脉冲电晕放电过程中OH自由基等活性基团的空间分布特性对燃煤烟气污染物的氧化脱除具有重要作用。为了探索脉冲电晕放电污染物控制技术的机理, 采用激光诱导荧光法检测线板式反应器内部脉冲电晕放电过程中OH自由基的空间二维分布特性, 主要研究了不同相对湿度和含氧量对OH自由基空间二维分布特性的影响。实验表明, 脉冲电晕放电过程中OH自由基主要存在于线电极下方的区域中, 并以线电极为中心面向板电极呈现扇形分布, 并且其扇形分布区域的纵向长度和横向宽度的最大值均小于1 cm; 相对湿度的增大有利于OH自由基的生成, 促进OH自由基空间二维分布区域面积的扩大, 当相对湿度为65%时OH自由基的空间二维分布区域面积达到最大值; 当含氧量为2%时最有利于OH自由基的生成, 并且OH自由基的空间二维分布区域面积达到最大值, 当含氧量超过15%时对OH自由基的生成及其空间二维分布主要起抑制作用。同时, 相对湿度和含氧量的增加均提高了激发态OH自由基中猝灭部分所占的比重, 从而降低了OH自由基的荧光产率, 其中含氧量对OH自由基荧光产率和OH自由基空间二维分布的影响作用大于相对湿度。

针对以直径1 000 mm、边缘角60°的碟式镜为一次镜的二次反射系统，讨论了不同形状的二次镜(旋转椭圆面型、旋转双曲面型、平面型及旋转抛物面型)的聚光情况.结果表明：当旋转椭圆面型和旋转双曲面型二次反射系统的焦点落在一次镜顶点处时，对旋转椭圆面型二次反射系统，随数值孔径增加，接收板中心的能流密度先增大后又减小，光斑直径减小；数值孔径为0.4时，能量聚光比最大，约为5000倍.旋转双曲面型二次反射系统的能流密度和光斑直径均随数值孔径的增大而减小；数值孔径为0.5时，能量聚光比最大，约为8 990倍，旋转椭圆面型和旋转双曲面型二次镜均适用于二次反射低焦系统.旋转双曲面型二次反射系统聚光比更高，结构更紧凑.对平面型二次反射系统，随焦点位置的升高，接收板中心的能流密度增大；光斑直径几乎不变；焦点相对位置为0.9时，能量聚光比最大，达到21 000倍；适用于高焦二次反射系统.旋转抛物面型二次反射系统随二次镜位置的上升，接收板中心的能流密度增加；光斑直径减小；最大能量聚光比约80倍，适用于低倍二次反射系统.

采用发射光谱法测量了线板式脉冲电晕放电中激发态氮气分子N*2和离子N+2的光谱强度, 并与数值计算获得的结果进行对比, 确定放电电场的空间分布及平均电子能量。 水平与竖直方向离开线电极0～2 cm, 随着距离的增加, 平均电子能量和电场均呈先减后增的变化趋势; 放电电场变化范围11.05~19.6 MV·m-1, 对应的平均电子能量的变化范围10.10~13.92 eV。 这一能量水平的电子足以与O2, H2O分子碰撞产生O, OH自由基, 并进一步反应生成O3。 在NO氧化过程中, NO可与OH自由基共存, 但不能与O3共存; 且O3或O氧化NO的效率高于OH自由基, 推断O3或O在NO的氧化过程中起关键作用。

流光在OH自由基的生成过程中起到重要作用。 为了研究流光与OH自由基之间的关系， 利用ICCD拍摄了线板式脉冲电晕放电反应器内流光的形成和发展过程， 着重研究了在反应器几何结构固定的情况下， 输入峰值电压对流光发展速度和流光在阴极板覆盖范围的影响。 实验表明在反应器不击穿的情况下， 输入峰值电压越大， 越有利于流光的发展， 因此生成的高能电子数量越多。 此外我们还利用发射光谱法测量了脉冲电晕放电反应器内OH自由基的二维分布特性， 并且与流光发展轨迹图对比。 OH自由基在放电电场中的分布特性是以电极线为中心向四周扩散， 浓度逐渐降低。 这个结论和流光在脉冲电晕放电反应器内的发展轨迹图相吻合。

以发射光谱法为基础， 检测了常压状态线-板式脉冲电晕放电过程OH自由基在反应器内的空间分布； 研究了线电极直径， 线线间距以及线板间距对生成OH自由基的影响； 从而明确脉冲电晕放电反应器的性能。 结果显示： OH自由基浓度沿线电极X轴方向逐渐降低， 活化区域半径20 mm左右， 沿Y轴方向先升高后降低， 活化区域半径大于30 mm； 线电极的直径小于2 mm时， OH自由基的光谱强度基本不变， 线电极直径继续增大， 发射光谱强度随之迅速下降。 线线间距逐渐增大， OH自由基的发射光谱强度随之增强。 OH自由基的发射光谱强度随着线板间距的增大而降低。

利用热重－傅里叶变换红外光谱联用方法研究添加CaO对麦秆热解过程和挥发份析出特性的影响。 热重和红外光谱分析均表明添加CaO后麦秆热解呈现两个明显的失重和挥发份析出阶段, 而纯麦秆热解则只有一个。 CaO在第一阶段不但能够吸收CO2, 而且能够降低甲苯、 苯酚和蚁酸等焦油类物质的产生, 使得该阶段失重率和最大失重速率随CaO添加量增加而减小。 CaCO3的煅烧分解是添加CaO麦秆热解第二阶段产生的原因, 该阶段失重率和最大失重速率随CaO添加量增加而增大。 研究结果表明, 在采用生物质为原料的零排放系统中添加CaO有利于捕获CO2和减少焦油物质的产生, 系统的气化温度应适当降低以防止CaCO3的煅烧分解。

采用发射光谱法测量了在加湿的空气、 氮气、 氩气3种气体背景下脉冲电晕放电产生的OH自由基, 通过对发射谱线的分析, 研究了在3种背景条件下, 脉冲峰值电压、 脉冲频率等因素对OH自由基产生过程的影响, 着重研究了气体湿度对OH自由基产生过程的影响以及OH自由基在放电电场中的分布特性。 实验表明OH自由基的生成量随脉冲峰值电压和脉冲频率的增大而增大, 而湿度变化对其影响则与放电背景环境有关, 不同背景气体下其变化规律也不相同。 空气中放电时产生的OH自由基数量随湿度的增大而增大, 氮气中OH自由基的生成量随湿度增大呈先增大后减小趋势, 而氩气中OH自由基数量随湿度的增大呈先减少后增大趋势。 OH自由基在放电电场中的分布呈从针电极中心向四周逐渐减少趋势。

为更深入地认识电晕放电低温等离子体中自由基的生成机理,以发射光谱测量为基础并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过程中放电参数、背景气体、电极气成分等因素对OH(A2Σ+→X2Π,0-0)发光的影响.结果表明:在放电参数影响中,放电电压及放电电流都会影响OH生成量,OH发光随功率增加而大大增强;在加湿氮气直流电晕放电中有明显的OH(A2Σ+→X2Π,0-0)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(A2Σ+→X2Π,0-0)发光,可能的原因是这两种物质影响了放电和OH(A2Σ+)的淬灭.