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臭氧在工业中有着广泛的应用，传统的工业臭氧发生器主要使用介质阻挡放电原理，存在着电耗较高的问题，如何进一步提升其浓度和能效是研究广泛关注的的重点。填充床介质阻挡放电（简称PB-DBD）可以提高击穿场强，从而提高折合场强和电子能量，最终提高臭氧产生能效，是一种能有效产生臭氧的方法，具有潜在的应用前景，但尚缺乏系统的研究报道。以往研究报道中关于填充材料、粒径、间隙、产率和放电面积上都存在较大差异，实验结果无法做到横向对比，并且PB-DBD的提高臭氧能效的物理机制也不够深入，如介质引发的场强畸变以及对折合场强的作用等。 针对以上问题，本文从填充床放电击穿特性入手，分析了填充床中介质颗粒粒径、介电常数和间隙对击穿电压的影响，结合实验结果计算出填充床放电的平均击穿场强;依据理论分析搭建了填充床臭氧发生器实验系统，优化了水、气、电三路装置并给出了整体参数设计;对电参量测量提出了一种滤波算法，并且在散热方面做了数值分析;实验中对填充床的放电特性进行了分析，试验了三种填充材料放电对臭氧生成效率的影响，分析了影响PB-DBD臭氧生成的几个因素。得到了以下几点结论: 1.通过电晕PEEK公式结合填充床静电场数值模拟结论，得到了填充床击穿电压的一般性公式，放电间隙和填充介质的粒径是影响其击穿电压乃至此时折合场强的关键因素，实验认为间隙不超过2mm，粒径一般为间隙的1/3～1/2为最佳。 2.对反应器散热分析中发现填充床中气固两相换热能提供更好的散热环境，增大了反应区热容和热导率，大大降低整体温度，间接提高臭氧浓度和产生效率，并且冷却水与进气方式中逆流能改善冷却效果，降低出口处温度。 3.填充床介质颗粒起到双向介质阻挡的作用，且放电初期较大的介质损耗使得其臭氧生成能效功率曲线存在先上升后下降的规律，选择介质损耗系数低的材料能明显降低其介质损耗。 4.不同填充材料放电实验发现，熔融石英砂对臭氧生成效果提升最为明显，最高臭氧浓度达到135 g/m3，单管产率40 g/h，相比空床提升近30％，参数指标超过国标。最后总结了填充床臭氧发生器的设计思路和参数之间的相互影响关系，为研制更高单管产率发生器奠定了基础。