电晕和辉光放电等离子体技术与应用.pptxVIP

电晕和辉光放电等离子体技术与应用;8.1 电晕和辉光放电等离子体机理分析;;直流电晕;正负电晕的形成机理 负电晕的形成机理——场生雪崩放电理论： 针状阴极电晕发光区内存在较强烈的电离与激发，电流密度大，在负电晕的外围只存在单一的带负电的粒子。 正电晕的形成机理——流光理论： 一旦产生正电晕放电，电晕层内强电场中激发粒子的光辐射产生电子即光致电离，所形成的电子在电晕层中引起雪崩放电，产生大量激发和电离，最后电子被阳极收集，正离子经过电晕层，进入电晕外围向阴极迁移。;根据能量提供方式，金属中电子发射可分为以下几种情况： 高温导致的热电子发射； 强电场导致的场致发射； 光照导致的光致发射； 电子撞击产生的次级电子发射； 金属表面力学作用（摩擦、形变等）或化学反应导致的自由电子发射;;阳极;等离子体辉光放电的唯相结构;一些情况下的辉光图片;对于外加磁场等离子体辉光现象的描述;8.2 等离子体鞘层效应;表征固体表面等离子体鞘层特征的重要参数包括： 鞘层的厚度XS、 固体表面电位V0、 鞘层电子密度ne、 离子密度ni、 电位梯度V(x)等;（2）鞘层厚度;（3）固体表面电位;（4）鞘层效应对催化剂功能的影响;8.3 电晕和辉光放电等离子体技术在化工中的应用——甲烷和二氧化碳制合成气、甲烷偶联制碳二烃;（2）甲烷和二氧化碳制合成气实验;（3）电晕放电结果分析;（2）能量密度对反应的影响 A随反应体系能量密度的增强，CH4和CO2的转化增大，但在高能量密度处增加速度放缓 B电晕放电类型不同反应的转化率不同。正电晕的始终高于负电晕，反应物转化在能量密度较低时，正电晕交流电晕负电晕，能量密度较高时，正电晕负电晕交流电晕。 C能量密度低时CH4转化率高于CO2转化率，由于CO2 过量导致CH4的转化率较高，这一特点与平衡热力学分析结果一致，但能量密度增加到一定程度后， CO2转化率将高于CH4转化率。 D反应产物的H2/CO值随能量密度的增加先下降，然后上升 E随能量密度增加，反应体系易于产生C2H2、积炭等物质。;（3）原料配比对反应的影响 当能量密???一定时，随原料中CH4的增加， CH4和CO2的转化率同时提高。其中CO2的转化率随CH4 /CO2比值变化较大，在高比值时， CO2的转化率超过CH4的转化率。 （4）能量效率分析 各种电晕放电反应的能量效率接近，均随体系能量密度的增加而下降。 ;8.3.2 非对称电极电晕放电场的能量分布;（1）常压辉光放电旋转电场等离子体甲烷常压偶联制碳二烃;辉光放电实验流程;（2）旋转电场常压CH4+H2放电特性;（2）电源输入功率的影响 A在同样的电极、流率、空时下电源输入功率逐渐增大，电场输入功率随之增大，甲烷的转化率和碳二烃的收率也随之增大，但碳二烃的选择性降低，此结果从另一个角度证明了在大流量操作时仍需控制适宜的电源输入功率。 ;8.3.4 等离子体甲烷常压偶联反应的光谱分析;（1）等离子体甲烷常压偶联光谱诊断;（2）光谱诊断常压辉光放电特征参数;（2）谱线宽度诊断电子浓度 当电子浓度在（1020m-3 ，1024m-3 ）利用谱线的斯塔克展宽决定等离子体的带电粒子浓度，此时只需测量相对谱线线形和线宽； 当电子浓度在大于1024m-3 时，使用标准的分光计和单色仪就可以。 ;感谢观看!