大气压DBD甲烷二氧化碳转化方法研究

在不使用催化剂,吸收剂的环境友好条件下,利用大气压介质阻挡强电离放电加速电子及激励气体分子方法,将CH4和CO2气体激发、电离和离解成CH3,CH2,CH,H,CO,O,OH等活性粒子,并在非平衡等离子体反应器内重新组合,生成合成气、气态烃及含氧有机物醇、酸等有价值产物,甲烷的转化率高达60%以上,二氧化碳或氮气的加入使甲烷的转化率有明显提高,甲烷与二氧化碳反应气的最佳体积比为3/1.当甲烷体积分数为75%时,可得到H2/CO摩尔比为3的高质量的合成气,收集到的液体产物主要有醇、酸和水等.     

·OH对窄间隙气体放电烟气脱硫效果的影响

采用窄间隙强电场电离气体放电,将O2,H2O等气体分子电离加工成高浓度的强氧化羟基自由基(.OH),进而在等离子体反应器中直接将模拟烟气中的SO2氧化脱除,反应产生的H2SO4采用电集雾器回收.脱硫过程中不使用催化剂,不加吸收剂,是一种具有应用前景的脱硫新方法.主要对放电功率、氧的体积分数以及水的体积分数对.OH和SO2脱除率的影响进行了实验研究,结果表明:模拟烟气总流量为0.1 m3/h,氧的体积分数为21%,水的体积分数为1.38%,SO2初始体积分数为0.08%时,SO2脱除率为78%.随着放电功率及O2,H2O体积分数的增加,SO2脱除率有明显提高.     

热扩散管反应器中甲烷转化反应的研究

为了实现甲烷的有效转化,使用热扩散管反应器进行了甲烷的脱氢偶联反应. 结果表明,C2至油状产物被生成. 实验表明,由于热扩散作用的存在,当甲烷由上向下通入垂直设置的反应管时,C2烃的选择性较高. 在碳棒温度1470K下甲烷转化率约为36%,C2选择性可达40%,其中乙炔和乙烯的摩尔分数在95%以上. 在添加氢气的(摩尔比:n(H2)/n(CH4)=1/2)情况下,C2选择性上升至68.3%,甲烷气体的转化率约为23%. 在碳棒温度1470K、甲烷由上向下通入反应器,反应器出口气体产物中氢气的摩尔分数在40%以上.     

V-Mg-O催化剂用于丁烷氧化脱氢制丁二稀和丁烯

制备了用于丁烷氧化脱氢制丁二稀的V Mg O催化剂 .m(V2 O5) / m(MgO)、催化剂焙烧温度对转化率和选择性有较大的影响 ,2 4 V Mg O催化剂具有较高的活性和C4 (C4 H8和C4 H6)选择性 ,当反应温度为 873K、原料气组成为n (C4 H10 ) /n (O2 ) /n (N2 ) =4/ 8/ 88时 ,收率达到 32 % .降低原料气中氧气分压 ,可以提高C4 选择性 ,但转化率降低 ;升高反应温度 ,可以提高转化率和收率     

二甲醚掺氢低压层流预混火焰

利用同步辐射真空紫外光电离结合分子束取样质谱技术,研究了当量比为1.5,燃料掺氢体积分数为0%、40%和80%的二甲醚/氢气/氧气/氩气低压层流预混火焰。测量了火焰温度曲线和火焰物种的摩尔分数分布曲线,分析了掺氢对火焰温度、燃烧主要产物CO和CO2以及主要燃烧中间物CH2O、CH3、C2H2和C2H4的影响。研究结果表明:在低压预混二甲醚/氢气/氧气/氩气火焰中,随着掺氢比的增大,火焰温度逐渐降低,火焰中CO、CO2、CH2O、CH3、C2H2和C2H4的摩尔分数逐渐减小;在后火焰区,CO与CO2的摩尔分数比随着掺氢比的增大而减小,说明掺氢有利于CO氧化成CO2,促进二甲醚完全燃烧。     

受限空间内CO影响甲烷链式爆炸的反应动力学数值模拟

为探究CO对甲烷链式爆炸的影响,利用CHEMKIN软件中的GRI-Mech 3.0反应机理,研究加入CO后对自由基H·,O·和·OH的影响规律和甲烷关键基元反应的变化。模拟结果表明,加入CO后,爆炸产物CO_x的生成量增加,NO_x的生成量减少,且随着甲烷体积分数的增加,CO对CO_x生成量的影响减小,而对NO_x生成量的影响增大。自由基H·的最大摩尔分数总是随CO体积分数的增加而增加;当甲烷处于富氧状态时,自由基O·和·OH的最大摩尔分数随CO体积分数的增加而增加;当甲烷处于当量状态和贫氧状态时,则反之。当甲烷处于富氧状态时,CO的加入使得R155和R156成为促进甲烷消耗的最重要反应步,生成更多自由基O·和·OH,进而促进甲烷爆炸;当甲烷处于当量状态和贫氧状态时,CO的加入对影响甲烷消耗的关键基元反应及其敏感性的影响很小。     

