廣,但強度較弱,3cm或4cm時OH自由基的強度與分布較為理想

3、;OH自由基主要在二次流光中產(chǎn)生,分布于整個放電空間的流光通道中,板電極附近要遠低于線電極周圍的OH自由基濃度;02與H20對OH自由基的影響規(guī)律相似,OH自由基濃度均呈先升后降的變化趨勢,并在O2濃度3％、相對濕度60%左右時達到峰值;加濕氫氣中放電流光強度與產(chǎn)生的OH濃度均低于氮氣中的放電;相對濕度76%的加濕氮氣中,放電脈沖結(jié)束后3-4μs時OH自由基濃度達到最高,然后呈近似指數(shù)級衰減,衰減常數(shù)約7μs,135μs時已衰減到較低的

4、濃度水平,OH自由基與脈沖電暈放電產(chǎn)生的非平衡等離子體中包括OH自由基本身在內(nèi)的粒子間的碰撞、反應是造成其衰減的主要原因。最后,在明確OH自由基生成特性的基礎上,基于發(fā)射光譜和激光誘導熒光診斷實驗平臺就脈沖電暈放電過程中O3隨O2濃度的生成變化規(guī)律、NO氧化過程中OH自由基與NO的分布進行研究。當O2濃度低于8%時,O3的生成量逐漸增加,8%時達到峰值;證實OH自由基與NO能夠在脈沖電暈放電空間同時存在,而03則不能與NO共存,推斷O自