等离子体与催化剂反应器设计及甲烷活化转化研究.doc

摘要：甲烷是天然气的主要组分之一，甲烷有效活化转化为更活泼的其他化工原料如烃类和H2是一个十分重要的研究课题。本论文主要是研究利用介电阻挡放电等离子体分别与Ag/Al2O3、Ni/Al2O3和Al2O3催化剂相结合对甲烷进行处理。系统考察放电电压和温度和不同金属离子改性Al2O3的催化剂对甲烷转化以及产物的影响。研究结果表明，在实验条件为CH4进料流量20 ml/min、放电频率6 kHz时等离子体与催化剂联合作用下甲烷的主要产物有乙炔、乙烷、氢气还有一小部分的积碳。其中，这三种催化剂中Al2O3催化剂上生成的积碳最为严重。同时随着放电反应温度升高，等离子体与Ag/Al2O3催化剂结合体系甲烷转化率不升反降，而分别与Ni/Al2O3和Al2O3催化剂结合体系中甲烷的转化率却不断升高。在室温下，电压为17 kV时，Ag/Al2O3催化剂结合体系中，甲烷的转化率最大值为8.1%，在相同的电压下，产物乙炔和氢气随着温度的增加而不断地提高，在相同的温度下，随着电压的增大，乙炔和氢气的产率也不断地提高。

关键词:甲烷;非平衡等离子体;催化剂

目录

摘要

Abstract

1 前言-4

1.1甲烷的用途-4

1.1.1 甲烷的用途-4

1.2 甲烷活化转化方法-5

1.2.1 甲烷直接转化法-5

1.2.2 甲烷间接转化法-6

1.3 等离子体催化系统在反应中的应用-7

1.3.1 等离子体的简介-7

1.3.2非平衡等离子体转化甲烷的研究现状-7

1.6选题依据和设想-10

2 实验部分-11

2.1浸渍法制备催化剂-11

2.2 低温等离子体作用转化甲烷实验系统介绍-11

2.3 实验评价指标以及计算公式-12

3 实验结果与分析-13

3.1 Ag/Al2O3催化剂下电压以及温度对甲烷转化率和产物产率的影响-13

3.2 Ni/Al2O3催化剂下电压以及温度对甲烷转化率和产物产率的影响-14

3.2 Al2O3催化剂下电压以及温度对甲烷转化率和产物产率的影响-16

结    论-18

参考文献-19

致    谢-20