平板型DBD臭氧发生多参数影响研究

DBD放电特性主要由其放电参数评定,因此研究DBD臭氧发生器的放电参数对臭氧合成实际应用具有重要意义。文中主要研究峰值电压、放电频率和气体流量的变化对平板型DBD臭氧发生器放电特性及臭氧合成特性影响。并利用Q-V Lissajous图来计算臭氧发生器等效电容、放电间隙的折合场强、放电功率等放电参数,进而得出臭氧体积分数与产率的变化关系。实验结果表明:峰值电压从5 kV增大到9 kV,放电频率从5.5 kHz上升到8 kHz时,放电功率呈线性增大,放电间隙的折合场强和介质层等效电容逐渐增加,放电间隙等效电容逐渐减小,等效总电容、放电最小电压和击穿电压基本不变;臭氧体积分数随峰值电压增大先增大后减小,随放电频率的增大缓慢上升,而臭氧产率则均减小。气体流量从0.5 L/min变化到4.5 L/min时,放电参数基本不变,臭氧产率则随之增大。放电频率一定,峰值电压较高时,气体流量适当增加能促进臭氧的生成。     

臭氧发生器运行参数的正交试验研究

用正交试验确定臭氧发生器气源的流量、温度和电源的电压、频率等最佳使用参数的结果表明 :气源流量 4 0 0L/h、气体温度 - 5℃、电源电压 11k V及频率 10 k Hz时单根电极放电试验可获得质量浓度为 2 4 .5 g/m3的臭氧时 ,生产速率 8.5 g/h,能量效率 10 8.7g/k Wh     

双极性窄脉冲介质阻挡放电合成臭氧的研究

利用火花隙开关的双极性陡前沿窄脉冲高压电源 ,产生双极性陡前沿窄脉冲 ,在放电反应器中引发介质阻挡放电。试验结果表明 :该种形式的放电兼有短脉冲电晕放电和介质阻挡放电的优点 ,合成臭氧产率高 :进气为露点 <-40℃的干燥空气 ,臭氧质量浓度在 4～ 8g/ m3时 ,产率为 90～ 12 0 g/ (k Wh) ;进气为工业瓶装氧气 ,臭氧质量浓度在 3～18g/ m3时 ,对应产率为 30 0～ 390 g/ (k Wh) ,对比普通的介质阻挡放电提高产率幅度 >30 %。     

串联谐振式介质阻挡放电型臭氧发生器等效模型及电源特性分析

为了研究稳态工作时的介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器的等效模型,以采用串联谐振逆变电源供电的、所产生臭氧的质量流量为1kg/h的介质阻挡放电型臭氧发生器为研究对象,通过实验数据和曲线拟合相结合的方法对臭氧发生器的等效电阻、等效电容与发生器的放电功率进行了研究。研究结果表明,稳态工作时的臭氧发生器可由与放电功率成线性关系的电阻和电容串联构成等效模型来表示。基于这一等效模型,对移相控制下的串联谐振式DBD型臭氧发生器供电电源特性进行了分析。分析结果表明,由所提出的等效模型和供电电源特性分析方法得到的结果与实验结果具有较好的一致性,可用来解决臭氧发生器供电电源设计繁琐的问题。     

电晕放电法臭氧发生器电极的研究

论述了电晕放电法产生臭氧的机理和沿面放电用电极的结构及影响因素 ,认为提高电介质的介电常数、表面电阻率和降低电介质的厚度可以提高臭氧发生器的效率。通过实验确定介质为 0 .2 5～ 0 .4m mα- Al2 O3 电极线缠绕间距为 2～ 3mm的管式臭氧电极单根臭氧质量浓度可以达到12～ 13g/m3 。     

中低频正弦电压供电DBD型臭氧发生器基波等效电路与动态特性研究

提出了一种新的正弦电压供电DBD型臭氧发生器基波等效电路,该电路由非线性基波等效电阻Re和基波等效电容Ge简单并联组成.基于此电路,研究了发生器的放电开始角、放电功率和功率因数等动态电气特性,得到了发生器最佳特征参数匹配范围.10～100g/h产量中频臭氧发生器的实际运行波形与测试结果证明了本文理论的正确性与实用性.     

DBD型中高频臭氧发生器的动态负载特性

在试验装置上测量了不同频率下DBD型臭氧发生器的V-A特性和放电功率，研究了臭氧发生器这种特殊负载的动态电容、功率因数等的变化规律。指出：（1）在供电的每半个周期内出现微放电时，反应器的负载特性都发生急剧、跳跃地变化，发生放电时总动态电容变为未放电时的几倍。（2）反应器的功率因数Pf随电气参数的不同而变化，如果波形和频率相同，在反应器工作电压范围内存在功率因数Pf的最大值。此外，基于以上负载特性的研究，简要讨论了中高频臭氧发生器中电源/反应器的匹配、电气参数的优化等问题。     

有机高分子介电体臭氧发生管的特性研究

介绍了以聚碳酸酯为介电体的臭氧发生管 ,试验和分析了其工作特性与电老化寿命。结果表明 ,以空气为气源时 ,单根臭氧发生管的臭氧生产速率为 4 9.2 g/ h,臭氧质量浓度 2 8.8g/ m3,臭氧单位面积产率 2 4 1g/ (m2· h) ,电能消耗率 13.7k Wh/ kg;当工作电压 <6 370 V时 ,该有机高分子介电体的寿命可望 >80 0 0 h     

填充床介质阻挡放电臭氧发生器的实验研究

在介质阻挡放电间隙填充介质颗粒,即填充床介质阻挡放电形式可以提升臭氧生成浓度和能量效率。因而设计了一种外玻璃管式填充床介质阻挡放电臭氧发生器,填充颗粒为玻璃微珠和金属微粉混合物。实验研究了填充床和空床放电的电学特性,以及产生臭氧浓度和能效与放电功率间的关系,并分析了介质损耗、冷却水温度、能流密度等因素的影响。实验结果表明:填充床在低能流密度下相比空床放电生成臭氧质量浓度低约40%,而在高能流密度下质量浓度提升约30%,能效曲线先上升后下降,2 mm间隙填充的最大臭氧质量浓度达到60 g/m3;低温冷却水有利于臭氧生成,5℃冷却水的效果比20℃质量浓度提升约17%;添加金属微粉有利于增强放电、提升臭氧质量浓度和能效,提升幅度约25%。     

多针–平板电极气液两相介质阻挡的放电特性

为深入理解气液两相介质阻挡放电的机理和特征,利用多针–平板电极结构,测量了气液两相DBD的电学和光学放电特性,研究了放电电气参量及放电空间主要粒子强度随外加电压的变化趋势,并根据实验结果建立了放电的等效电路模型,利用其结合放电机理对所得到的结果进行了分析和讨论。结果表明:气液两相DBD的放电与纯气相DBD放电相类似,但还要考虑液体阻抗对放电的影响,其放电电流为阻容性,超前电压的角度90°。气相放电中产生了大量的N2、O和OH等活性粒子,放电功率、传输电荷和电子密度等主要放电参量均随外加电压的增加而增大,而气隙电容随外加电压增加而减小,外加电压20.5 k V时,它们的值分别为78 W、1 060 n C、1.87×1011 cm-3和8.07 p F,气相放电可用电压控制电流源(VCCS)、电阻和可变电容来等效,而液体可用可变电阻等效,计算得到放电前其值为825?。