微波等離子體條件下甲烷偶聯(lián)制乙炔的特性探究

【摘要】：采用絞狀纏繞式的熱電偶計工作在打火功率以下時,測量了不同反應(yīng)壓強下的微波等離子體空間溫度.采用HFSS軟件計算了不同壓強下反應(yīng)管中的場強分布,研究了壓強、功率、等離子體空間溫度和場強分布對乙炔收率的影響.在此實驗中得到一個最佳狀態(tài):反應(yīng)壓強為4.655×103Pa,反應(yīng)管內(nèi)中心區(qū)域場強為1887.9 V/m,等離子體吸收功率為40 W,等離子體中心區(qū)域的空間溫度為1194 K,此條件下甲烷轉(zhuǎn)化率為91.7%,生成乙炔的選擇性為100%.與傳統(tǒng)的化學(xué)熱力學(xué)理論分析結(jié)果進行對比,發(fā)現(xiàn)在微波等離子體條件下,甲烷偶聯(lián)制乙炔的反應(yīng)溫度大大降低且乙炔收率大大提高,這是由于非膨脹功引起的結(jié)果. 【作者單位】： 東南大學(xué)毫米波國家重點實驗室 東南大學(xué)毫米波國家重點實驗室 南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 東南大學(xué)毫米波國家重點實驗室
【關(guān)鍵詞】： 微波等離子體 甲烷 乙炔 非膨脹功
【基金】：江蘇省“十·五”科技攻關(guān)項目(BE2001034)
【分類號】：O621.3
【正文快照】： 石油是重要的化工和能源原料,人類對它的需求越來越大,導(dǎo)致石油資源日益枯萎.利用天然氣(主要成分是甲烷)代替石油作為原料來轉(zhuǎn)化成C2烴如乙炔等,無疑有著極大的社會和經(jīng)濟意義.在20世紀80年代以前,人們多用傳統(tǒng)的加熱方法使甲烷轉(zhuǎn)化為C2烴類,但能耗大且甲烷轉(zhuǎn)化率很低.隨后

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