Определение характеристик коронного факельного разряда как источника получения озона

• Автор: Токарев, Андреан Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Бишкек
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Электросинтез озона. Обеззараживание воды
плазмой. /Обзор
1.1 Образование озона
1.2 Образование озона в электрических разрядах
1.3 Синтез озона в коронном разряде
1.4 Взаимодействие электрических разрядов с водой
Глава 2. Новый вид коронного факельного разряда
2.1 Коронный факельный разряд В.И. Попкова
2.2 Экспериментальная установка. Источник питания
2.3 Форма разряда
2.4 Стабильность коронного факельного разряда во времени
2.4.1 Факторы, влияющие на стабильность разряда
2.4.2 Коронный факельный разряд в осушенном воздухе
2.4.3 Влияние влажности воздуха на устойчивость разряда
Выводы
Глава 3. Электрические характеристики коронного
факельного разряда
3.1 Статические вольт - амперные характеристики
3.2 Динамические характеристики разряда
3.2.1 Коронный факельный разряд в кислороде
3.2.2 Коронный факельный разряд в воздухе
3.3 Зондовые измерения коронного факельного разряда
Выводы
Глава 4. Моделирование физических процессов в поле коронного факельного разряда
4.1. Постановка задачи

4.2. Основные физические предположения
4.3. Математическая модель
4.4. Граничные условия
4.5. Коэффициенты переноса
4.6. Кинетика химических реакций
4.7. Расчет состава квазиравновесной плазмы
4.8. Численное моделирование
4.9. Результаты расчета и их обсуждение
Глава 5. Синтез озона в коронном факельном разряде
5.1. Синтез озона из воздуха
5.2. Получение озона в коронном факельном разряде из кислорода
5.3. Предельный энергетический выход озона для КФР
5.4. Синтез озона в коронном факельном разряде из смесей газов
5.5. Влияние параметров разрядного контура на синтез озона
Выводы
Глава 6. Взаимодействие коронного факельного разряда с водой
6.1 Особенности разряда реализуемого на воду
6.2 Изменение химического состава воды при взаимодействии
с разрядом
6.3 Поступление перекиси водорода и озона в воду из разряда
6.3.1 Влияние параметров разрядного контура на синтез окислителей
6.3.2 Разряд, горящий на воду при различных условиях обмена воздуха
в разрядной области
6.4 Обеззараживание воды коронно-факельным разрядом
Выводы
Заключение
Литература

ВЕДЕНИЕ.
Озон Оз - это второе относительно устойчивое простое соединение, которое наряду с обычной формой Ог может образовывать кислород. Исключительное место, которое озон занимает среди других простых веществ, объясняет постоянный интерес к нему специалистов различных областей, начиная с его открытия и до последних лет [1-2].
Изучение электросинтеза озона имеет не только теоретическое, но и не меньшее практическое значение. В последние годы озон благодаря своим исключительным окислительным способностям находит широкое применение в самых различных областях. Это обеззараживание питьевой воды, очистка промышленных сточных вод, отходящих и хвостовых газов различных производств (от окислов азота и серы), хранение пищевых продуктов, химическая, нефтяная, фармацевтическая, текстильная промышленность, металлургия черных, цветных, и редких металлов, промышленный неорганический и органический синтез [3-12].
При технологическом использовании озона первостепенное значение имеет энергетический выход (г03/кВт»Ч или кВт»ч/кгОз) в том или ином способе его получения. В настоящее время усилия ученых занимающихся вопросами синтеза озона направлены на совершенствование уже существующих и разработке новых способов синтеза озона, позволяющих значительно увеличить его энергетический выход и упростить технологию его производства.
Образование озона происходит при различных физических, химических и комбинированных процессах. Это термическое образование, например, при быстром охлаждении кислород содержащей плазмы [13-14]. Фотохимическое образование озона наблюдается при облучении газообразного или жидкого кислорода ультрафиолетовым светом с длиной волны Х=2100нм нм [15-17]. Электрохимическое получение озона связано с процессами анодного окисления с участием молекулярного кислорода [18-19]. Озон в
плоским не коронирующим электродом естественно расположить очаги факельного разряда на аноде линейно, так чтобы они были обращены в сторону плоскости. Это можно осуществить на анодах обоих форм. Наибольший суммарный ток 20 мА/м был измерен с фарфоровой трубкой, имеющей 14 отверстий на длине Ь=400 мм; этот ток в 50 раз больше тока, отнесенного к единицы длинны коронирующего провода, освобожденного от фарфоровой изоляции рис.4.
2.2. Экспериментальная установка. Источник питания.
В исследованиях энергетических и плазмохимических свойств коронного факельного разряда реализуемого при пониженных напряжениях (до 30 кВ) использовался оснащенный необходимыми измерительными приборами высоковольтный источник питания постоянного тока рис.5. Не изменяемой частью установки является регулируемый источник питания постоянного тока, состоящий из лабораторного автотрансформатора Т1, регулируемое напряжение с которого подается на первичную обмотку высоковольтного трансформатора Т2. Высокое напряжение, с вторичной обмотки которого поступает на схему удвоения напряжения Д1, Д2, С1, С2. Источник питания позволяет регулировать напряжение во вторичной цепи от 0 до 25 кВ при токе нагрузки до 10 мА [85].
Установка позволяет регистрировать электроэнергетические параметры разряда путем измерения мощности с помощью ваттметра W в первичной цепи источника питания, а также позволяет измерять ток в цепи разряда многопредельным микроамперметром и напряжение на разрядном контуре с помощью киловольтметра кУ. Кроме этого, последовательно с микроамперметром в схему введен безиндуктивный шунт Ш для осциллографической регистрации тока разряда.