非平衡等離子體強化甲烷轉化制碳二烴過程研究.pdf

1、石油資源的日益短缺使人們對儲量豐富的天然氣資源的開發(fā)利用越來越重視。作為天然氣的主要成分甲烷，其轉化利用成為天然氣轉化的關鍵。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化方面具有獨特的優(yōu)勢。 本文對非平衡等離子體強化甲烷轉化制碳二烴的過程進行了研究。在刀刃狀旋轉電極反應器中，考察了添加氣、反應器參數(shù)以及電源參數(shù)對反應的影響規(guī)律。研究表明：H2，N2和Ar的加入均有利于甲烷轉化率的提高，同時H

2、2還能有效的抑制積碳；較小的放電間距及不銹鋼內電極有利于甲烷轉化；電源參數(shù)對反應的影響最終可歸結為電流的影響，脈沖參數(shù)對反應的影響并不明顯。 通過比較刀刃狀旋轉電極反應器與介質阻擋反應器的實驗結果，對甲烷轉化的反應機理進行了推測。所得結果為：在刀刃狀旋轉電極反應器中，甲烷分子大部分被解離為CH和C自由基，反應的主要產物是乙炔和少量乙烯，積碳較多；而在介質阻擋放電反應器中，甲烷大部分被解離為CH3自由基，反應的主要產物為乙烷和丙烷