热等离子体处理电子垃圾和大功率激发氢感应耦合等离子体Balmer系光谱的研究

摘要

在绪言中，首先对目前国内外电子垃圾的概况和有关处理技术作了概述，并对热等离子体炬焚烧电子垃圾的基本原理和一些关键技术作了介绍.然后，说明了ICP源的基本工作原理和常见装置结构，综述了低功率射频源激发ICP的技术概况和发展趋势，最后展示了ITER计划与高功率射频源激发氢ICP光谱研究的意义. 在第二章，开展了热等离子体处理电子垃圾的基础性研究.利用会聚-扩展型阳极通道的直流非转移弧等离子体炬的高温加热作用，将电子垃圾中的废弃电路板完全焚烧成熔融状玻璃体，实现了减容、减量、无害化.由于该技术不会产生普通焚烧炉燃烧时会产生二噁英、呋喃等有毒气体，实现了环境保护. 在第三章，深入展开了用热等离子体批量处理电子垃圾样品的工业化试验.我们测得在这种等离子体炬焚烧炉排出的尾气中，主要成分是占绝对比例的CO，可作为再生燃气资源.另外，经过实验系统第一、二两个批次的焚烧处理，发现焚烧结果中含有大量贵金属块，可供人们作为再生资源回收。 在第四章，利用朗缪尔探针系统地测量了室温下低压空气和氩气ICP中三种重要参数(电子密度值Ne、电子温度kTe和等离子体电位V(P)的均匀性。发现:Ne具有良好的区域均匀性，kTe和V(P)则表现出明显的非均匀性。 在第五章，报告了在RF电源输出大功率(1～6kW)作用下产生氢ICP光谱Balmer线系中Hα、Hβ和Hγ谱线光强随入射功率变化的实验结果。在Ⅰ区(1～2kW)，三种谱线光强随入射功率线性增加，利用日冕模型、能量分布的Boltzmann定律和有关能级跃迁知识给出了说明;在Ⅱ区(2～4kW)和第Ⅲ区(4～6kW)，由于电源输出功率的增大，氢ICP所处电场的作用已不容忽视，考虑到氢原子激发态日益明显的Stark效应，对新的实验结果给出了解释.

目录

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摘要

第一章 绪论

§1．1 热等离子体处理电子垃圾

§1．1．1 国内外电子垃圾和处理技术概述

§1．1．2 热等离子体源处理电子垃圾技术的可行性和意义

§1．1．3 热等离子体炬的基本工作原理和应用

§1．1．4 热等离子体处理垃圾的关键技术

§1．2 高功率射频源激发氢ICP光谱

§1．2．1 ICP源的装置结构和工作原理

§1．2．2 低功率射频源激发ICP概述

§1．2．3 高功率射频源激发氢ICP光谱研究与ITER计划

§1．3 本文的研究内容和安排

参考文献

第二章 热等离子体处理电子垃圾的基础性研究

§2．1 引言

§2．2 等离子体实验装置及焚烧炉结构

§2．3 实验结果与说明

§2．4 焚烧炉尾气主要成分

§2．5 本章小结

参考文献

第三章 热等离子体批量处理电子垃圾的工业化实验

§3．1 引言

§3．2 实验系统原理概述

§3．3 样品在实验前后的形貌比较

§3．4 实验过程系统温度变化和烟囱尾气成份分析

§3．5 能量损耗估算

§3．6 本章小结

参考文献

第四章 感应耦合Argon等离子体的均匀性研究

§4．1 引言

§4．2 等离子体的主要性质参数

§4．3 实验系统装置概况

§4．4 氩ICP实验结果均匀性的分析讨论

§4．5 本章小结

参考文献

第五章 高功率射频源激发氢ICP光谱Balmer线系的实验研究

§5．1 引言

§5．2 双谱线相对强度测温法

§5．3 测量高功率氢ICP光谱性质的实验装置

§5．4 谱线强度与输入功率和Balmer线系波长关系的实验测量结果

§5．5 三个高输入功率区间实验结果的理论分析和讨论

§5．6 本章小结

参考文献

第六章 研究展望

攻读博士学位期间发表的论文

致谢