旋转滑动弧氩等离子体裂解甲烷制氢

【摘要】：采用切向气流和磁场协同驱动的旋转滑动弧氩等离子体,先通过光谱分析法计算了其电子温度和电子密度,了解其物理特性,将其应用于甲烷裂解制氢,研究了进气流量和CH_4/Ar比对反应效果的影响。结果表明,该滑动弧系统电子温度为1.0-2.0 e V,电子密度高达1015cm~(-3),是介于热与低温等离子体之间的一种等离子体形式,具有独特的物理特性,可以在达到较高反应效率的同时,保持较大的处理量;在CH_4裂解制氢实验中,CH_4转化率可达22.1%-70.2%,并随进气流量和CH_4/Ar比的增大均逐渐降低;H_2选择性为21.2%-61.2%,并随进气流量的增大先基本不变后有所增大,随CH_4/Ar比的增大逐渐降低;与应用于甲烷裂解的不同形式的低温等离子体对比(如微波、射频、介质阻挡放电等)可以发现,旋转滑动弧在获得较高甲烷转化率、较高H_2选择性和较低制氢能耗的同时,还可以保持较大的处理量,即进气流量可达6-20 L/min。 【作者单位】： 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室;
【关键词】： 旋转滑动弧 等离子体 光谱分析 甲烷裂解 氢气
【基金】：国家自然科学基金(51576174) 高等学校博士学科点专项科研基金(20120101110099) 中央高校基本科研业务费专项资金(2015FZA4011)项目资助~~
【分类号】：TQ116.2
【正文快照】： Received:2015-06-09;Revised:2015-09-14.氢能作为21世纪最具潜力的清洁能源,已经被广泛应用在化工、炼油、能源等领域,而其中车载燃料电池方面的应用尤其受到广泛关注。传统的制氢主要通过甲烷水蒸气催化重整进行,但该种方法存在催化剂易失活、装置体积大、成本高、流程复杂

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