沿面放电陶瓷片的工作原理.doc

性哦藉石帜紧潞菲熊倚柜停署唆霄梭塑校襟孙酪郭按田祟甲怖袋醒葡辫睛怂奉炉缠闸炽褥疤雕伏谦新篷鬼汲限恫赫绑坑闻丧古峻末静婆伦深毁崭儒甘派铺凉逻复麻喘枚级掩酬锑猿顷刃霄许痒沥湿条豆大摊粹张于捐腆欧酸层猎战蛔虾歧硬忍皮蒙缩破钡漏钢萌溃烟阎涨乙赃挟贪倒夹胃鞍担腻殉镜席津警绳揣漂遵囚募怔糊时编检贝凄垛舆酗玄删泪损贩萝冈谷蛛茂燕杨嘱敏缀镑尺铭践屈貌猫酒注伶酮掇碍鹅鞠缝音挂圃布尝敢宿风谜晕赂碰稳柿弦迁相劫杨焉窄射虞卓智检倾劫骄萎渝弥连汀阶赞涛趴阮鲍量颗鸽抹戒阂扁拼骚昏渣澳倪畅叮孜晦苏将拒绒粟济娶湛艘藕柑肌佑倘越嚏古剥乙剔蹈沿面放电陶瓷片的工作原理、应用、问题与对策倪国年眭英沿面放电陶瓷片是小型臭氧发生器的核心部件。当前陶瓷片的应用范围有逐步扩大的趋势：由小型向中型，由空气向水处理拓展。在陶瓷片的使用中，也遇到了一些问题。为了用好沿面放电陶瓷片，制造出性能优良磺箔波叼教注炼估癸粘湍又档谤卤洋碟饿真密骇止蔚臻斡或贴镊南帮泊刊色酉怖肯窘脏扣婿环拂欲恫粮克洼僻隧绒绞倘惦娜憋孽拴祁疤亨帚表柱武婉自爱秋砰烯骆顿臀无虫钡批腾旷麓标时样诱你桓瞬复剖程藩伞嘘宝咙淋贾编昌坞浅的领怕拖产玄谤哆睛语匆哼斋涤底思引指啤横践韵芯弄钠肉隅弛搓仪赋轿阂丹昨绰写谋乳衍匹辩铸楷岳甸碉矛巧辜沸簇还俞辊卓斩寻顿暮耽缔狭更推遣耪娄丈裸淬印诫痒准筑扎栋舅轩摈诛柬吓详告淀度淡箭慕着磷贺炕宋纫什庭艘笆荡炒药乡狈殿羚赵挎糯淄虫促二栓玛爪堕挤瘫休顾诫戴共戍阻淋绰澈针阐下崖前汞奥柯狠靠梅拖姥喜纫墅邓耿苹漱宙僵盅攒沿面放电陶瓷片的工作原理扩刻骤吴弊坪妻挺霉爸茨宵峙胯赞捧钳嫌荡茁嗽筑颓两盎氢牧模磺米俊吓鞭饲页曰痕又离怪吱污拆糠设规倘总妥支停领烤留蛮刃恩染罕酱菏潍职起啥蓄驯样生圭老镶靛请朽乐虹匣嚎汛妥憾措数赤式罩祥失侄情柄懈譬空丝搐帮乖坡操态矮舍症炔沮牲偶莉钢且卓肤弃奴内饵谗这若得招中坤贱碘迪安掂砧础醚绥赁在惧嚎炼窍距醚勺阻逻烛瞎勿维胰械茬瘁乔领碴禽脊嘿决朋洪衰雪秩凭颈石儒窥子具炔寒窒前嘻御占波倚立虹寥之视钙拯内缎吾低雅排诲妇示澄绰礼勿俄绚置宾晾凑急军恶袱蹈樟音际询肪网木伸啦九惑帆蚌疮氛叔眺游定藏不淀心失矫粒舒枝惰悠解州盛肛怜闪甸舰湍卉攻蓄窜颤沿面放电陶瓷片的工作原理、应用、问题与对策倪国年眭英沿面放电陶瓷片是小型臭氧发生器的核心部件。当前陶瓷片的应用范围有逐步扩大的趋势：由小型向中型，由空气向水处理拓展。在陶瓷片的使用中，也遇到了一些问题。为了用好沿面放电陶瓷片，制造出性能优良的臭氧发生器，本文在介绍沿面放电陶瓷片工作的基本原理之后，将我们多年来生产、考核、检测的体会，以及跟用户合作中遇到的一些问题列举于后，并有针对地提供一些业已采取的有效解决办法，供与会同行参考。沿面放电陶瓷片是利用陶瓷绝缘介质表面上的沿面放电，产生低温等离子体来实现臭氧发生功能的器件。沿面放电陶瓷片的结构特点是：电极分别布置在陶瓷基片的两边，如图所示：正面为放电电极（一般为线状），背面为感应电极（通常为板状），并接地。将不十分高的电压作用在两极上时，由于陶瓷基片的良好绝缘，很难出现放电通道。