介質阻擋放電脫除甲醛的化學動力學模擬.pdf

1、本文對介質阻擋放電脫除甲醛反應體系進行了化學動力學模擬，選擇放電過程中所涉及的基元化學反應建立了數(shù)學模型，將所考慮的化學反應歸結為有關粒子濃度的剛性常微分方程組的初值問題來求解，通過FORTRAN編程采用特雷納法計算。另外，將模擬結果與本論文的實驗數(shù)據(jù)進行了直接對比，二者總體上符合得較好。 主要結果如下： (1)在模擬空氣氣氛下，模擬研究了放電過程中主要物種濃度隨放電時間、H<,2>O含量、電子密度和HCHO初始濃度

2、的變化趨勢。發(fā)現(xiàn)O原子和OH自由基是HCHO脫除的主要活性粒子，在電子溫度 3.3eV，電子密度 3×10<'7>cm<'-3>條件下考察二者對HCHO 脫除的貢獻比，結果約為 1/3。N<,2>分子的第一電子激發(fā)態(tài)，N<,2>(A<'3>∑<'+><,u>)，是本論文特別關注的一個活性物種，它的存在對O原子和OH自由基的生成有顯著促進作用。與含N<,2>(A<'3>∑<'+><,u>)體系相比，不含N<,2>(A<'3>∑<'+><,

3、u>)體系的O原子和OH自由基的濃度分別降低81％和92％。 (2)通過模擬與實驗兩條途徑，分別在模擬空氣和氮氣氣氛中研究了介質阻擋放電等離子體對HCHO的脫除。在輸入能量密度300 J/L 條件下，模擬空氣和氮氣氣氛下HCHO脫除率分別為80％和52％。在氮氣氣氛中N<,2>(A<'3>∑<'+><,u>)態(tài)是令HCHO脫除的主要物種。討論了HCHO初始濃度、氣體流量對HCHO脫除比能耗的影響，HCHO初始濃度較高時，甲醛脫