旋转滑动弧耦合催化剂促进甲烷干重整制取合成气的实验研究

【摘要】：经济发展依赖能源消耗,化石能源储备日趋不足,能源供给问题日渐严峻。甲烷干重整技术利用CH4和C02两种温室气体,制成H2和CO合成气,既能减少化石能源的利用,又能减轻温室气体所带来的环境问题的压力,因此近年来得到广泛关注。 文中主要介绍了磁驱动旋转滑动弧等离子体放电促进甲烷干重整技术,利用高速摄影和示波器,研究了磁场和气流协同驱动的滑动弧的物理特性。研究结果表明：添加磁场会使得滑动弧转速提升；总进气流量6L/min,甲烷浓度为30%时干重整反应剧烈,电弧弧长周期性变化,电弧与电极有多触点现象,且会发生触点漂移。 实验还考察了常温常压下利用旋转滑动弧等离子体促进CH4-CO2重整制取合成气效果,实验发现,CH4浓度增加,会使CH4转化率升高,C02转化率先增后减。流量增加,会使CH4、CO2转化率整体呈下降趋势。 自制6%Ni/γ-Al2O3、8%Ni/γ-Al2O3、10%Ni/γ-Al2O3三种不同Ni负载量催化剂,对旋转滑动弧耦合催化剂促进甲烷干重整做了实验研究。实验发现Ni/γ-Al2O3催化剂对CH4分解有一定的促进作用,对C02分解促进作用不明显。 【关键词】：旋转滑动弧 等离子体 甲烷干重整 合成气 催化剂
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE665.3
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-24
• 1.1 能源结构变化9-10
• 1.2 甲烷重整技术10-11
• 1.3 甲烷于重整制取合成气11-12
• 1.4 等离子体12-18
• 1.4.1 等离子体定义12-13
• 1.4.2 等离子体分类13-14
• 1.4.3 不同形式低温等离子体及其在甲烷干重整方向的应用14-18
• 1.5 滑动弧等离子体18-21
• 1.6 旋转滑动弧等离子体21-23
• 1.7 全文框架23-24
• 第二章 滑动弧放电促进甲烷干重整物理特性研究24-37
• 2.1 实验原料及仪器设备24
• 2.1.1 气体原料24
• 2.1.2 仪器设备24
• 2.2 旋转滑动弧等离子体发生装置24-26
• 2.3 旋转滑动弧电参数和电弧图像分析系统26
• 2.4 洛伦兹力对滑动弧的影响26-28
• 2.5 旋转滑动弧促进甲烷干重整电弧图像和电参数图像分析28-35
• 2.5.1 无磁场作用下的滑动弧CO_2放电28-29
• 2.5.2 磁场协同作用下的滑动弧CO_2放电29-33
• 2.5.3 磁场反向作用下,滑动弧CO_2放电33
• 2.5.4 磁协同作用下不同甲烷浓度甲烷干重整33-35
• 2.6 分析与讨论35-36
• 2.7 本章小结36-37
• 第三章 旋转滑动弧促进甲烷干重整的实验研究37-51
• 3.1 实验原料及仪器设备37
• 3.1.1 气体原料37
• 3.1.2 仪器设备37
• 3.2 旋转滑动弧促进甲烷干重整实验系统分析37-38
• 3.3 反应性能评价38-39
• 3.4 旋转滑动弧促进甲烷干重整的实验研究39-49
• 3.4.1 供气配比和放电电压对反应的影响39-44
• 3.4.2 流量对反应的影响44-49
• 3.5 反应原理探讨49
• 3.6 本章小结49-51
• 第四章 催化剂制备及表征51-57
• 4.1 催化剂的制备53-54
• 4.2 催化剂表征54-56
• 4.2.1 比表面积测定54
• 4.2.2 ICP54-55
• 4.2.3 XRD55
• 4.2.4 TEM55-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第五章 旋转滑动弧耦合催化剂促进甲烷干重整实验研究57-62
• 5.1 反应空速计算58
• 5.2 旋转滑动弧耦合催化剂促进甲烷干重整实验研究58-61
• 5.3 反应机理探讨61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 全文总结及展望62-65
• 6.1 全文总结62-63
• 6.2 创新点63-64
• 6.3 建议与展望64-65
• 参考文献65-75
• 作者简介75-76

