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CH4/O2等离子体反应直接合成甲醇的研究

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现代化工 2020年第10期40卷 160-164页

作者：李尚昆 RIZWAN AHMED 郝英姿徐显明郭洪臣易颜辉大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁大连116024 中国石油天然气集团公司石油化工研究院大庆中心黑龙江大庆163714

高效甲烷转化技术一直是学术界及工业界的研究热点,其中,甲烷转化制甲醇颇受业界关注。然而,甲烷分子结构稳定且C—H键能大(413 kJ/mol)导致转化困难。采用新型介质阻挡放电反应器,以循环水为接地极,在低温常压条件下通过分子氧实现甲... 详细信息

高效甲烷转化技术一直是学术界及工业界的研究热点,其中,甲烷转化制甲醇颇受业界关注。然而,甲烷分子结构稳定且C—H键能大(413 kJ/mol)导致转化困难。采用新型介质阻挡放电反应器,以循环水为接地极,在低温常压条件下通过分子氧实现甲烷直接氧化制甲醇。结果表明,在短停留时间和低功率条件下可以达到较高的甲醇选择性,在温度为85℃、n(CH4)∶n(O2)为2∶1、停留时间为0.393 s和功率为30 W条件下,甲烷转化率达到4.1%,甲醇选择性达到42.2%,液体产物选择性达到76.2%。

关键词：等离子体介质阻挡放电反应器甲烷转化制甲醇

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废气治理低温等离子体反应器的研究进展

化工进展 2011年第5期30卷 930-935,996页

作者：孙万启宋华韩素玲白书培马挺军孙春宝北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 防化研究院北京100083

低温等离子体技术用于废气治理成为近年来的研究热点,而低温等离子体反应器的研制正是其重要内容。本文详细介绍了用于废气治理的各种电晕放电反应器、介质阻挡放电反应器以及等离子体-催化反应器的结构特点和放电特性,综合比较了上述... 详细信息

低温等离子体技术用于废气治理成为近年来的研究热点,而低温等离子体反应器的研制正是其重要内容。本文详细介绍了用于废气治理的各种电晕放电反应器、介质阻挡放电反应器以及等离子体-催化反应器的结构特点和放电特性,综合比较了上述反应器在能量效率、降解产物的选择性和工业应用等方面的特点,并提出了今后的研究方向。

关键词：低温等离子体废气治理电晕放电反应器介质阻挡放电反应器等离子体-催化反应器

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板式介质阻挡放电氢氧合成过氧化氢的研究

板式介质阻挡放电氢氧合成过氧化氢的研究

作者：赵斌大连理工大学

学位级别：硕士

过氧化氢(HO)是一种多用途的环境友好氧化剂。氢氧等离子直接合成HO技术,以其工艺简单、产物纯度及浓度高等特点,成为极具潜力的HO合成新方法之一。本文在前期工作的基础上,研制了自冷却平板式双介质阻挡放电(DDBD)等离子体反应器。并... 详细信息

过氧化氢(HO)是一种多用途的环境友好氧化剂。氢氧等离子直接合成HO技术,以其工艺简单、产物纯度及浓度高等特点,成为极具潜力的HO合成新方法之一。本文在前期工作的基础上,研制了自冷却平板式双介质阻挡放电(DDBD)等离子体反应器。并在常温常压下,利用此反应器开展了氢氧直接合成HO的研究,取得如下主要结果: 1、阻挡介质、介质厚度、气隙间距、电极材质、冷却水温度及放电频率等对HO合成有显著影响。采用适当厚度的石英介质、窄气隙间距的铜电极反应器既有利于合成HO能量效率的提高,也有利于O转化率及HO收率的提高。适当降低冷却水温度,增加放电频率也可提高合成过程中的氧转化率、HO收率及合成HO能量效率。在厚度2.0 mm石英介质、气隙间距2.0 mm及紫铜做为放电电极,冷却水温度5℃,放电频率13 kHz,氧气浓度2.5 vol%,氢氧总气速118 ml/min,注入功率为11.8 W的条件下进行介质阻挡放电可得到,氧转化率69.1%、HO选择性60.1%、HO收率41.5%及合成HO能量效率为9 g/kWh的较好结果。 2、利用并联连接的多个平板式双介质阻挡放电反应器,在常温常压下研究了氢氧等离子体放大合成HO过程的反应特性及能量效率。发现反应器数量的变化对氢氧等离子体的放电模式没有显著影响,HO选择性与单个反应器的相同。注入功率从13.5W增至38.6W时,原料气停留时间为2s、放电频率为13 kHz时,放大反应装置的HO产量可由3.4 mmol/h增至8.8 mmol/h,合成HO能量效率最高可达9.5 g/kWh。原料气停留时间与单个反应器相同时,多个反应器并联的方式可获得比单个反应器反应更高的HO产量和合成HO能量效率。

