2結果與討論

2.1電極間距優化

典型電極間距與氨氣和硫化氫的降解效果的關系如圖3所示。實驗條件：1）外施電壓為220V；2）空氣流量為5 m3/h；3）電極齒距為6 mm；4）電極高度為8 mm；5）氨氣濃度為340 mg/m3，硫化氫濃度為500 mg/m3；6）溫度為30℃，相對濕度為35%，考察電極間距為9 mm、11 mm、13 mm、15 mm、17 mm時的氨氣和硫化氫降解效果關系。由圖3可知，在不同輸入功率情況下，氨氣和硫化氫的降解率先隨著電極間距的增加而增大，當電極間距為13 mm時達到最大值，而后隨著電極間距的進一步增大而逐漸降低，得到電極間距為13 mm時具有最大的氨氣和硫化氫降解率。可能的原因是當電極間距增加時，電極的單針放電功率和放電能量密度隨之增加，但當電極間距過大時，兩者隨之降低。同時考慮電極間距增大利于放電穩定，所以確定最佳電極間距為13 mm左右。

圖3電極間距與氨氣（A）和硫化氫（B）降解率的關系

2.2電極齒距優化

典型電極齒距與氨氣和硫化氫的降解效果的關系如圖4所示。實驗條件：1）外施電壓為220 V；2）空氣流量為5 m3/h；3）電極間距為13 mm；4）電極高度為8 mm；5）氨氣濃度為340 mg/m3，硫化氫濃度為500 mg/m3；6）溫度為30℃，相對濕度為35%，考察電極齒距為3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm時的氨氣和硫化氫降解效果關系。由圖4可知，在不同輸入功率情況下，氨氣和硫化氫的降解率先隨著電極齒距的增加而增大，當電極齒距為5 mm時達到最大值，而后隨著電極齒距的進一步增大而逐漸降低，得到電極齒距為5 mm時具有最大的氨氣和硫化氫降解率。可能的原因是當電極齒距增加時，電極的單針放電功率和放電能量密度隨之增加，但當電極齒距過大時，兩者隨之降低。同時考慮電極齒距增大利于放電穩定，所以確定最佳電極齒距為5 mm左右。

圖4電極齒距與氨氣（A）和硫化氫（B）降解率的關系

2.3電極齒高優化

典型電極齒高與氨氣和硫化氫的降解效果的關系如圖5所示。實驗條件：1）外施電壓為220 V；2）空氣流量為5 m3/h；3）電極間距為13 mm；4）電極齒距為5 mm；5）氨氣濃度為340 mg/m3，硫化氫濃度為500 mg/m3；6）溫度為30℃，相對濕度為35%，考察電極高度為5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm，轉化為正負兩級針筒間距分別為23.5 mm、24.5 mm、25.5 mm、26.5 mm和27.5 mm的氨氣和硫化氫降解效果關系。由圖可知，在不同輸入功率情況下，當針筒間距＜25.5 mm時（即電極高度為7 mm）氨氣和硫化氫的降解率隨著針筒間距的增加而快速增大，當針筒間距＞25.5 mm時，隨著針筒間距的進一步增大而緩慢增大，因此考慮到電極制作成本，故確定最佳針筒間距為25.5 mm左右，即電極齒高為7 mm。

圖5電極齒高與氨氣（A）和硫化氫（B）降解率的關系

圖6電極形狀與氨氣降解率的關系

2.4電極形狀優化

不同電極形狀（針尖型和鋸齒型）與氨氣降解效果的關系如圖6所示。實驗條件：1）外施電壓為220 V；2）空氣流量為5 m3/h；3）電極間距為13 mm，電極高度為7 mm，電極齒距為5 mm；4）氨氣濃度為340 mg/m3；5）氣體溫度30℃，相對濕度為35%。從圖6可以看到，在外施電壓不變（220 V）情況下，隨著外施功率均勻上升，有效放電功率也隨之增大，氨氣的降解率也隨之增大，對比兩種不同電極形狀可知，在不同外施功率下，鋸齒型的氨氣降解率均顯著性高于針尖型，這說明有效放電功率是影響氨氣降解的重要因素，而電極形狀又可顯著影響電極的有效放電功率，但其機理需進一步研究。

3結論

以惡臭氣體氨氣和硫化氫的降解率為考察指標，得到電暈放電式低溫等離子體設備電極結構參數如下：

1）氨氣和硫化氫的降解率先隨著電極間距的增加而增大，當電極間距為13 mm時達到最大值，而后隨著電極間距的進一步增大而逐漸降低，得到電極間距為13 mm時具有最大的氨氣和硫化氫降解率。

2）氨氣和硫化氫的降解率先隨著電極齒距的增加而增大，當電極齒距為5 mm時達到最大值，而后隨著電極齒距的進一步增大而逐漸降低，得到電極齒距為5 mm時具有最大的氨氣和硫化氫降解率。

3）當電極齒高＜7 mm時，氨氣和硫化氫的降解率隨著齒高的增加而快速增大，當電極齒高＞7 mm時，其降解率隨著齒高的進一步增大而緩慢增大，因此考慮到電極制作成本，故確定最佳電極齒高為7 mm。

4）在不同外施功率下，鋸齒型的氨氣降解率均顯著性高于針尖型。