催化劑耦合介質阻擋放電制取臭氧的試驗和模型研究.pdf

1、臭氧以其強氧化性和無殘留特性而日益獲得廣泛地使用。但是臭氧發生器較低的出口濃度和產生能效限制了其實際應用范圍。對于臭氧發生裝置改進和設計參數優化等方面地研究是近年來的一個研究熱點。本文通過在放電空間內添加催化劑的方法來對臭氧產生裝置地改進、影響因素、以及催化劑作用機理等方面進行初步地分析和探討。 本文對催化劑，γ-Al2O3，在臭氧產生方面的積極作用做了試驗和理論上地初步研究。在試驗取得良好效果的基礎上，通過對臭氧分解過程地分析

2、，我們認為催化劑是通過化學吸附氧分子，進而加速氧原子與氧分子的反應速率，從而抑制氧原子導致得臭氧分解，最終達到提高臭氧出口濃度和產生能效的目的。這既為臭氧地廣泛應用提供了更有潛力的產生技術，也為未來催化劑的改進和研制更優良催化劑提供了一個方向。 我們在試驗中采用將球形γ-Al2O3顆粒填入石英玻璃管內的方法來制取臭氧。根據我們的實驗室條件，我們對影響臭氧產生性能的主要因素，如放電間隙、電源電壓和頻率、氣體流量和冷卻水溫度，進行了

3、試驗研究。我們在試驗中發現窄放電間隙和低溫有利于臭氧產生，而電壓、頻率和氣體流量對臭氧產生存在最佳值。當采用6mm放電間隙時，臭氧產生能效可以達到372g/kwh，而且臭氧濃度也可達到10000ppm。 在大量試驗數據的基礎上，我們通過零維數值動力學模型分析了操作參數，電源電壓和頻率、以及氣體流量，對臭氧濃度的影響，為臭氧發生器操作參數地優化設計提供了一個工具。另外，我們在模型中詳細考慮了催化劑的作用。催化劑將氣相中的氧分子化學