隨著工業(yè)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步,世界各地能源消耗劇增,化石能源大量燃燒導(dǎo)致二氧化碳排放量巨大,溫室效應(yīng)顯著。與此同時(shí),作為清潔能源的天然氣儲(chǔ)量豐富,但在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸及存儲(chǔ)方面成本較高,因此甲烷被考慮就地轉(zhuǎn)化成具有高價(jià)值的化工產(chǎn)品。甲烷干重整技術(shù)（Dry reforming of methane,DRM）能夠?qū)⒓淄楹投趸歼@兩種溫室氣體轉(zhuǎn)化為合成氣,為精細(xì)化工制取甲醇、費(fèi)托合成等提供原料。傳統(tǒng)甲烷干重整以高溫?zé)岽呋癁橹?存在對(duì)設(shè)備要求高、能耗高、操作復(fù)雜等諸多問題。由于低溫等離子體產(chǎn)生的大量高能活性粒子（電子、激發(fā)態(tài)離子和分子、自由基等）能夠在室溫下對(duì)兩種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氣體進(jìn)行活化,實(shí)現(xiàn)常溫常壓下的甲烷干重整,因此低溫等離子體甲烷干重整技術(shù)備受研究者青睞。本文結(jié)合目前已有文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)等離子體應(yīng)用于甲烷干重整的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探索性研究,針對(duì)目前低溫等離子體甲烷干重整轉(zhuǎn)化率低及能量效率低的研究現(xiàn)狀,本文依據(jù)發(fā)展迅猛的脈沖功率技術(shù),提出將脈沖放電等離子體應(yīng)用于甲烷干重整反應(yīng)。本文分別搭建了大氣壓微秒和納秒脈沖介質(zhì)阻擋放電等離子體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并對(duì)大氣壓脈沖介質(zhì)阻擋放電的放電特性、光學(xué)特性以及轉(zhuǎn)化特性進(jìn)行了參數(shù)化實(shí)... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 課題研究背景
    1.2 等離子體基本概況
        1.2.1 等離子體基本概念
        1.2.2 介質(zhì)阻擋放電概念
    1.3 等離子體重整甲烷研究進(jìn)展
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)裝置及分析方法
    2.1 脈沖DBD等離子體發(fā)生裝置及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    2.2 氣體分析及相關(guān)產(chǎn)物計(jì)算方法
3 微秒脈沖DBD等離子體特性及干重整性能研究
    3.1 電源輸出特性研究
    3.2 微秒脈沖DBD特性分析
    3.3 微秒脈沖放電等離子體特性研究
        3.3.1 脈沖峰值電壓對(duì)電學(xué)特性的影響
        3.3.2 重復(fù)頻率對(duì)電學(xué)特性的影響
        3.3.3 脈寬對(duì)電學(xué)特性的影響
        3.3.4 外電極長(zhǎng)度對(duì)電學(xué)特性的影響
    3.4 甲烷干重整轉(zhuǎn)化特性研究
        3.4.1 脈沖峰值電壓對(duì)轉(zhuǎn)化的影響
        3.4.2 重復(fù)頻率對(duì)轉(zhuǎn)化特性的影響
        3.4.3 脈寬對(duì)轉(zhuǎn)化特性的影響
        3.4.4 外電極長(zhǎng)度對(duì)轉(zhuǎn)化特性的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 微秒脈沖DBD等離子體特性及干重整性能研究
    4.1 納秒脈沖DBD等離子體特性分析
    4.2 納秒脈沖放電等離子體特性研究
        4.2.1 重復(fù)頻率對(duì)電學(xué)特性的影響
        4.2.2 上升沿對(duì)電學(xué)特性的影響
        4.2.3 下降沿對(duì)電學(xué)特性的影響
        4.2.4 脈沖頂寬對(duì)電學(xué)特性的影響
        4.2.5 原料氣摩爾比對(duì)電學(xué)特性的影響
    4.3 甲烷干重整轉(zhuǎn)化特性研究
        4.3.1 重復(fù)頻率對(duì)轉(zhuǎn)化特性的影響
        4.3.2 上升沿對(duì)轉(zhuǎn)化特性的影響
        4.3.3 下降沿對(duì)轉(zhuǎn)化特性的影響
        4.3.4 脈沖頂寬對(duì)轉(zhuǎn)化特性的影響
        4.3.5 原料氣摩爾比對(duì)轉(zhuǎn)化特性的影響
    4.4 微秒脈沖與納秒脈沖等離子體特性與重整特性對(duì)比
    4.5 本章小結(jié)
5 納秒脈沖等離子體重整甲烷機(jī)理探討
    5.1 發(fā)射光譜診斷活性粒子
    5.2 干重整反應(yīng)產(chǎn)物生成路徑分析
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要工作總結(jié)
    6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大氣壓甲烷針-板放電等離子體中粒子密度和反應(yīng)路徑的數(shù)值模擬[J]. 趙曰峰,王超,王偉宗,李莉,孫昊,邵濤,潘杰.  物理學(xué)報(bào). 2018(08)
[2]電極結(jié)構(gòu)及填充介質(zhì)對(duì)二氧化碳重整甲烷制合成氣的影響[J]. 魯娜,暴曉丁,商克峰,姜楠,李杰,吳彥.  高電壓技術(shù). 2018(03)
[3]等離子體射流快速改性促進(jìn)表面電荷衰減[J]. 林浩凡,王瑞雪,謝慶,張帥,邵濤.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(16)
[4]微秒和納秒脈沖激勵(lì)下甲烷DBD電學(xué)特性研究[J]. 張凱,王瑞雪,高遠(yuǎn),張帥,邵濤,嚴(yán)萍.  高壓電器. 2017(04)
[5]脈沖介質(zhì)阻擋放電等離子體催化CH4直接轉(zhuǎn)化[J]. 高遠(yuǎn),張帥,劉峰,王瑞雪,汪鐵林,邵濤.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(02)
[6]世界能源格局走勢(shì)分析[J]. 林衛(wèi)斌,陳麗娜.  開放導(dǎo)報(bào). 2016(05)
[7]大氣壓脈沖氣體放電與等離子體應(yīng)用[J]. 邵濤,章程,王瑞雪,嚴(yán)萍,任成燕.  高電壓技術(shù). 2016(03)
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博士論文
[1]大氣壓脈沖介質(zhì)阻擋放電特性及放電參數(shù)效應(yīng)研究[D]. 陳波.山東大學(xué) 2013
[2]等離子體催化二氧化碳經(jīng)甲烷化制C2烴反應(yīng)的研究[D]. 代斌.大連理工大學(xué) 2002

碩士論文
[1]非平衡等離子體用于甲烷二氧化碳重整制合成氣的研究[D]. 朱威娜.天津大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3570854