Abstract
摘要 由於一大氣壓下的RF電感式電漿火炬具有高溫和高能量密度，比傳統方法更能快速並有效分解處理有害物質，並且因為具備強烈的熱幅射，熱傳效率高於傳統火焰之熱傳效率，同時富含有紫外線，可使氯化物易於分解，以及使用電漿熱分解的反應過程可以在無氧的狀況下進行反應，整個系統中，因為分解反應完全，氧化過程充份混合，並且高溫下滯留時間短，電漿中的電子能量一般有幾個電子伏特，即相當於幾萬度的高溫，因此對於處理有害廢棄物質是最佳的處置方式。利用電感式產生電漿的優點為不需有電極存在電漿腔中，所以較易維護及操作穩定，因此擬研究發展近大氣壓的電感式電漿火炬系統。 在研究中，設計製作了一套近大氣壓使用射頻電源的電感式電漿火炬系統，並進行電漿點燃的測試以及電漿火炬系統的操作及特性研究性，包括比較不同的線圈設計對點燃所需最低功率的影響，以及利用電漿光譜量測決定電子溫度隨位置、功率、氣壓的變化，並利用所設計之高壓脈衝的裝置以幫助點燃電漿。在實驗的結果中，使用高壓脈衝，可以降低點燃電漿所需的的臨界功率，因此可以在工作氣壓較高，不易點燃時，使用高壓脈衝裝置協助點燃電漿。 另外使用感應線圈圈不同圈數與間距，改變輸入功率與操作壓力下，使用光譜量測與計算不同位置之電子溫度分佈，發現 使用電感線圈5圈時，此系統之電漿火炬最高溫一般處在感應線圈之第四與第五圈之間，並且隨著功率增加而有往第五圈位置移動，並且電容效應減小，電感效應增強，火炬的形狀更加明顯。此實驗中，光譜所計算的最高電子溫度範圍在4000K左右，例如在5圈3mm中，80torr、584w與50torr、505w以及 20torr、402w最高區都有4000K左右。 在感應線圈方面，由實驗的結果與計算之結果可知使用的線圈不宜過密，由實驗的結果可看出當線圈過密，Z軸方向的電場會遠大於θ方向電場，電感效應便會減小，因此若希望得到較好之電漿吸收功率，應該視其所使用的系統尺寸而對電感線圈做適當之調整。