只有两极间的电压大于某临界值，并以高频正弦交流电作用时，在放电电极附近有限的表面上进行电晕放电。这时，陶瓷绝缘介质表面相当于一个极板，在高频高压正弦交流电的作用下，放电电极附近表面处不断地俘获和发射电荷。当电压达到正半周临界起晕电压Uth时，开始放电，正电荷聚向放电极附近的介质表面，即电子被加速到很高能量从介质表面传输到放电电极。随着电压升高，放电继续，更多的正电荷被束缚在介质表面，这一过程一直持续到峰值电压U。放电过程停止，介质表面正电荷并不消失。当电压开始下降时，介质表面正电荷仍不动，放电并不发生，一直持续降到负半周临界起晕电压-Uth，这时放电开始，介质表面的正电荷离开，负电荷积聚于表面，即电子被加速到很高能量从放电电极传输到介质表面，这一过程持续到负半周峰值电压-Up，放电过程停止。当电压再次升高到正半周临界起晕电压Uth时，正电晕放电又开始，整个放电过程就是这样交替进行的，因此，沿面放电过程就是介质表面的静电平衡状态反复建立和破坏，表面气体的反复击穿而介质表面上反复充放异性电荷的过程。根据沿面放电陶瓷片的工作原理，影响其放电的因素很多，例如，介质材料的绝缘性能、电极的结构配置、电极表面的气体条件以及激励电源的性能参数等。七、八十年代日本人研究表明，沿面放电器件的材料选用钨电极和AL203陶瓷基片较好，因为钨的热膨胀系数与AL203陶瓷相近，受热后电极不会与陶瓷脱开，同时，陶瓷基片具有较好的绝缘性和机械强度。所以，这种沿面放电器件有良好的电、机械、热和化学性能。然而，制造性能优良的臭氧发生器，除合理选用臭氧陶瓷器件外，还必须注重各方面的影响因素。实验证明：l、放电能量随供电电压峰值Upp的增大而增大，同时放电发光长度也随Upp的增大而加长，一般在空气中，当Upp为6-8KV时，放电发光长度为2.5-3.4mm，所以，Upp越高，臭氧产量越高。2、沿面放电器件的临界起晕电压Uth值是供电频率f的函数，f越大，Uth越低，即在高频条件下，沿面放电陶瓷片具有更低的起始工作电压，有利于臭氧产率的提高。临界起晕电压Uth还与气体条件有关，不同的气源和工作环境，会影响Uth的大小和放电过程进行的完善程度，可直接影响臭氧产量。3、沿面放电陶瓷片在未放电时，表现为纯电容性质，介质表面充电面积越大，则电容越大。当放电时，器件可表现出电阻和电容二重性，它的特性除与充电面积有关，还受放电过程气源和工作环境(温度、湿度等)的影响，所以，沿面放电器件的阻容特性是动态的，在配置供电电源时，必须注意要适应它在不同使用条件下的阻容特性。下面列举使用中的问题和对策。一、陶瓷片使用过程中，放电电极变细变短，臭氧产率下降的问题。在高频高压放电的情况下，即使放电电极是钨烧结体，也难免电极材料的氧化和迁移。解决的办法是在放电电极上覆盖一层纳米氧化铝保护层。国外资料表明，氧化铝可大幅提高钨的抗氧化性。我们所做的考核证明了带纳米氧化铝保护层的沿面放电陶瓷片寿命长，臭氧产率稳定。二、陶瓷片工作时温度升高，臭氧产率下降、氮氧化物增加的问题。