陣列介質(zhì)阻擋放電裝置特性及其降解pm2.5應(yīng)用的研究

1、 A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering Study on Characteristics and Application on Degradation of PM2.5 of an Array Dielectric Barrier Discharge Devic

2、e Candidate : Guo Fu Major : Physics of Plasma Supervisor : Prof. Liu Minghai Huazhong University of Science & Technology Wuhan 430074, P. R. China 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 摘 要 隨著近年來工業(yè)的發(fā)展，污染物排放日漸增多，空氣中 PM2.5

3、 顆粒物濃度迅速上升導(dǎo)致了空氣質(zhì)量的下降，這對人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生巨大影響，為此針對空氣 PM2.5顆粒物的降解的研究正在進(jìn)行中。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，介質(zhì)阻擋放電（Dielectric Barrier Discharge，DBD)在處理空氣污染物上有獨特優(yōu)勢。由于介質(zhì)阻擋放電能在大氣壓下產(chǎn)生大面積的低溫等離子體，可生成活性很高的離子、電子、自由基等粒子，相比其他類型的等離子體產(chǎn)生裝置，DBD 放電時電磁輻射小，功率消耗低，污染小，因此在空氣污染

4、處理上有很大的應(yīng)用潛力和價值。 本文在 DBD 放電原理和相關(guān)設(shè)計的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一種新結(jié)構(gòu)的陣列 DBD 反應(yīng)裝置的研究工作。 該工作主要涉及到該新型 DBD 反應(yīng)裝置擊穿空氣產(chǎn)生低溫等離子體原理、放電實驗研究、相關(guān)參數(shù)的計算、電路仿真和 PM2.5 降解實驗的初步探索，具體內(nèi)容如下： 1. 闡述了低溫等離子體的產(chǎn)生和 PM2.5 顆粒物降解反應(yīng)的原理，論述了不同于其他層狀介質(zhì)電極結(jié)構(gòu)的陣列電極 DBD 反應(yīng)裝置； 2. 實現(xiàn)了在大氣

5、壓下用較低功率維持大面積低溫空氣等離子體的目標(biāo)，研究了電流脈沖幅值、脈沖起始電壓與放電電壓幅值、頻率的關(guān)系，探究了相關(guān)實驗參數(shù)如等效介質(zhì)電容、總電容和功率與電壓幅值、頻率的關(guān)系； 3. 結(jié)合 DBD 的相關(guān)理論，利用 MATLAB 平臺的 SIMULINK 組件搭建了電路仿真模型，通過計算得到了與實驗結(jié)果相符的模擬的電流電壓波形和李薩如圖，證實了模擬電路的正確性，證明了電路中相關(guān)參數(shù)的合理性； 4. 利用該裝置進(jìn)行 PM2.5 顆粒物的