论文部分内容阅读
本文对用于高浓度有机废液处理的气液两相滑动弧放电的基本特性进行了系统研究,研究结果有助于我们更深入地理解和认识滑动电弧等离子体应用于有机废水处理的机理,并且对反应器的优化和系统整合都具有重要意义。利用高速摄影技术对大气压气液两相滑动电弧的放电形态进行了研究,分析了载气流量、雾滴特性、电弧电压电流特性与电弧物理形态之间的关系,研究发现:(1)气液两相滑动电弧放电区域的亮度沿电极中轴方向有明显的差异,大载气流量下的放电区域要比低载气流量时短;(2)当电弧工作在低载气流量时,液相(水)的阻碍作用增强,弧根在电极表面的移动速率变慢,电弧的击穿周期延长,此外气液两相滑动电弧的外焰区域比气相时更为明显;(3)气液两相滑动弧从电压波形上反映为重燃脉动模式;(4)当载气流量不大于10L/min时,气液两相滑动弧的雾滴荷电方式主要以电场荷电为主。本文通过光谱诊断系统测量了气液两相滑动弧放电等离子体的发射光谱,并对自由基的生成特性进行了研究,结果表明:(1)当空气、氧气、氮气或氩气作为载气时,气液两相滑动弧放电所产生的OH自由基的强度均远远大于其它自由基。(2)OH和NO自由基的谱线相对强度沿着电极中轴下游方向具有先增后减的趋势。(3)随着水流量的增大,OH自由基的谱线相对强度也随之增大,当水流量达到一定值,其值出现饱和,而NO自由基的谱线相对强度则随着水流量的增大而减小。(4)随空气载气流量的增大,OH自由基谱线总相对强度变化不明显,而NO自由基谱线总相对强度则明显增大。(5)提高滑动电弧的输入电压有利于OH和NO自由基的生成,从电弧的非平衡区域开始,两种自由基的谱线相对强度均随着输入电压的增大而明显增大。(6)电压与电极最小间距之间存在最优关系,当电压为220V时,电极最小间距为3mm时,OH谱线总相对强度最大。此外,我们利用铝原子谱线的斯塔克增宽计算了气液两相滑动弧的电子密度的轴向分布。起弧端电弧的电子密度最大,达1023m-3,而电极下端7cm处的电子密度比起弧端下降了一个数量级。