直流电晕自由基簇射烟气净化技术是新兴的烟气多种污染物脱除手段。在电晕过程中，自由基的生成及其影响因素研究是关系到直流电晕自由基簇射技术优化及效率提高的重要课题。本文首先简要评述了国内外电晕放电烟气净化的研究进展，对比了各种自由基检测方法，指出了发射光谱法自由基检测的优势。分析了电晕自由基生成及发射光谱自由基检测机理，同时建立了发射光谱自由基检测系统，围绕发射光谱电晕诊断及OH自由基生成检测展开了研究，得到了一些对优化放电，认识自由基生成机理有指导意义的结论。主要结论如下：在以加湿氮气为背景的直流电晕放电中，检测到了OH（A²∑⁺→X²Π）和N₂（C³Π_u→B³Π_g）两种重要光谱，证实了直流电晕放电中OH自由基的存在。对喷嘴、针．平板直流电晕放电中OH（A²∑⁺→X²Π）和N₂（C³Π_u→B³Π_g）两种光谱在放电空间的分布状况进行了检测。研究结果表明：两种放电形式中电晕发光主要分布在放电喷嘴、针尖轴向10 mm，径向半径约4 mm区域内，离喷嘴距离增大，发光强度衰减明显；喷嘴外径增大后，自由基径向分布区域有所拓宽，而针尖放电间隙少量变化后自由基及高能电子分布区域变化很小；当放电功率增大后，自由基发光增强，且自由基生成区域略有增大。以发射光谱测量为基础结合背景气体淬灭率影响，研究了常压下喷嘴．平板电晕自由基簇射中放电参数、背景气体、电极气成分等因素对OH（A²∑⁺→X²Π）发光的影响。结果表明：在放电参数影响中，随着电晕放电电压和放电功率增大，激发态自由基OH（A²∑⁺）生成量都呈增长趋势，而随放电功率增加，OH（A²∑⁺）生成量呈近似线性增多，说明自由基簇射过程中自由基的生成主要取决于放电功率；在加湿氮气直流电晕自由基簇射中有明显的OH（A²∑⁺→X²Π）光谱存在，但加湿空气条件下OH生成较少；载气增湿后OH生成量明显增多，而Ar和O₂的存在分别增强和减弱了OH（A²∑⁺→X²Π）发光，可能原因分别是Ar加入引起Penning分解效应和O₂吸附电子导致电子能量降低。在以Ar为H₂O载气的自由基簇射中，检测到了Hα原子谱线，并研究了不同放电功率下了Hα（3P→2S，656.3 nm）和OH（A²∑⁺→X²Π）谱线强度变化，同时以ArⅠ原子线为基础计算了电子激发温度，得到激发温度随放电功率增大缓慢增加；以N₂为H₂O载气时，用Boltzmann斜率法计算了自由基簇射过程中N₂分子的振动温度，并研究了不同振动温度下N2（C³Π_u→B³Π_g，Δv=+1）各振动态的发光强度比较，利用已知N₂（C³Π_u→B³Π_g，0-0）发射光强，求得了N₂（C³Π_u→B³Π_g，Δv=+1）带系光强，并从OH（A²∑⁺→X²Π）谱线中扣除了与N2（C³Π_u→B³Π_g，Δv=+1）发光重叠部分，得到实际OH（A²∑⁺→X²Π）光谱积分强度，结果表明OH（A²∑⁺→X²Π）与N₂（C³Π_u→B³Π_g，Δv=+1）谱线部分重叠对发射光谱技术OH自由基测量影响不大。在以O₂，H₂O为主要自由基源的电晕自由基簇射过程中，对喷嘴垂直，平行及斜向三种典型放置方向下臭氧、OH两种重要活性物质生成量进行了综合实验研究。研究发现：在相同放电功率下，垂直放置时臭氧生成量，OH自由基发光强度明显高于平行放置时，同时，污染物NO氧化效果也较好。究其原因为喷嘴垂直放置时电晕流光区与反应器内自由基源富集区一致，而平行放置时电晕流光主要集中在富集区的边缘，从而前者电晕自由基产率更高。因此垂直放置喷嘴更有利于活性物质生成，为优化放电及电极气射流，提高电晕活性物质生成量提供了依据。