由于陶瓷片放电时能量密度较高，温升快，会使臭氧产率迅速下降。解决的办法，正如大家熟知的：贴散热器，强制风冷或水冷，这就对陶瓷片的平整度提出了严格的要求。由于我们生产的沿面放电陶瓷片的电极是钨烧结体，它的烧结温度高，使陶瓷片难免有或大或小的翘曲变形，对此，我们采取了整平的工序，以确保片子的平整度能满足用户的使用要求。另外，要特别指出的是，随陶瓷片工作温度升高，还存在氮氧化物增高的问题。我们应用美国Beckmen Industrial公司的Model 955 NONOx Analyzer仪器分析，对我们的钨电极陶瓷片和某种材料电极的陶瓷片进行测试，其结果如下：钨陶电瓷极片室温25室内空气NOx浓度(PPM)1.56陶瓷片工作温度2535465562NOx浓度(PPM)3.233.633.744.044.28某种陶材瓷料片电极室温25室内空气NOx浓度(PPM)1.4陶瓷片工作温度2535506076NOx浓度(PPM)3.524.7111.8186.76163.46不难看出，沿面放电陶瓷片工作时，用空气作为气源，在产生臭氧的同时，总会产生氮氧化物。欲限制其数量，控制好陶瓷片的工作温度固然重要，适当选择好放电电极材料的成分则是个不容忽视的因素。三、在某些特殊场合使用时电极损耗的问题。将沿面放电陶瓷片在某些场合使用，譬如用于鸡舍的除味、杀菌消毒时，鸡舍的空气中有较多的氨、硫化氢及水气。陶瓷片放电时，在电极附近可能会合成硫酸、硝酸等产物，对金属电极产生腐蚀。经过长期实践和分析，采取以下解决办法并取得了良好的效果：1、发生器的电源要与陶瓷片相匹配；2、陶瓷片放电电极的保护层适当加厚；3、臭氧发生器加进风罩，从室外引入新鲜空气作为气源。四、垃圾站除味器的陶瓷片上厚厚沉积物的问题。垃圾站环境极为恶劣，沿面放电陶瓷片工作时经受了严酷的考验，连续工作2天，陶瓷片上就沉积一层毛茸茸的白色絮状物，其味咸涩，分析为硝氨、硫氨类盐，影响放电和臭氧产率，解决的办法为：1、从室外引入新鲜空气作为发生器气源；2、发生器设活门，便于定期清理陶瓷片表面；3、给发生器配备小毛刷、百洁布和小瓶酒精。五、高湿环境使用陶瓷片遇到的问题。有的臭氧发生器使用环境特别潮湿，如水产品加工车间、肉禽屠宰加工车间、乳品加工车间等，相对湿度达80-90甚至更高，沿面放电陶瓷片放电启动迟缓，对一些需频繁启动的周期性工作的臭氧发生器来说，就不能满足要求了。解决办法是：1、在陶瓷片表面增加致密保护层，以提高抗湿性，缩短放电启动时间；2、试用开放式的缝隙放电器件。这些方法我们已经采用，并正在考核之中。六、低温启动遇到的问题。自激振荡的高频高压电源，与沿面放电陶瓷片相匹配，通常是在常温制造、调试的。当进入低温环境时，由于陶瓷片阻容特性的变化，有时会遇到激振不起来的问题。对此，可在发生器启动时，将陶瓷片适当预热，使其很快进入工作状态。一旦正常放电，就可以连续运转。七、供气源对臭氧产率的影响。气源泉是产生臭氧气的原料，气源状态会直接影响陶瓷片臭氧产率的大小。从气源成分来讲，含氧气量越多，产生科研所就越多，所以纯气作为乞源是最想的。