线电极和线电极阵列结构的大气压空气纳秒脉冲放电特性

近年来,由于可以在大气压空气中形成较稳定的低温弥散等离子体,重频纳秒脉冲放电受到了广泛的关注。基于一台紧凑型高压重频纳秒脉冲发生器并采用线电极结构,研究了线电极距离、线电极长度、重复频率和多对线电极之间的距离对放电特性的影响。实验结果表明这些参数的变化都会引起弥散放电强度的变化或者放电电弧的产生。长线电极结构有利于抑制电弧的形成,而短线电极结构有利于增强线电极间隙中等离子体的能量。采用多根短线电极平行交叉排布的阵列结构在兼具两者的优点同时,放电强度也没有明显的降低。相关研究结果对于使用阵列电极结构获得大面积放电等离子体的研究具有一定的参考价值。

针对室内空气污染处理的交直流耦合大气压辉光放电

通过构造交直流耦合电极结构,形成了较大面积的辉光放电并进行了空气净化研究。首先,研究了碳纤维螺旋电极的电场分布特征,分析了非均匀电场产生大气压空气辉光放电的可能性。其次,提出了碳纤维螺旋电极与网状电极的交直流耦合放电模式,分析了网状电极施加不同极性直流电压对电场分布的影响。结果表明,网状电极施加正极性直流电压时,利用碳纤维螺旋电极放电产生种子电子,可以在5 mm间隙内形成弥散的辉光放电。最后,利用制作的空气净化装置在60 min内将甲醛、TVOC和细颗粒物等污染物的浓度都降到国家标准以下。

直流大气压辉光放电高能电子密度的空间分布

利用针阴极和水阳极,在6mm的空气隙产生了大气压空气辉光放电。该大气压辉光放电具有明显的负辉区、正柱区和阳极辉区等明亮的发光区。通过研究放电的电压电流特性,发现该放电处于亚辉光放电到正常辉光放电阶段。由于氮分子第二正带系337.1nm的光谱强度反映高能电子密度,对337.1nm谱线的强度进行了空间分辨测量。结果发现高能电子在针尖附近密度最大,而其他区域相差不多。随电压升高,高能电子密度减少。增大限流电阻,高能电子密度也减少。氧原子对杀菌消毒具有重要作用,利用发射光谱法对氧原子谱线强度的空间分布进行了测量,发现氧原子谱线强度与高能电子的空间分布及其随参数的变化关系一致。

火花放电预电离对空气中介质阻挡放电的影响

实现大气压下空气中辉光放电的办法之一是降低空气的击穿场强,避免放电以流注的形式发生。为此,利用脉冲电路产生的火花放电为介质阻挡放电提供初始电子,以验证预电离对介质阻挡放电的作用。实验证明:1 火花放电预电离确有"点燃"放电,降低空气击穿场强的作用,在正常大气压下,采用预电离手段可使击穿场强降低25%左右;2 预电离的有效率随气压升高而逐渐减小;3 在有气体流动的条件下,预电离的作用显著增强;4 预电离并不是实现大气压下空气中的辉光放电的唯一条件。本文中的方法可以用于在较低场强下提供初始电子以建立均匀介质阻挡放电,但在目前的实验条件下,这种作用还远未达到获得大气压下辉光放电的程度。

介质阻挡放电中过零放电特性研究

大气压下空气介质阻挡放电通常表现为丝状放电模式,但在放电间隙较短(约1 mm)的条件下增大放电电压的幅值,丝状模式就能转化为均匀放电模式。实验研究发现,该放电机制仍然是流注放电,而放电模式的转化与过零放电即外加电压反向之前的流注放电有关。随着外加电压幅值的不断增大,前半周期放电后的残余电场随之增强,导致在外加电压反向之前本身的残余电场可引起气隙击穿。在放电间隙较小时,放电细丝密集,细丝之间的区域也存在相当数量的沉积电荷,过零流注放电将导致后续流注放电位置发生改变,从而妨碍放电细丝的形成。

采用辉光放电等离子体的烟气处理技术研究

基于大气压空气辉光放电等离子体技术,采用多层网状接触式电极结构在烟道中形成大面积均匀稳定的辉光放电.利用放电过程中产生的强氧化活性粒子(·OH、O、O_3)氧化脱除烟气中的SO_2和NO_x.探讨接触式电极下辉光放电等离子体的生成特性和脱硫脱硝反应机制,分析不同电极层数、氧气浓度和待处理气体初始浓度等实验条件下的烟气处理效果.结果表明,在6层网状电极,氧气浓度为8%,烟气停留时间为1.2s的实验条件下,脱硫率在96.3%以上,NO氧化率为91.2%,脱硝率为36.7%.辉光放电等离子体以其高密度的带电粒子特性在烟气处理中显示出良好的能量利用效率.