非平衡等離子體條件下二甲醚轉(zhuǎn)化的研究.pdf

1、二甲醚是一種重要的清潔燃料、化學(xué)合成中間體和燃料電池的儲(chǔ)氫原料，它的來(lái)源不依賴于石油，可以通過(guò)甲醇脫水法、合成氣直接合成法制得，工業(yè)上已大規(guī)模生產(chǎn)。 非平衡等離子體的非平衡性使得很多常規(guī)條件下很難實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)在非平衡等離子體條件下直接高效轉(zhuǎn)化。為將二甲醚轉(zhuǎn)化為液相產(chǎn)物，本研究開(kāi)展了在旋轉(zhuǎn)電暈放電和介質(zhì)阻擋放電等離子體條件下二甲醚轉(zhuǎn)化的研究，并對(duì)兩者進(jìn)行了對(duì)比。 在旋轉(zhuǎn)電暈放電等離子體條件下，二甲醚轉(zhuǎn)化的主要產(chǎn)物有氫氣、

2、一氧化碳、甲烷、炭黑及少量的烯烴。停留時(shí)間在50s之內(nèi)，二甲醚的轉(zhuǎn)化率幾乎不受其流速的影響，其值達(dá)92.95％。在介質(zhì)阻擋放電等離子體條件下，二甲醚轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物既有氣相產(chǎn)物（氫氣、一氧化碳、甲烷等），又有液相產(chǎn)物（甲醛、甲醇、二甲氧基乙烷等含氧有機(jī)化合物），而且液相產(chǎn)物中二甲氧基乙烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了26.92％。 通過(guò)對(duì)介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的參數(shù)和高壓電源的參數(shù)的優(yōu)化，得到的最優(yōu)條件為：3＃石英管（內(nèi)徑7.7mm、外徑12.0mm、反應(yīng)

3、區(qū)長(zhǎng)度180.0mm）作電介質(zhì)、直徑6.0mm銅棒作內(nèi)電極、鋁箔作外電極、輸入功率50W、放電頻率19.0kHz、二甲醚流速21.0ml/min。 研究了介質(zhì)阻擋放電等離子體條件下，稀釋氣體對(duì)二甲醚轉(zhuǎn)化的影響。加入惰性氣體氦氣、氬氣或反應(yīng)性氣體氫氣，二甲醚的轉(zhuǎn)化率提高，液相產(chǎn)物的收率變化幅度很小，小分子量的化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加。添加甲烷或乙烷，二甲醚的轉(zhuǎn)化率小幅度增加，液相產(chǎn)物的收率卻下降，液相產(chǎn)物中含有甲基、乙基或甲氧基、乙氧