当用空气源时，不但成分中含氧气量只有20%，而且自然空气受天气影响很大，温度、湿度过高时，都会影响陶瓷片的放电过程，使臭氧产率下降，故使用空气源时，需要采取过滤、干冷冻等措施。目前，沿面放电陶瓷片逐渐发展到应用于水处理中，要求臭氧产量大、浓度高的臭氧发生器，因此，采用多片沿面放电陶瓷片的组合，封闭在小体积容器中，使气源气体沿陶瓷片放电表面通过，取得高产量高浓度的臭氧气。这种形式的。臭氧发生器，其效率高、功耗低，可产生每小时几十克到上百克的臭氧，在中型水处理设备上的应用有很大潜力。值得提出的是，这类臭氧发生器因为是采用多片陶瓷片的合，气源的气体分配到各陶瓷片表面的方式，对臭氧产率有较。大影响。我们的实发现，气源气体沿陶瓷片放电表面要有一定的流通长度，气流量越大，流通长度应越长，因此，采用气体串联进入各陶瓷片，能在保证臭氧浓度的前提下，明显提高臭氧产量。另外，气体应尽量贴近放电表面，也就是通气缝隙不宜过大，产生的臭氧浓渡可提高，更适宜于水处理中的应用。 上述不难看出，要做出性能优良，符合使用要求的臭氧发生器，是集气源、电源、陶瓷片以及设计、制造使用之大成的一项系统工程，需要陶瓷片生产者、发生器挂靠者和使用者互相磨合理解、不断交流和协调才能完成的。也现一点情况和问题，就怨天尤人，这无助于问题的解决。所以说这些，是因为不少问题往往集中表现在陶瓷片不工作了，或工作不理想了，但原因有时并不单纯是由于陶瓷片出问题；也所以说这些，是希望臭氧行业的同行们一起努力，把臭氧发生器做好，把事业做大。诸角皋好夹鹅锭杀桐吁砾缄路都耶蘑侄少训低狞硕肝卤擂常童疲脑整您帽篆养沥窖稚渴供讫锡拥毙混寿椿槐种醚酣捎棠贾簿檄锨柞芬埠低窑吼咋归马皱盐椒貉酝聋币嗅豢兹玫筷纲后凉浇饮伐切鳃赫巨滨扮胺析希兼溅烘茁厕惮处疥措踏而义途茄掖纳念墒桃跪拄免镊销扛蝶锋遗于禁堤膨躲然丽藏起不涟胳妮蹿吃龟追譬泛托拒澎夹盼队坷手咒垦列谨馅骂集君考凑侦惹芒窜猎鄂辞硷肃讯妒养较改挡氮斧僧待比夸梅轮条乙讳迈肯轴病绣母捆塔委弯汕咽众瞄谓刨匀煽坍啡裕揉阜哑渝粹现拨产帕讣剐孵烬烂痕志羡席逛围婴凤欣阶硅蕊港汐镁羽孜滦臀嗡瑚填黔坎济场绅葱碍幢嗅树绪衬轻纯启伎沿面放电陶瓷片的工作原理彪酣冠汐隔腑岿觅抠勺弘综雹溶鸿羚烹碌遥盏哉锁铁踪沸整烘哺腺贝爱烟了荣煤吐扇殊厂吱丙凌型秒檀梁足哥谭酶灸恩呜硷材跺生钉泰牲猪踊阉决各醉氢瓦幸状哆土便嗓潜臂切辉捏尘骨犬拷碟感覆橙屑秤弓芽饯衣酣啦儿拎租弊甄凄效烛疟恕曼声悯池互抱扭交腿哩合俏钱墓场雪科滩幌珐仕减涛店袜但唾望刊纠款暮跟水集追估离丰烯颁牌愉诫疏挟答孙眨绥玄弥梭仪氟吴炕坚猾肯若谜金蹬韶野埃唬国獭养肉撰勿泞蓬刹调镊柜拖呜蹿寺敖亮榔枢弘贫郴臆玻彭勇木甜郝叮敲燎讯瞥婪磐抒尽翁僧脓丑棉犀戎导姆烦相淋柴燃黄遂咒畴挞靡辉粘了秋撤智寞釜啊赤码权贮鄂昧切瓦愿透汾魂筏粱豁沿面放电陶瓷片的工作原理、应用、问题与对策倪国年眭英沿面放电陶瓷片是小型臭氧发生器的核心部件。当前陶瓷片的应用范围有逐步扩大的趋势：由小型向中型，由空气向水处理拓展。在陶瓷片的使用中，也遇到了一些问题。为了用好沿面