关键词： H2和O2 过氧化氢平板式介质阻挡放电反应器并联放大

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介质阻挡放电低温等离子体脱硫脱硝研究

介质阻挡放电低温等离子体脱硫脱硝研究

作者：孙红华华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

介质阻挡放电是大气压下产生低温等离子体的常用方法,在等离子体脱硫脱硝领域有着良好的应用前景。低温等离子体反应器的电极配置形式是影响反应器的放电特性及脱硫脱硝效率的主要因素之一。因此本文对线-板式介质阻挡放电反应器电极配... 详细信息

介质阻挡放电是大气压下产生低温等离子体的常用方法,在等离子体脱硫脱硝领域有着良好的应用前景。低温等离子体反应器的电极配置形式是影响反应器的放电特性及脱硫脱硝效率的主要因素之一。因此本文对线-板式介质阻挡放电反应器电极配置进行了优化研究。实验中采用圆筒式低温等离子反应器,对介质阻挡放电及NO脱除效率进行研究。考察了电压、内电极形状、气体种类对介质阻挡放电效果的影响。并研究了电压、氧气含量、进口NO浓度对NO脱除率的影响。作为应用基础研究,本文对介质阻挡放电等离子体反应器结构优化及提高脱硫脱硝效率有一定的参考价值。

关键词：介质阻挡放电低温等离子体静电场数值模拟介质阻挡放电反应器

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异极性荷电粉尘在电场中的凝并与收集

异极性荷电粉尘在电场中的凝并与收集

作者：冯涛天津大学

学位级别：硕士

与传统的静电除尘器相比,电凝并除尘装置由于能够有效的收集亚微米级粉尘而备受人们的青睐。本文对异极性荷电粉尘在交变电场及脉冲电场中的凝并行为进行了较为深入的研究。取得了以下主要研究成果:1)将三区式异极性荷电粉尘交变凝并除... 详细信息

与传统的静电除尘器相比,电凝并除尘装置由于能够有效的收集亚微米级粉尘而备受人们的青睐。本文对异极性荷电粉尘在交变电场及脉冲电场中的凝并行为进行了较为深入的研究。取得了以下主要研究成果:1)将三区式异极性荷电粉尘交变凝并除尘装置改进为双区式。其创新之处为在凝并区内同时实现粉尘的荷电与凝并。其优越性在于可使粉尘反复荷电与凝并,荷电粉尘凝并后,其表面积增大,再次荷电后,电量增加,因此凝并效果好;将预荷电区与凝并区合二为一,缩短了电极总长度,降低了除尘器成本。2)通过改变凝并区介质阻挡(Dielectric Barrier Discharge, DBD)反应器放电类型,提出了粉尘在脉冲电场中的异极性荷电新方法。并对两种放电条件下粉尘的除尘效率进行了对比研究,结果表明,异极性荷电粉尘在脉冲电场中的凝并效果略优于交变电场。另外,本研究考察了凝并区反应器结构对电凝并除尘装置的影响,开发了一种新型的点对点(Point to Point, PTP)放电反应器,扩展了凝并装置结构类型的研究。3)通过对粉尘在脉冲电场中荷电机理的分析,提出其荷电过程分为两个阶段,在脉冲放电周期的电子荷电及脉冲放电过后的离子荷电。4)应用类似于Williams求声凝并系数的方法导出了异极性荷电粉尘在交变电场中的凝并系数,并根据关于粉尘凝并过程趋于“自保分布”的概念,建立了异极性荷电粉尘在交变电场中的凝并除尘效率的数学表达式。

