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介质阻挡放电转化甲醇和甲烷研究

作　者: 白海英
导　师: 王保伟
学　校: 天津大学
专　业: 化学工艺
关键词: 甲醇甲烷水蒸汽介质阻挡放电制氢
分类号: TQ203
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 39次
引　用: 2次
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内容摘要

随着石油、煤等化石燃料的日益紧缺以及现行能源结构所导致的温室效应越来越严重,新型能源例如氢能的开发与利用受到人们的大量关注。除此之外,石油资源的日益短缺使人们对储量丰富的天然气能源的开发利用越来越重视。作为天然气的主要成分甲烷,其转化利用成为天然气转化的关键。等离子体技术是一种十分有效的分子活化手段,非平衡等离子体利用其特殊的非平衡性在甲醇转化和甲烷转化方面具有独特的优势。采用鼓泡法利用等离子体对甲醇蒸汽进行裂解来制备氢气和其他的碳氢化合物。主要研究了电源输入参数、反应器参数和工艺参数对甲醇转化率和产物分布的影响。在介质阻挡放电条件下,甲醇转化产物包括气相产物(氢气,一氧化碳,甲烷,乙炔,乙烯,乙烷,丙烷等)和液相产物(乙醇,异丙醇,丙醇,异丁醇,叔丁醇,正丁醇等)。实验得到的最高的甲醇转化率和氢气收率分别为82.38%和27.43%。利用蠕动泵进料对甲醇水蒸汽重整,条件为气化室温度130℃,进料量0.20mL/min,水与甲醇的摩尔比2.0。添加甲醇水蒸汽重整催化剂,甲醇的转化率由以前的51.88%提高到76.71%,而氢气的收率则由16.63%提高到59.13%。采用蠕动泵进料对甲烷和水蒸汽介质阻挡放电转化进行了研究,考察了电源参数、反应器参数和工艺参数对甲烷和水蒸汽转化的影响,甲烷的最高转化率和氢气的最高收率分别为26.65%和13.16%。添加甲烷水蒸汽重整催化剂,考察了催化剂和等离子体的协同作用对于甲烷水蒸汽重整反应的影响。甲烷的转化率由未添加催化剂时的26.65%提高到52.53%;而氢气的收率则由13.16%提高到67.65%。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章文献综述  8-21
  引言  8
  1.1 等离子体概述  8-11
  1.2 介质阻挡放电等离子概述  11-14
  1.3 甲醇制氢的研究进展  14-18
  1.4 甲烷水蒸汽介质阻挡放电转化研究  18-19
  1.5 论文工作的提出及工作内容  19-21
第二章实验部分  21-27
  2.1 反应器型式及尺寸  21-22
  2.2 实验原料  22
  2.3 实验仪器及型号  22-23
  2.4 实验流程  23-24
    2.4.1 鼓泡法进料流程  23
    2.4.2 蠕动泵进料流程  23-24
  2.5 等离子体放电物理参数的测量  24
  2.6 实验数据分析及计算方法  24-27
第三章甲醇介质阻挡放电转化研究  27-40
  3.1 工艺参数的优化  27-30
  3.2 反应器参数的影响  30-34
  3.3 电源参数的影响  34-38
  3.4 添加甲烷气的影响  38-39
  3.5 小结  39-40
第四章甲醇水蒸汽重整介质阻挡放电转化研究  40-44
  4.1 甲醇水蒸汽重整蠕动泵进料的研究  40-41
  4.2 甲醇水蒸汽重整催化剂的制备及其评价  41-43
  4.3 小结  43-44
第五章甲烷水蒸汽介质阻挡放电转化研究  44-55
  5.1 工艺参数的优化  44-46
  5.2 反应器参数的优化  46-50
  5.3 电源参数的影响  50-52
  5.4 催化剂的制备  52-54
  5.5 小结  54-55
第六章结论  55-58
  6.1 实验结论  55-56
  6.2 论文工作的不足及下一步工作的建议  56-58
参考文献  58-63
参加科研情况说明  63-64
致谢  64

介质阻挡放电转化甲醇和甲烷研究

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