基于強電場電離放電技術(shù)的甲烷制氫實驗研究.pdf

1、能源日益緊缺是二十一世紀人類面臨的難題,尋找新型石油代用燃料是世界能源發(fā)展的趨勢。天然氣儲量豐富,天然氣能源轉(zhuǎn)化已經(jīng)成為人們研究的熱點。甲烷是天然氣主要成分,在常態(tài)下具有較強的穩(wěn)定性,采用常規(guī)化學(xué)反應(yīng)方法難于實現(xiàn)其轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)化效率低。強電場電離放電具有電場強度高、電子能量大的特點,為天然氣的轉(zhuǎn)化提供了新的有效途徑。
　　 本論文在室溫大氣壓實驗條件下,采用強電場電離放電方法進行了甲烷轉(zhuǎn)化制氫的研究。探索了不同的實驗參數(shù)如激勵電壓、

2、放電功率、放電頻率的物理參數(shù),氣體流量、氣體種類及配比的化學(xué)參數(shù),和等離子體發(fā)生器冷卻方式的工藝參數(shù)對甲烷轉(zhuǎn)化率、氫氣收率、氫氣選擇性的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)強電場電離放電體系中的輸入能量與甲烷轉(zhuǎn)化率及氫氣收率成正比;放電頻率在10kHz時,甲烷轉(zhuǎn)化有極大值;相比于N2的加入,體系內(nèi)加入3‰5%體積比的氧氣可很好的提高甲烷轉(zhuǎn)化率與氫氣收率;等離子體發(fā)生器冷卻方式對氫氣選擇性影響重大;氣流量的大小與甲烷轉(zhuǎn)化率及氫氣收率成反比。當(dāng)氣體總流量為3