关键词：电凝并荷电粉尘异极性荷电交变电场脉冲电场介质阻挡放电反应器除尘效率

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介质阻挡放电脱除NO的研究

介质阻挡放电脱除NO的研究

作者：董淑玲南京理工大学

学位级别：硕士

设计并制作了实验用同轴圆柱介质阻挡放电(DBD)反应器，并对介质阻挡放电脱除NO的反应器结构参数及化学组分等影响因素进行了实验研究。实验分析了N/NO、N/NO/O、N/NO/HO(g)和N/NO/O/HO(g)不同反应体系下，DBD脱除NO化学因素的影响。... 详细信息

设计并制作了实验用同轴圆柱介质阻挡放电(DBD)反应器，并对介质阻挡放电脱除NO的反应器结构参数及化学组分等影响因素进行了实验研究。实验分析了N/NO、N/NO/O、N/NO/HO(g)和N/NO/O/HO(g)不同反应体系下，DBD脱除NO化学因素的影响。实验结果表明，不同反应体系中，交流电压升高，NO的脱除率也随之升高：随着NO进口浓度的增加，NO脱除率逐渐降低，N02的生成率则先升高后下降：在N/NO反应体系中，NO主要通过分解还原脱除;而在N/NO/O和N/NO/HO(g)体系下，NO的氧化脱除趋势比较明显，随着电压的升高，NO生成率先增大后逐渐降低;在N/NO/O体系，随着O含量的增加，NO的转化主要以氧化反应为主;在N/NO、N/NO/O和N/NO/HO(g)体系中，NO生成率皆在电压为9kV时达到最大值，分别为23％、37％和26％。N/NO/O/HO(g)体系，NO生成率随电压的升高逐渐增大，在电压为15kV时，增大到37.4％，O和HO(g)的同时存在，使HO(g)对NO的氧化作用更加显著。研究了N/NO体系下NO脱除效率随单双介质层、介质材料、高压电极结构与材料、放电间隙及反应管数目等反应器结构参数的变化情况。结果表明：单介质反应器NO的脱除率和NO的生成率要高于双介质反应器，但是，当供电电压较高时，双介质反应器的脱除效果较好;与石英双介质反应器比较可知，内外介质组成分别为陶瓷和石英的反应器对NO的脱除效果较好;放电间隙为1.5mm的反应器比3.5mm的NO脱除率较高，特别是电压较低时，脱除优势更明显，但是不利于NO的生成;分别用圆板和圆环作内电极结构的反应器对NO的脱除效果相近，NO的脱除率和NO的生成率都优于以钢棒做内电极的反应器;不锈钢电极材料与铜相比，NO的脱除率和NO生成率较低，但作用机制尚不清楚;两个反应管的NO脱除率和NO生成率都比单个反应管的效果要好。在实验基础上，初步设计了烟气处理量为1000Nm·h的DBD脱硝中试装置。

关键词：氮氧化物介质阻挡放电低温等离子体介质阻挡放电反应器

改性海泡石催化剂协同低温等离子体脱除NO_x

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安徽理工大学学报（自然科学版） 2009年第3期29卷 44-47页

作者：颜凌燕汪晓艳刘涛齐永涛张鑫敏陈明功水野彰安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001 丰桥技术科学大学环境工学系日本丰桥4418580

为了环境保护的目的,采用盐酸浸泡和硝酸铜改性海泡石,并经高温煅烧制得改性海泡石催化剂,在介质阻挡放电反应器中该催化剂协同低温等离子体氧化脱除汽车尾气中的NO。试验证明低温等离子体协同改性海泡石催化剂能够有效脱除NO,反应器输... 详细信息

为了环境保护的目的,采用盐酸浸泡和硝酸铜改性海泡石,并经高温煅烧制得改性海泡石催化剂,在介质阻挡放电反应器中该催化剂协同低温等离子体氧化脱除汽车尾气中的NO。试验证明低温等离子体协同改性海泡石催化剂能够有效脱除NO,反应器输入电压、酸浸浓度以及催化剂煅烧温度对NO脱除率有显著影响。NO脱除率随输入电压增大而增加,等离子体能够有效提高活性粒子和氧自由基浓度,以及增大催化剂的活性和吸附性能。NO脱除率随酸浸浓度和煅烧温度的增大先增加而后降低,NO脱除率具有最佳峰值。最佳实验条件为等离子体输入电压>30kV、盐酸浓度1.5m o l/L左右、煅烧温度400℃左右。NO最大脱除率可达88.4%左右。该研究为脱除NOx的工业性应用提供了理论依据。

关键词：海泡石脱除NOx 低温等离子体介质阻挡放电反应器