脈沖電暈放電過程中OH自由基的光學測量.pdf

1、本文主要介紹了使用發(fā)射光譜系統(tǒng)和平面激光誘導熒光(PLIF，Planar LaserInduced Fluorescence)-ICCD成像聯用系統(tǒng)對脈沖電暈放電過程中OH自由基的測量研究，目的在于通過對脈沖放電過程中OH自由基的測量，研究OH自由基的產生、與其它物質進行化學反應，物理反應并消失的機理，明確其在脈沖放電多種污染物協(xié)同脫除過程中起到的關鍵作用，并驗證各種因素對OH自由基的生成過程產生的影響，了解OH自由基的生成量隨各種因素

2、的變化規(guī)律，為脈沖放電協(xié)同脫除多種污染物技術的研究提供借鑒和支持。
　　 本文主要研究內容為：
　　 1.首先使用Fluent工具模擬了反應器中氣體流動的速度分布情況，根據模擬的結果優(yōu)化了反應器的設計。在考慮了激光誘導熒光測量系統(tǒng)的光路要求之后，最終選擇了從反應器進風混合段側面中間處進氣，尾部側面中間處出氣的流場設置。此外，反應器氣體混合區(qū)域和放電區(qū)域之間需要布置布風板以實現氣體更好的均布和穩(wěn)定流動。氣體入口流速增大時，

3、反應器內氣體速度變化加劇，但是反應器中心放電區(qū)域內氣體流速變化幅度不大。
　　 2.通過發(fā)射光譜測量手段，對空氣、氮氣、氬氣背景下脈沖放電過程中的OH自由基進行了測量，研究了脈沖峰值電壓、脈沖放電頻率、背景氣體濕度對OH自由基的生成產生的影響，并研究了OH自由基在放電電場中的空間分布特性。實驗證明，OH自由基的生成量隨脈沖峰值電壓和脈沖放電頻率的增高而增大；不同背景氣體下，濕度對OH自由基的生成所產生的影響也不相同，OH自由基的

4、相對濃度在空氣中隨氣體相對濕度的增大而增大，在氮氣中隨氣體相對濕度增大呈先增大后減少趨勢，而在氬氣中隨氣體相對濕度的增大而先減少后增大；OH自由基在放電電場中的相對濃度，隨著光譜儀透鏡中心與線電極的間距增大而逐漸減少。最后嘗試測量了在空氣背景通入下SO2和NO時OH自由基的濃度情況，發(fā)現在這樣的背景條件下，OH自由基已經基本很難存在。
　　 3.完善了激光誘導熒光測量與ICCD成像聯用系統(tǒng)的設計與搭建，通過激光誘導熒光測量手段，

5、研究了空氣、氮氣、氬氣背景下脈沖峰值電壓、氣體濕度變化時OH自由基的二維分布情況，研究了O2含量變化時OH自由基濃度的變化規(guī)律，并在SO2和NO存在的情況下對OH自由基進行了測量。實驗獲得了不同氣體背景下OH自由基的二維分布，驗證了脈沖峰值電壓和氣體濕度對OH自由基生成過程的影響，且證明O2含量越多，OH自由基生成量越少。實驗發(fā)現SO2在測量過程使得ICCD接收到的光強劇烈增加，影響了測量結果，而NO存在時OH自由基含量很低，且NO含量

6、越多，OH自由基數量越少。
　　 目前OH自由基的測量研究主要是在惰性氣體做背景的條件下，對攜帶H2O的載氣的流量進行控制，但是很少有在精確的濕度監(jiān)測和控制下進行的測量研究，并且很少有研究是在精確的空間尺度上對放電反應空間內的OH自由基的分布進行測量，于是本文著重進行了這兩方面的測量研究，并嘗試了在SO2和NO存在的情況下對OH自由基進行測量，這些都對脈沖放電協(xié)同脫除多種污染物技術的研究起到了參考作用。另外大多數對自由基的測量都