Влияние свойств и состава стеклокерамических и стеклоэмалевых покрытий электродов на электросинтез озона в барьерном разряде

• Автор: Шаброва, Елена Борисовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Влияние диэлектрического барьера электродов на электросинтез озона.

1.2.Влияние химического состава на свойства диэлектрических покрытий.

1.3. Обоснование выбора керамического наполнителя

1.4. Основной принцип симплексного алгоритма.

1.5. Влияние пористости на диэлектрические свойства покрытий.

1.6. Кинетика электросинтеза озона в кислороде.

1.7. Кинегика электросинтеза озона из воздуха

1.8. Синтез озона на повышенной частоте

1.9. Влияние температу ры и давления на электросинтез озона

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Описание экспериментальной установки
2.2. Описание методов синтеза и исследования свойств покрытий
2.3. Экспериментальное определение коэффициентов теплопроводности покрытий.
2.4. Определение пористости покрытий методом Глаголева
2.5. Определение элекгрических свойств покрытий.
2.6. Исследование заряда, осевшего на поверхносги диэлектрика электрографическим методом
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Синтез и исследование свойств стеклокерамического покрытия.
3.2. Синтез и исследование свойств диэлектрического покрытия для электродов, изготовленных из легированной стали.
3.3. Исследование элекгросинтеза озона из кислорода и из воздуха в озонаторе с диэлекгрическим стеклоксрамичсским барьером
3.3.1. Электрические и кинетические характеристики электросинтеза озона с диэлектрическими покрытиями 1, 3, 5 и
3.3.2. Электрические и кинетические характеристики электросинтеза озона с диэлектрическими покрытиями 5 и
3.3.3. Электрические и кинетические характеристики электросинтеза озона при использовании стеклокерамического покрытия с мегатитанатом бария ЗВ
3.3.4. Исследование осевшего заряда на электродах с диэлектрическими сгеклоксрамичсскими покрытиями.
3.4. Электрические и кинетические харакгеристики электросинтеза озона из кислорода и из воздуха в озонаторах, использующих в качестве диэлектрического барьера покрытие 1Н
3.4.1 Синтез озона из кислорода.
3.4.2 Синтез озона из воздуха.
4. ВЫВОДЫ.
5. ЛИТЕРАТУРА.
6. ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение
Приложение
Приложение
ВВЕДЕНИЕ


Однако, применение серийных химикоаппаратурных эмалей не всегда обеспечивает надежную работу озонаторов, поэтому необходимо создание специальных эмалевых покрытий для электродов озонаторов с улучшенными диэлектрическими свойствами. Как было показано, увеличение активной мощности и производительности озонатора можно достичь не только повышением частоты, но и применением диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью. Таким материалом, в частности, является керамика. Синтез озона осуществлялся из кислорода при температуре охлаждения С, частоте тока до кГц, напряжении 8 кВ. Указывается, что в озонаторе достигается высокий энергетический выход озона до 0 гкВтч. Представляют интерес работы японских ученых по созданию новых озонаторов пластинчатого типа, или как они его представляют, озонатор сверхвысоких концентраций . Высокая эффективность достигается за счет использования тонкого керамического покрытия обоих электродов, изготовленных из стали, и специальной системы охлаждения высоковольтного и низковольтного электродов. В озонаторе достигается концентрация озона от 0 до 0 гм3 при скорости потока кислорода 0 лч, частотах от 0 до Гц. Автор разработал новый тип керамического озонатора, использующего высокочастотный поверхностный разряд. Применение алюминиевой керамики с вольфрамовыми электродами позволило обеспечить эффективное охлаждение и получить высокие концентрации озона при небольших габаритах озонатора. В заявке представлен пластинчатый озонатор, отличающийся повышенным выходом озона. Поверхность металлического электрода покрыта слоем керамики, состоящей из оксидов элементов группы НА периодической системы Ве, М Са, Ва, группы ИГО 8с, У, Ьа или Тл, 7х. Авторы работы предлагают дтя получения высоких концентраций озона использовать озонаторы с керамическими электродами, работающие на повышенной частоте. В Польше проводятся исследования по разработке озонаторов, в которых в качестве диэлектрического барьера использована сегнетоэлектрическая керамика титанат бария с 8 , . Керамика с таким высоким значением диэлектрической проницаемости позволяет достигать высокой удельной мощности разряда кВтч м2 при частоте Гц. В таблице 1 представлены обобщенные результаты исследований ряда авторов по влиянию диэлектрической проницаемости в диапазоне от 1 до диэлектрического барьера электродов на производительность озонатора, приведенные в работе 3. Таблица 1. Зависимость концентрации озона от полного тока разрядной ячейки. ТЮ 0. При разрядном промежутке 1мм и напряжении питания 5 кВ плотность мощности составляла ,3 Втсм на промышленных установках такая плотность достигается на частотах выше Гц. Существенным отличием этого разряда от обычного барьерного разряда диэлектрик с е является, практически двукратное снижение напряжения горения. Таким образом, увеличение диэлектрической проницаемости только до определенных пределов ведет к увеличению эффективности синтеза озона. В дальнейшем же увеличение удельной мкости материала электрода ведт к изменению свойства самого разряда и снижению выхода озона. Эффективность электросинтеза озона зависит не только от диэлектрических, но и от поверхностных свойств материала диэлектрика. В работе исследовалось влияние диэлектрической поверхности на выход озона. Для установления влияния материала диэлектрика на эффективность образования озона сравнивали электроды, изготовленные из стекла, из алюминиевой керамики и из остеклованной алюминиевой керамики. Электрические свойства материалов представлены в таблице 2. Авторами отмечено, что поверхность диэлектрика оказывает существенное влияние на выход озона. Чем выше поверхностное сопротивление и ниже шероховатость поверхности диэлектрического материала, тем выше достигается выход озона. Это объясняется тем, что условия поверхности диэлектрического материала влияют на возникновение и распределение микроразрядов. На алюминиевой керамике выход озона значительно ниже, чем на стеклянном диэлектрике при одинаковых условиях. Таблица 2. Свойства диэлектрических барьеров электродов. Диэлектрик. Диэлектрическая постоянная, Сопротивление Рп. Пирекс стекло 5 1, 1. Остеклованная алюминиевая керамика 0, 1,0п 0.