当前,我国大气污染问题越来越突出,2015年至今我国相继出台并落实各项环保政策,从燃煤锅炉等污染源上整治,取得了一定成效。传统的电除尘器对细颗粒物的除尘效果差,PM10和PM2.5则通过各种途径侵入室内,危害人类健康。目前,市面上的空气净化设备的净化效果差异较大。而等离子体放电时产生的高能离子流可以使颗粒物荷电和碰撞凝并,进而在电流体力和粘性力的共同作用下被收尘板捕集,产生的强氧化性活性粒子能够氧化降解有害有机、无机物和微生物气溶胶。本文以此为背景,针对等离子放电时的荷电能力、除尘效果、离子风驱动气流、电凝并效果、反电晕等特征进行研究,主要研究内容和实验结论如下:(1)单区电除尘器中颗粒物的荷电与除尘同步进行。线板反应器中颗粒物的荷电极性与微秒脉冲、直流电源的电压极性相同。颗粒物粒径越大,颗粒物荷电量越大。一定脉冲电压下,频率能够提高颗粒物的荷电量,但是频率的增加增强了离子风的负面影响,反而降低了除尘效果。在不同的直流和脉冲叠加形式下,颗粒物荷电量达到最大值时除尘效率并不是最佳值,那是因为电压提高颗粒物荷电量的同时也加强了二次流的负面作用。(2)线板式单区电除尘器中,在相同电压下,直流比脉冲产生更强的电流体力和涡流。线电极上下游区域靠近收尘板附近形成对称的双旋涡。不同一次流时,随着电压的增大,旋涡形成初期时EHD/Re2值为1～20之间,线电极附近的电场强度最强,涡流最剧烈。两种电源叠加时,总叠加电压一定时,直流基电压越大,湍流现象越明显,更易形成旋涡。(3)双区电除尘器中先进行预荷电再除尘。一定的电压范围内,提高收尘电压和荷电电压,均能提高收尘效率。当收尘电压高于一定数值时,收尘板边缘类似尖端放电,强电场产生的离子风会阻碍颗粒物驱进收尘板进行除尘。在同样的收尘电压下,相比于线板电除尘器,板板电除尘器中不仅可以提供匀强电场,而且不易产生剧烈的离子风。(4)采用交错布置的线线结构作为电凝并反应器,施加直流、脉冲和交流高压均能起到凝并效果,提高收尘效率,效果由大到小为:交流>脉冲>直流,直流高压凝并对不同粒径的颗粒物凝并效果大致相同,收尘效率平均提高5%,脉冲高压凝并大大提高了小粒径颗粒物的凝并效果,收尘效率平均提高13%。交流高压凝并对大小粒径的颗粒物均大大提高了收尘效率,平均提高10%。(5)等离子体放电时对气流具有推动作用,针筒、针孔和针网三种结构放电时形成的气流最大速度由大到小为:针筒>针网>针孔,分别为2m/s、1.4m/s和1m/s。且在靠近反应器下游的较小区域形成气流高速运动,远离该区域气流速度骤降。(6)高比电阻的多孔蜂窝陶瓷能进行稳定的反电晕放电,且反电晕放电时多孔蜂窝陶瓷前后均有明显的气流流动,可用作辅助气流驱动动力。相同的峰值电压下,脉冲高压相比直流高压不易于产生反电晕放电;直流叠加脉冲高压时,总叠加电压一定时,其中直流电压越大,产生反电晕越明显;一定的直流电压下产生的反电晕情况下,施加额外的脉冲高压并不能抑制反电晕的产生,反而使反电晕放电更剧烈。