抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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オゾンは,不要な副生成物や残渣のない最も強い酸化剤および漂白剤の1つであり,飲料水処理,廃水処理,その他多くの用途に広く使用されている。このため,オゾンの発生効率を高める要求が急速に高まっている。現在のオゾン発生器での生成効率は低く,推定で総電気エネルギーの20%未満がオゾン合成に使用され,他は熱エネルギーとして放散される。オゾン生成に関しては多くの研究が行われているが,オゾン生成過程における感度係数,生成速度の温度依存性,詳細なエネルギー変換についての報告はなく,熱損失や熱の流れについては解明されていない。本稿では,パルス放電を用いたオゾン生成プロセスにおけるエネルギー変換とガス温度依存性を調べるために,プラズマ完全混合反応器に基づく自己整合モデルを開発した。数値計算結果は,実験によるオゾン濃度と一致し,エネルギー変換を検討し,感度および生成速度分析(ROP分析)を実施するためのモデルの妥当性を示していた。エネルギー変換効率η
lossとη
gasの両方は,比エネルギーと入口ガス温度の上昇とともに,η
reactionを犠牲にして顕著に増加している。オゾンを合成するのにどれだけエネルギーが効率的かを表すη
reactionは,比エネルギーが0.06 J/cm
3から0.78J/cm
3に変化したとき,入り口ガス温度298Kにおいて実質的に55.4%から27.7%に減少する対応するη
lossおよびη
gasは,それぞれ44.1%および3.5%から66.1%および6.2%に向上する。η
reactionの減少は,主に,比エネルギーおよび入口ガス温度の上昇による,放電ギャップにおけるガス温度の上昇に起因する。したがって,過剰な放電電力および比エネルギーは,オゾン生成には好ましくない。オゾン生成の反応経路は,種間の変換の程度を直接観察することで得られた。反応O
3+O
3=>O
2+O
2+O
2とO
3+O=>O
2(b
1Σ)+O
2はオゾン分解にとって最も重要な反応であり,反応O+O
2+O
2=>O
3+O
2はオゾンを生成する最も重要な反応である。これらの反応によるオゾンの生成速度または分解速度は,平均ガス温度の上昇とともに直線的に増加する。
