制浆用臭氧发生装置的研究与开发

发布时间：2023-04-22 01:52

　　臭氧是工业可用的最强氧化剂,对木素有很好的降解作用,是一种良好的气态漂白剂,又可以用于原料的预处理。臭氧清洁环保,自身不会产生任何污染物。臭氧用于制浆将会成为未来发展的重要方向。但由于臭氧发生装置的限制,生成臭氧的压力低于0.1MPa,使用时需要压缩,压缩过程中会造成臭氧的分解,限制了臭氧的工业化发展。本论文在放电法产生臭氧的理论基础上,研究、设计并开发出了一种适合制浆用(气压0.4MPa⁰.6 MPa,臭氧浓度大于70 g/m3)的高气压型臭氧发生装置,并对其性能和结构进行了探究。本文对高气压条件下放电法生成臭氧的理论进行了分析,确定了气压影响臭氧生成的主要原因是降低了放电空间中的折合场强(E/N)。分析了高气压条件下传统无声放电和沿面放电两种形式产生臭氧的情况,发现沿面放电的性能优于无声放电,初步确定了以沿面放电形式为基础来开发高气压型臭氧发生装置。通过探讨沿面放电的工作机制,发现电压、频率、气压、介质层的性质以及高压电极的结构形式等都对沿面放电的强度有重要影响。本文设计了以沿面放电为基础的管式单空间双接地极的臭氧发生管。主要对臭氧发生管的结构等进行了研究和设...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 臭氧简介
    1.2 臭氧在制浆中的研究现状及存在的问题
        1.2.1 臭氧在制浆漂白中的研究现状
        1.2.2 臭氧在原料预处理中的研究现状
        1.2.3 臭氧在制浆中的应用存在的问题
    1.3 臭氧生成技术概述
        1.3.1 放电形式
        1.3.2 电极结构形式
        1.3.3 臭氧发生系统
        1.3.4 高气压臭氧发生器的研究现状
    1.4 本论文的研究内容、研究目的和意义
        1.4.1 本文的研究内容
        1.4.2 本文的研究目的和意义
第二章 臭氧生成机理和高气压臭氧发生装置结构探究
    2.1 高气压臭氧生成的机理分析
        2.1.1 影响高能电子产生的主要因素
        2.1.2 氧原子的产生方式
        2.1.3 臭氧的合成与分解
    2.2 高气压下传统无声放电与沿面放电的性能比较
        2.2.1 实验方法
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 实验参数的测量
        2.2.4 结果与讨论
    2.3 沿面放电工作机制的探讨
        2.3.1 沿面放电的等效电路
        2.3.2 沿面放电的过程
    2.4 高气压臭氧发生装置的设计思路
    2.5 本章小结
第三章 高气压臭氧发生管的设计
    3.1 臭氧发生管的结构选择
    3.2 臭氧发生管介质层
        3.2.1 介质层的选用
        3.2.2 介质层等效电容的计算
        3.2.3 不同介质层放电起晕电压的计算
    3.3 臭氧发生管的高压电极
    3.4 臭氧发生管作为压力容器的设计
        3.4.1 臭氧发生管的壁厚
        3.4.2 导线出口密封性的设计
    3.5 臭氧发生管沿面击穿长度
    3.6 臭氧发生管的结构概述
        3.6.1 臭氧发生管的结构尺寸和工作条件
        3.6.2 臭氧发生管的基本结构设计
    3.7 本章小结
第四章 自制高气压臭氧发生装置的试验研究与应用探索
    4.1 试验系统的搭建
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 自制高气压臭氧发生装置的可行性和稳定性
        4.2.2 气压的影响
        4.2.3 电压的影响
        4.2.4 不同高压电极材料的影响
        4.2.5 不同高压电极线径的影响
        4.2.6 不同介质层厚度的影响
        4.2.7 不同进气流量的影响
    4.3 产业化应用的初步探索
        4.3.1 产业化应用的探索依据
        4.3.2 产业化高气压臭氧发生装置的结构设计
        4.3.3 高气压臭氧发生装置其他设备的设计
        4.3.4 与某企业应用的臭氧压缩系统对比
    4.4 本章小结
总结
    1 结论
    2 本文的创新之处
    3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3796677