滑動弧等放電離子體是一種常溫常壓下的非平衡等離子體,它兼具熱等離子體和低溫等離子體的特點,能量轉(zhuǎn)化效率高,而且設(shè)備簡單,操作方便,因此,滑動弧放電等離子體作為一種新的制氫技術(shù),具有良好的應(yīng)用前景。 本文利用滑動弧放電等離子體,分別以氨氣和甲烷作為原料氣體,開展了滑動弧放電等離子體重整燃料制氫的實驗研究,重點考察了放電電壓、進(jìn)氣流量和原料配比等參數(shù)對反應(yīng)的影響,同時對刀片式滑動弧放電等離子體發(fā)生方式進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)計了一套旋轉(zhuǎn)滑動弧放電等離子體發(fā)生裝置,并利用其進(jìn)行了甲烷重整制氫的實驗研究。 研究結(jié)果表明,滑動弧放電等離子體技術(shù)可以在無催化劑的情況下,實現(xiàn)常溫常壓下分解氨氣制氫。放電電壓的升高可以提高氨氣轉(zhuǎn)化率,同時降低制氫能耗；進(jìn)氣流量的增加會降低氨氣轉(zhuǎn)化率,但對制氫能耗的影響則相對復(fù)雜一些,制氫能耗會先降低而后升高；氮氣的加入有助于提高氨氣分解率。 采用旋轉(zhuǎn)滑動弧放電等離子體在氮氣氣氛下分解甲烷時,其分解的主要產(chǎn)物包括固體產(chǎn)物炭黑和氣體產(chǎn)物氫氣、乙烯和乙炔等。放電電壓和氮氣濃度的升高都可以提高甲烷轉(zhuǎn)化率,進(jìn)氣流量的升高則會縮短反應(yīng)氣體在等離子體區(qū)域內(nèi)的停留時間,同時降低等離子區(qū)域內(nèi)的能...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 傳統(tǒng)燃料制氫技術(shù)
        1.1.1 甲烷制氫技術(shù)
        1.1.2 氨氣分解制氫技術(shù)
    1.2 低溫等離子技術(shù)的特點及現(xiàn)狀
        1.2.1 低溫等離子體的概念
        1.2.2 低溫等離子的發(fā)生方式和應(yīng)用
    1.3 滑動弧放電等離子體制氫技術(shù)
        1.3.1 滑動弧放電等離子體簡介
        1.3.2 滑動弧放電等離子體的應(yīng)用
        1.3.3 滑動弧放電等離子體制氫技術(shù)
    1.4 研究內(nèi)容和全文框架
        1.4.1 研究的主要內(nèi)容
        1.4.2 全文框架結(jié)構(gòu)
第二章 實驗方法和實驗裝置
    2.1 實驗原料及儀器設(shè)備
        2.1.1 氣體原料
        2.1.2 儀器設(shè)備
    2.2 滑動弧放電等離子發(fā)生裝置
        2.2.1 刀片式滑動弧放電等離子體發(fā)生裝置
        2.2.2 旋轉(zhuǎn)滑動弧放電等離子體發(fā)生裝置
    2.3 實驗系統(tǒng)流程及結(jié)果分析
        2.3.1 刀片式滑動弧放電等離子體分解氨氣實驗系統(tǒng)
        2.3.2 旋轉(zhuǎn)滑動弧放電等離子體重整甲烷實驗系統(tǒng)
    2.4 反應(yīng)性能評價
        2.4.1 滑動弧放電等離子體分解氨氣反應(yīng)性能評價
        2.4.2 滑動弧放電等離子體重整甲烷反應(yīng)性能評價
第三章 刀片式滑動弧放電等離子體分解氨氣制氫實驗研究
    3.1 實驗介紹及參數(shù)設(shè)定
    3.2. 實驗結(jié)果和分析
        3.2.1 供給電壓對反應(yīng)的影響
        3.2.2 進(jìn)氣流量對反應(yīng)的影響
        3.2.3 進(jìn)氣濃度對反應(yīng)的影響
    3.3 反應(yīng)機(jī)理探討與分析
    3.4. 本章小結(jié)
第四章 旋轉(zhuǎn)滑動弧等離子體分解甲烷實驗研究
    4.1 實驗介紹及參數(shù)設(shè)定
    4.2. 實驗結(jié)果和分析
        4.2.1 供給電壓對反應(yīng)的影響
        4.2.2 進(jìn)氣流量對反應(yīng)的影響
        4.2.3 甲烷/氮氣比對反應(yīng)的影響
        4.2.4 反應(yīng)產(chǎn)物炭黑的成分分析
    4.3 反應(yīng)機(jī)理探討與分析
    4.4. 本章小結(jié)
第五章 旋轉(zhuǎn)滑動弧等離子體部分氧化甲烷制氫實驗研究
    5.1 實驗介紹及參數(shù)設(shè)定
    5.2. 實驗結(jié)果和分析
        5.2.1 過量空氣系數(shù)對反應(yīng)的影響
        5.2.2 供給電壓對反應(yīng)的影響
        5.2.3 進(jìn)氣流量對反應(yīng)的影響
    5.3 反應(yīng)機(jī)理探討與分析
    5.4. 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)及展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 建議與展望
全文參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀碩士期間發(fā)表論文
參與項目



本文編號：3869137