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

世界非常规天然气的储量及开采现状    陈会年;张卫东;谢麟元;郭敏;

利用旋转电极形成50Hz带状介质阻挡放电的研究    于大海;杨芾藜;叶齐政;谭丹;

Study of Atmospheric Pressure Abnormal Glow Discharge    李祥;唐昌建;戴晓雁;印永祥;

氮气气氛下旋转滑动弧重整甲烷制氢实验研究    张浩;李晓东;张云卿;张明;杜长明;严建华;

轴向磁场对焊接电弧作用的数值模拟研究    王城;陈塘;查俊;白冰;夏维东;

外部磁场对直流电弧等离子体放电特性的影响及其机理    胡明;万树德;夏洋洋;任真诚;邱志坚;

2013年 全球油气储量、石油产量增长平缓    梁刚;裴国平;王宇;

Characteristics of Gliding Arc Discharge Plasma    林烈;吴彬;杨驰;吴承康;

磁驱动滑动弧放电大气压非平衡等离子体    林烈,吴承康

滑动弧放电等离子体裂解正己烷实验研究    薄拯;严建华;李晓东;杜长明;池涌;岑可法;

滑动弧放电等离子体处理挥发性有机化合物基础研究    薄拯

天然气化工的应用研究进展    朱德春;

粉末粒径对低压等离子喷涂厚W涂层的影响    邝晓军;刘敏;尹登峰;邓畅光;邝子奇;邓春明;

氧化铝担载的贵金属铱基催化剂的制备及其对甲醇裂解反应的催化性能    张雄伟;储伟;王晓东;杨维慎;盛世善;张涛;

采用等离子体强化制备CO_2甲烷化用镍基催化剂    郭芳;储伟;徐慧远;张涛;

用常压高频冷等离子体射流还原Ni/γ-Al_2O_3催化剂的新方法    刘改焕;储伟;龙华丽;戴晓雁;印永祥;

负载型纳米ZrO_2-Al_2O_3复合载体中ZrO_2的负载量对Ni基催化剂性能的影响    李凝;

常压高频冷等离子体炬制备的CH_4/CO_2重整用Ni/γ-Al_2O_3催化剂的表征    柴晓燕;尚书勇;刘改焕;陶旭梅;李祥;白玫瑰;戴晓雁;印永祥;

聚变堆装置中面向等离子体材料钨涂层的研究进展    郭双全;葛昌纯;周张健;刘维良;

Influence of Deposition Temperature on the Splat Bonding and Mechanical Properties of Plasma-Sprayed Tungsten Coatings    

强电离放电研究    张芝涛,鲜于泽,白敏冬,许波

我国石油行业低碳发展途径刍议    岳勇;邓皓;罗凯;谢加才;

高精度自动含气量测量装置    詹风伟;王昌龙;董成林;蔡小磊;胡学敏;

镍基上CH_4-CO_2重整中[OH]与[O]催化的量化研究    徐文媛;龙威;杜瑞焕;李敏;孙世俊;

千瓦级天然气热电联产系统的流程模拟与分析    彭昂;解东来;

二氧化碳的化学利用及催化体系的研究进展    陈红萍;梁英华;王奔;

甲烷二氧化碳重整用催化剂及其辉光放电等离子体强化制备和研究    储伟;郭芳;龙毅;戴晓雁;

CeO_2对甲醇裂解用Cu-Ir双金属催化剂的影响    张雄伟;储伟;王立楠;王晓东;高飞;张涛;

协同作用反应器流场模拟及优化设计    齐秀龙;郑洪涛;杨仁;刘倩;潘福敏;姜雨;

