非平衡等離子體用于甲烷二氧化碳重整制合成氣的研究.pdf

1、近年來(lái)全球變暖問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)重，而二氧化碳作為最主要的溫室氣體，其轉(zhuǎn)化利用方法的研究也受到了越來(lái)越多的關(guān)注，同時(shí)，隨著石油資源的日趨短缺，天然氣的開(kāi)發(fā)利用也越來(lái)越受到人們的重視。常規(guī)的甲烷二氧化碳重整方法存在活化溫度高、催化劑易失活等問(wèn)題，冷等離子體則由于其特殊的非平衡性被廣泛應(yīng)用于甲烷二氧化碳重整過(guò)程中，并逐漸成為研究的熱點(diǎn)。 本文研究了兩種類型的非平衡等離子體甲烷二氧化碳重整反應(yīng)，分別對(duì)刀刃狀旋轉(zhuǎn)電極反應(yīng)器及管式石英介質(zhì)阻

2、擋放電反應(yīng)器中不同參數(shù)對(duì)甲烷二氧化碳重整反應(yīng)的影響進(jìn)行了研究，并對(duì)二者進(jìn)行了簡(jiǎn)單的對(duì)比。 在刀刃狀旋轉(zhuǎn)電極反應(yīng)器中，考察了不同原料氣配比、原料氣流量、電源參數(shù)、反應(yīng)器參數(shù)及添加氣對(duì)反應(yīng)的影響規(guī)律。研究表明：隨著原料甲烷與二氧化碳的摩爾比的增加，甲烷轉(zhuǎn)化率及一氧化碳選擇性降低，二氧化碳轉(zhuǎn)化率及氫氣選擇性上升；反應(yīng)轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)原料氣流量的增大而降低；電源參數(shù)對(duì)反應(yīng)的影響最終可歸結(jié)為電流對(duì)反應(yīng)的影響；反應(yīng)器的電極放電間距對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率及

3、選擇性都有較大影響；不同添加氣只對(duì)產(chǎn)物的選擇性有很大的影響。 在介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器中，考察了內(nèi)電極材料、放電間距、介質(zhì)厚度及添加氣對(duì)反應(yīng)的影響。結(jié)果顯示，添加氣和放電間距對(duì)反應(yīng)的影響較大，內(nèi)電極材料影響很小，介質(zhì)厚度對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響只能在高流量下才能體現(xiàn)。 介質(zhì)阻擋放電等離子體條件下甲烷二氧化碳的反應(yīng)與輝光放電相比，前者轉(zhuǎn)化率低，并且產(chǎn)物要比后者產(chǎn)物復(fù)雜的多，目標(biāo)產(chǎn)物合成氣的選擇性遠(yuǎn)低于后者，而后者產(chǎn)物合成氣H2/CO