非平衡等離子體強(qiáng)化甲烷轉(zhuǎn)化制碳二烴過(guò)程研究.pdf

1、石油資源的日益短缺使人們對(duì)儲(chǔ)量豐富的天然氣資源的開發(fā)利用越來(lái)越重視。作為天然氣的主要成分甲烷，其轉(zhuǎn)化利用成為天然氣轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。等離子體是一種十分有效的分子活化手段，非平衡等離子體利用其特殊的非平衡性在甲烷轉(zhuǎn)化方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 本文對(duì)非平衡等離子體強(qiáng)化甲烷轉(zhuǎn)化制碳二烴的過(guò)程進(jìn)行了研究。在刀刃狀旋轉(zhuǎn)電極反應(yīng)器中，考察了添加氣、反應(yīng)器參數(shù)以及電源參數(shù)對(duì)反應(yīng)的影響規(guī)律。研究表明：H2，N2和Ar的加入均有利于甲烷轉(zhuǎn)化率的提高，同時(shí)H

2、2還能有效的抑制積碳；較小的放電間距及不銹鋼內(nèi)電極有利于甲烷轉(zhuǎn)化；電源參數(shù)對(duì)反應(yīng)的影響最終可歸結(jié)為電流的影響，脈沖參數(shù)對(duì)反應(yīng)的影響并不明顯。 通過(guò)比較刀刃狀旋轉(zhuǎn)電極反應(yīng)器與介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)甲烷轉(zhuǎn)化的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了推測(cè)。所得結(jié)果為：在刀刃狀旋轉(zhuǎn)電極反應(yīng)器中，甲烷分子大部分被解離為CH和C自由基，反應(yīng)的主要產(chǎn)物是乙炔和少量乙烯，積碳較多；而在介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器中，甲烷大部分被解離為CH3自由基，反應(yīng)的主要產(chǎn)物為乙烷和丙烷