镍基催化剂在偏三甲苯加氢中的研究    高爽;于雪;王振旅;

低温等离子体对水中细菌的生物学效应研究进展    张灿;刘文君;张明露;

面向等离子体材料钨与热沉材料的连接技术    郭双全

合成气甲烷化镍基催化剂的研究    赵安民

蓄热式低温余热回收及其在工业窑炉上的应用    张喜来

我国天然气产业发展战略储备体系构建与LNG中继站建设    王冰

微波技术在甲烷转化过程中的应用    徐云鹏

等离子体催化共活化CH_4-CO_2制C_2烃反应研究    张秀玲

等离子体转化甲烷之实验与密度泛函理论研究    王建国

流化床甲烷临氧CO_2重整制合成气镍系催化剂研究    井强山

电晕放电甲醇分解制氢及其模拟研究    李慧青

等离子体处理制备高效催化剂的基础研究    邹吉军

DBD等离子体导电特性研究    郭艳花

烃类蒸汽转化制氢气工业生产装置的扩能    周书飞

滑动弧放电等离子体重整甲烷制氢的研究    钟犁

滑动弧放电等离子体重整燃料制氢实验研究    颜士鑫

活性炭纤维吸附与逆流式催化燃烧技术联用处理有机废气试验研究    李梁波

滑动弧低温等离子体物理化学特性的数值模拟及实验研究    汪宇

致密膜反应器中MDA及POM偶合StR反应的研究    高开迪

介质阻挡放电等离子体法制备甲烷二氧化碳重整反应Ni/SiO_2催化剂的研究    肖超

DBD时空演化与等效电路模型的关联性研究    王加伟

甲烷重整镍基催化剂制备及催化性能研究    潘秉荣

天然气-二氧化碳-水蒸气-氧转化制合成气的研究——稀土助剂的作用    史克英,徐恒泳,张桂玲,王玉忠,徐国林,韦永德

担载型钴金属催化剂上甲烷与二氧化碳转化制合成气    路勇，邓存，丁雪加，沈师孔

Ni／Al_2O_3催化剂上甲烷部分氧化制合成气    路勇,邓存,丁雪加,沈师孔

甲烷二氧化碳重整制合成气的镍基催化剂性能 Ⅱ.碱性助剂的作用    许峥,李玉敏,张继炎,张鎏,何菲

Methane Conversion to C_2 Hydrocarbons by Abnormal Glow Discharge at Atmospheric Pressure    代伟;余晖;陈琦;印永祥;戴晓雁;

