Исследование диэлектрических барьеров с короностойким покрытием и разработка высокоресурсных систем электродов генераторов озона

• Автор: Кравченко, Галина Алексеевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава Е Аналитический обзор литературных источников
1.1 Способы получения озона
1.1.1 Особенности электросинтеза озона в коронном разряде
1.1.2 Особенности синтеза озона на поверхностном разряде
1.1.3 Особенности синтеза озона в барьерном разряде
1.2 Электрофизические процессы, происходящие в барьерном разряде
1.3 Конструкции современных озонаторов и меры, направленные на повышение их ресурса
Глава 2. Анализ причин разрушения диэлектрических барьеров озонаторных установок
2.1 Воздействие частичных разрядов - основная причина разрушения диэлектрического барьера
2.2 Построение одномерной математической модели микроразряда и определение его геометрических размеров
2.3 Устройства для визуального наблюдения структуры барьерного разряда и результаты визуальных наблюдений
2.4 Оценка температурного воздействия микроразряда на поверхность диэлектрика
2.5 Применение многослойных барьеров
2.6 Термо-короностойкие покрытия диэлектрического барьера
Глава 3. Ресурсные испытания барьеров с короностойкими покрытиями и обработка результатов измерений
3.1 Описание экспериментальной установки
3.2 Описание методики испытаний
3.3 Описание моделей системы высоковольтных электродов генератора озона
3.4 Описание материалов диэлектрического барьера, применяемых в исследованиях
3.5 Исследование свойств покрытия от концентрации наполнителя
3.6. Ресурсные испытания моделей систем высоковольтных электродов генераторов озона
3.6.1 Исследование влияния наполнителя на защитные свойства короностойкого покрытия
3.6.2 Исследование влияния связующего на защитные свойства короностойкого покрытия

3.6.3 Описание экспериментов на моделях с естественным воздушным охлаждением
3.6.4 Исследования с твердеющими материалами
3.7 Влияние короностойкого покрытия диэлектрического барьера на выход озона
3.8 Измерение электрических характеристик защитных покрытий различного состава
3.9 Статистическая обработка данных. Построение дисперсионных моделей
3.10 Оценка ресурса предложенной конструкции озонатора с многослойным диэлектрическим барьером
Глава 4. Разработка озонаторных установок на основе высокоресурсных диэлектрических барьеров
4.1 Разработка озонаторной установки на основе высокоресурсных кассет и особенности ее эксплуатации
4.2 Разработка малогабаритного трехфазного генератора озона высокой производительности
4.3 Разработка конструкций высокочастотных озонаторов
4.4 Разработка конструкции малогабаритной озонаторной камеры с охлаждением для высокочастотного озонатора
4.5 Разработка переносной высокоресурсной озонаторной установки открытого типа
4.6 Разработка универсальной озонаторной установки
4.7 Разработка конструкции компактных озонаторных камер
Заключение
Список использованных источников
Приложение!
Приложение II

Введение
В последние время во всем мире интенсивно ведутся новые разработки и исследования в области озонных технологий. Бурному развитию технологий с использованием озона способствует его уникальные свойства. Озон имеет ряд бесспорных преимуществ по сравнению с другими агентами:
В процессах дезинфекции озон самопроизвольно переходит в кислород, который не токсичен и не образует токсичных соединений, не накапливается в организме.
В отличие от других известных окислителей озон в процессе реакций образует предельные оксиды. При этом неиспользованный озон разлагается на атомарный и молекулярный кислород. Все эти продукты, как правило, не загрязняют окружающую среду и не приводят к образованию канцерогенных веществ, как, например, при окислении хлором или фтором.
Для генерации озона необходим только воздух или кислород и электроэнергия.
При применении озоновых технологий исключаются транспортировка и хранение реагентов, связанные с соблюдением специальных мер безопасности.
В процессах инактивации бактерий, спор бактерий, грибов, вирусов, для озона требуется меньшее время контакта, чем для других дезинфек тантов.
Озоновая дезинфекция не требует последующей обработки - промывки или дегазации изделий в специальных помещениях.
Озон представляет собой экологически чистый окислитель, фунгицид, дезодоратор и дезинфектант. Использование озонных технологий в большинстве случаев связано с проблемами экологии: разработкой экологически чистых технологий, решением проблем защиты от вредных выбросов в атмосферу и окружающую среду. Благодаря широкому спектру действия и экологической совместимости с окружающей средой, озон применяется практически во всех отраслях промышленности [1-5]:
в химической (производство серной кислоты, органических веществ, оксидов металлов);
нефтехимической (производство пластмасс, органических кислот, жирных спиртов и других продуктов);

В России ряд предприятий (КБ Химавтоматики г. Воронеж, Ракетно -космический завод ГКНПУ им. М.В. Хруничева, ГНЦ "Всероссийский электротехнический институт" (ВЭИ)) выпускает озонаторные установки, работающие на высокой частоте, где в качестве диэлектрического барьера используются стеклоэмалевые покрытия [66].
Однако применение серийных химико-аппаратурных эмалей не всегда обеспечивает надежную работу озонаторов, поэтому необходимо создание специальных эмалевых покрытий для электродов озонаторов с улучшенными свойствами, кроме этого технология нанесения стеклоэмали довольно сложна, требует специального оборудования и высокой температуры запекания. При выходе из строя такого барьера приходится заменять весь электрод.
В настоящее время стали пользоваться популярностью диэлектрические барьеры из керамики. Ряд статей и патентов свидетельствует об успешном применении таких озонаторов.
В серии патентов Ф. Лоутера [67, 68] использованы озонаторы, состоящие из плоско-параллельных пластин из нержавеющей стали, одна из которых покрыта огнеупорной фарфоровой эмалью. Питание осуществлялось напряжением с частотой 10 к Гц. По данным Лоутера выход озона составил 450 г Оз/кВтч.
Также высокий выход озона (400 г Оз/кВт ч ) получен японскими учеными [69,70] на озонаторе с барьерами на основе алюминиевой керамики. Синтез озона осуществлялся при температуре охлаждения минус 90 °С, напряжении от 8 до 10 кВ, частоте 10 к Гц.
В работе [71] представлен озонатор сверхвысоких концентраций - озонатор пластинчатого типа с использованием тонких керамических покрытий на обоих электродах, выполненных из нержавеющей стали. Также использовалась специальная система охлаждения.
В работе [72] разработан генератор озона на высокочастотном поверхностном разряде. Высокие концентрации и эффективное охлаждение при не-