滑动弧放电等离子体重整燃料制氢实验研究

发布时间：2023-11-30 20:01

　　滑动弧等放电离子体是一种常温常压下的非平衡等离子体,它兼具热等离子体和低温等离子体的特点,能量转化效率高,而且设备简单,操作方便,因此,滑动弧放电等离子体作为一种新的制氢技术,具有良好的应用前景。 本文利用滑动弧放电等离子体,分别以氨气和甲烷作为原料气体,开展了滑动弧放电等离子体重整燃料制氢的实验研究,重点考察了放电电压、进气流量和原料配比等参数对反应的影响,同时对刀片式滑动弧放电等离子体发生方式进行了改进,设计了一套旋转滑动弧放电等离子体发生装置,并利用其进行了甲烷重整制氢的实验研究。 研究结果表明,滑动弧放电等离子体技术可以在无催化剂的情况下,实现常温常压下分解氨气制氢。放电电压的升高可以提高氨气转化率,同时降低制氢能耗；进气流量的增加会降低氨气转化率,但对制氢能耗的影响则相对复杂一些,制氢能耗会先降低而后升高；氮气的加入有助于提高氨气分解率。 采用旋转滑动弧放电等离子体在氮气气氛下分解甲烷时,其分解的主要产物包括固体产物炭黑和气体产物氢气、乙烯和乙炔等。放电电压和氮气浓度的升高都可以提高甲烷转化率,进气流量的升高则会缩短反应气体在等离子体区域内的停留时间,同时降低等离子区域内的能...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 传统燃料制氢技术
        1.1.1 甲烷制氢技术
        1.1.2 氨气分解制氢技术
    1.2 低温等离子技术的特点及现状
        1.2.1 低温等离子体的概念
        1.2.2 低温等离子的发生方式和应用
    1.3 滑动弧放电等离子体制氢技术
        1.3.1 滑动弧放电等离子体简介
        1.3.2 滑动弧放电等离子体的应用
        1.3.3 滑动弧放电等离子体制氢技术
    1.4 研究内容和全文框架
        1.4.1 研究的主要内容
        1.4.2 全文框架结构
第二章 实验方法和实验装置
    2.1 实验原料及仪器设备
        2.1.1 气体原料
        2.1.2 仪器设备
    2.2 滑动弧放电等离子发生装置
        2.2.1 刀片式滑动弧放电等离子体发生装置
        2.2.2 旋转滑动弧放电等离子体发生装置
    2.3 实验系统流程及结果分析
        2.3.1 刀片式滑动弧放电等离子体分解氨气实验系统
        2.3.2 旋转滑动弧放电等离子体重整甲烷实验系统
    2.4 反应性能评价
        2.4.1 滑动弧放电等离子体分解氨气反应性能评价
        2.4.2 滑动弧放电等离子体重整甲烷反应性能评价
第三章 刀片式滑动弧放电等离子体分解氨气制氢实验研究
    3.1 实验介绍及参数设定
    3.2. 实验结果和分析
        3.2.1 供给电压对反应的影响
        3.2.2 进气流量对反应的影响
        3.2.3 进气浓度对反应的影响
    3.3 反应机理探讨与分析
    3.4. 本章小结
第四章 旋转滑动弧等离子体分解甲烷实验研究
    4.1 实验介绍及参数设定
    4.2. 实验结果和分析
        4.2.1 供给电压对反应的影响
        4.2.2 进气流量对反应的影响
        4.2.3 甲烷/氮气比对反应的影响
        4.2.4 反应产物炭黑的成分分析
    4.3 反应机理探讨与分析
    4.4. 本章小结
第五章 旋转滑动弧等离子体部分氧化甲烷制氢实验研究
    5.1 实验介绍及参数设定
    5.2. 实验结果和分析
        5.2.1 过量空气系数对反应的影响
        5.2.2 供给电压对反应的影响
        5.2.3 进气流量对反应的影响
    5.3 反应机理探讨与分析
    5.4. 本章小结
第六章 全文总结及展望
    6.1 全文总结
    6.2 创新点
    6.3 建议与展望
全文参考文献
作者简介
攻读硕士期间发表论文
参与项目



本文编号：3869137