CO_2与CH_4催化反应合成气研究    余长春,丁雪加,沈师孔

流化床甲烷部分氧化制合成气Ni催化剂及助剂La的作用    季亚英,李文钊,徐恒泳,陈燕馨

甲烷、二氧化碳重整制合成气催化剂的研究──ⅠNi－Al_2O_3间的相互作用对    任杰，陈仰光，吴东，范文浩，冯大明

天然气和二氧化碳转化制合成气的研究Ⅲ．催化剂抗积炭性能    史克英，徐恒泳，商永臣，范业梅，徐国林

Ni/Al_2O_3催化剂上CH_4/CO_2重整的脉冲反应研究    余长春,路勇,刘育,薛锦珍,沈师孔

    杰德·摩沃德　刘松针 编译

    潘锋

    瑞克·科莫多尔　胡晓平 译

    任厚毅　晨澜

    记者 姜福庆　张英 黄宝平 通讯员 谢先平 刘厚裕 张飞燕

磁分散电弧等离子体的实验研究与数值模拟    黎林村

滑动弧放电等离子体处理挥发性有机化合物基础研究    薄拯

耦合电极的磁分散电弧等离子体的数值模拟研究    白冰

天然气和煤联合制备廉价合成气新工艺及其热力学分析    李俊岭,赵月红,温浩,许志宏

甲烷直接转化及制合成气研究新进展    胡捷,贺德华

未来石化工业的技术发展热点:Ⅱ.合成气生产燃料和化学品以及轻质烷烃活化技术    钱伯章,李沧桑

利用太阳能生产合成气    郭景芝

煤制合成气及合成油的经济性探讨    张福琴,王立生,杨维军

合成气制备工艺研究进展及其利用技术    欧阳朝斌,赵月红,郭占成

合成气装置冷却器腐蚀原因及对策    王金顺,高明光

天然气-煤共气化制备合成气热态模拟    欧阳朝斌,段东平,郭占成,宋学平,于宪溥

固定床中天然气与煤联合气化制合成气反应过程的实验研究    宋学平,郭占成

合成气的工业应用与催化剂研究进展    范济民;杨怀旺;申峻;王志忠;

能源转化中的催化作用——合成气中枢及有关催化技术    徐恒泳;葛庆杰;李文钊;

合成气化学的产品及反应路线优化    肖文德;袁渭康;

合成气净化催化剂的现状及发展趋势    周晓奇;

模拟生物沼气制合成气催化反应工艺的研究    孙道安;季生福;郎宝;

低温等离子体用于甲烷和二氧化碳制备合成气反应的研究    李振花;夏满银;王保伟;许根慧;

生物质催化气化制取合成气的研究    王铁军;常杰;崔小勤;张琦;付严;

合成气甲烷化镍基催化剂的研究进展    谭静;王乃继;肖翠微;周建明;李婷;

甲烷制合成气透氧膜反应器研究    朱德春;刘卫;陈初升;

甲烷制合成气透氧膜反应器研究    朱德春;刘卫;陈初升;

生物质化学链气化制合成气    何方;黄振;李海滨;

碳氢基合成气制燃油将实现产业化    李军

共同研发煤制合成气转化新方法    记者 栗清振

壳牌参与研发合成气转化新方法    班健

合成气深度净化让硫“微乎其微”    记者 李东周

天然气制备合成气有了新工艺    陈敬农 通讯员 杨晓萍

壳牌与中科院山西煤化所签合作协议    记者 秦京午

让二氧化碳回收有利可图    特约记者 杨春雨

国内首套裂解焦油气化生产合成气装置试车成功    通讯员 谢文艳 刘秋雁

制合成气装置用抗金属粉末化合金的开发    廖建国

IGCC：驯化最脏的能源    记者 许可新

甲烷、二氧化碳和氧气催化氧化重整制合成气镍基催化剂的研究    姬涛

生物质催化气化定向制备合成气过程与机理研究    成功

合成气制低碳醇碳化钼催化剂的研究及其对生态环境的影响    瑙莫汗

镍基催化剂上甲烷临氧二氧化碳重整制合成气及其反应机理的研究    郭建忠

化学链蒸汽重整制氢与合成气的基础研究    祝星

双旋流合成气非预混燃烧特性的实验研究与数值模拟    郭培卿

煤/生物质气化合成气燃烧特性的激光诊断研究    杨丽

生物油重整合成气的制备及其用于生物燃料合成的研究    徐勇

甲烷部分氧化同时制取乙烯和合成气的研究    张海丽

多旋流合成气燃烧室燃烧特性的实验研究    宋权斌

煤高效制合成气装置的模拟研究    陈清军

甲烷联合重整三重整制合成气的热力学分析    孙迎

多联产系统中利用不同原料制备合成气的研究    王巧荣

双旋流合成气加湿扩散燃烧的实验与数值研究    谢岳生

煤与生物质气化合成气制费托油燃料的工艺研究和过程设计    张伟鹏

吉化化肥厂合成气装置的优化改造    曲广杰

生物沼气联合重整制合成气催化剂制备及反应工艺的研究    孙道安

热等离子体重整天然气和二氧化碳制合成气研究    兰天石

生活垃圾发酵气催化转化制合成气新型催化剂的制备及性能研究    黄丙耀

富氢合成气低NOx燃烧技术研究    杨天明