電暈放電二甲醚分解制氫.pdf

1、二甲醚是一種安全、廉價(jià)、易操作的儲(chǔ)氫方式,它的來(lái)源不依賴(lài)于石油,是目前、也是未來(lái)中小規(guī)模制氫的重要原料,在燃料電池中有重要的應(yīng)用.等離子體法二甲醚制氫可以不使用催化劑,可以在比較低的環(huán)境溫度、極短的時(shí)間、較小的反應(yīng)空間內(nèi)發(fā)生反應(yīng),生成氫氣,是多變條件下小規(guī)模生產(chǎn)氫氣的理想選擇. 本論文工作研究在電暈放電形式下二甲醚分解制氫的反應(yīng)特性,力圖開(kāi)拓一條利用冷等離子體放電進(jìn)行二甲醚轉(zhuǎn)化,不依賴(lài)催化劑的制氫工藝路線. 在研究中涉及

2、了大量的等離子體的物理過(guò)程,本文從化學(xué)反應(yīng)的角度研究了電暈放電的物理性質(zhì),建立了一套可實(shí)時(shí)監(jiān)控放電過(guò)程的測(cè)量裝置,對(duì)放電電壓、電流等基本物理參數(shù)進(jìn)行測(cè)量. 在電暈放電條件下,二甲醚直接轉(zhuǎn)化制氫.反應(yīng)的產(chǎn)物包括一氧化碳、氫氣和積炭.二甲醚的最佳流速是27.4ml/min,添加氬氣可以明顯提高產(chǎn)氫率.試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)不同性質(zhì)的電暈放電二甲醚轉(zhuǎn)化率不同,由大到小的順序是:三角正弦>正弦≥方波>鋸齒波,對(duì)能耗的影響為:正弦>三角正弦>方波>鋸

3、齒波. 論文進(jìn)一步研究了電暈放電水蒸氣重整制氫.水蒸氣可以消除積炭,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性.適量的水蒸氣有利于提高二甲醚的轉(zhuǎn)化率、氫氣的選擇性以及降低制氫的能耗.過(guò)高的水蒸氣流速會(huì)導(dǎo)致二甲醚轉(zhuǎn)化率的降低.水蒸氣的最佳流速為31.0ml/min.對(duì)于交流放電,適宜的放電頻率為1kHz,可以獲得最低的制氫能耗.水蒸氣重整制氫反應(yīng)中,交流電波形對(duì)二甲醚轉(zhuǎn)化率的影響為:正弦波形>三角正弦波形>鋸齒波形>方波；對(duì)于制氫能耗的影響為:正弦波形>方