基于化学链制氧的加热炉富氧燃烧系统构建及分析

基于化学链制氧原理构架了加热炉富氧燃烧系统,以解决富氧燃烧氧气来源问题.通过对Co₃O₄氧解耦特性的研究,分析构建系统的可行性.结果表明:Co₃O₄释氧反应平衡氧的体积分数随温度升高而急剧增大,当反应温度为900℃时,平衡氧的体积分数为29.6%;烟气中CO₂,H₂O等成分不会对Co₃O₄释氧过程产生影响;随Co₃O₄与烟气物质量的比的增大,烟气中氧气的体积分数逐渐增大,当物质量的比为1∶1时,950℃下氧气的体积分数可达24.5%;考虑实际生产过程,产量为32t/h的蓄热式轧钢加热炉,富氧率为4%时,Co₃O₄填充量为3.4t.     

煤自燃过程烷烃析出规律及氧化特性实验

针对兴安煤矿302综采工作面3#煤层煤样进行煤自燃实验研究,对比在供氧体积分数分别为20.9%、10%、7%的情况下,煤样在自燃氧化过程烷烃气体(C2H6、C3H8)的析出规律与煤温的关系.研究结果表明:C2H6、C3H8在氧体积分数为20.9%煤温达180℃后均表现为体积分数急剧升高,至400℃时开始回落;氧体积分数为10%时煤温达280℃后体积分数快速升高,至400℃时达峰值;氧体积分数为7%煤温达250℃后其体积分数骤增,至400℃时下跌.另外,在烷链比中,在供氧体积分数为20.9%时,C3H8与C2H6的析出体积分数比与煤温呈下降关系;而在10%、7%的情况下呈增长趋势.     

4-甲氧基二苯甲酰基甲烷的合成研究

以苯甲醛、4 甲氧基苯乙酮为原料,经缩合,加成,成环,水解四步反应合成了4 甲氧基二苯甲酰基甲烷.较系统地研究了反应温度,反应时间,催化剂用量对产品收率的影响.实验表明:苯亚甲基4 甲氧基苯乙酮(Ⅰ)用甲醇作溶剂,NaOH(ωNaOH=10%)作催化剂,反应温度50～55℃,反应时间50min时收率可达92%.4 甲氧基二苯甲酰基甲烷(Ⅱ)用二甲苯作溶剂,0.08mol的CH3ONa/CH3OH(ωCH3ONa/CH3OH=30.0%)和HCl(ωHCl=37.0%)作催化剂,加成,成环,水解反应时间为1h,1h,2h;反应温度为48～50℃,80℃,80℃时收率达58%.产品总收率为53.4%.     

甲苯在不同背景气氛下的介质阻挡放电降解行为研究

采用线板式介质阻挡放电对甲苯进行降解,研究不同背景气氛(不同配比的N2/Ar和N2/O2)下甲苯的降解行为.研究发现,当氮气中加入氩气时,随着N2/Ar中Ar含量的增加,甲苯的降解率迅速升高,而且所需的电场强度大大降低.当背景气体为氩气(含微量氧)时,输入电压仅为4 kV,甲苯的降解率就可达98.1%.在N2/Ar中甲苯一部分转化为CO和CO2,其他为一些副产物,如HCN,CH4,C2H6,C12H26等.在N2/O2气氛下,氧的体积分数为2%左右时甲苯的降解效率最高,甲苯几乎完全被氧化为CO和CO2,副产物仅为O3.     

甲醇合成工艺新进展

介绍了国内外关于甲醇合成反应过程研究进展,包括液相合成过程、流向变化强制周期反应过程、流化床反应过程、膜反应、二氧化碳加氢法、超临界合成反应器、甲烷一步法氧化合成甲醇等技术,简评了各自的优缺点;并指出为了降低我国甲醇装置的生产成本,增强国际竞争力,积极研究甲醇合成的反应过程的重要性。     

甲醇合成工艺新进展

介绍了国内外关于甲醇合成反应过程研究进展,包括液相合成过程、流向变化强制周期反应过程、流化床反应过程、膜反应、二氧化碳加氢法、超临界合成反应器、甲烷一步法氧化合成甲醇等技术,简评了各自的优缺点;并指出为了降低我国甲醇装置的生产成本,增强国际竞争力,积极研究甲醇合成的反应过程的重要性。     

The kinetic studies of direct methane oxidation to methanol in the plasma process

The research outlined here includes a study of methanol production from direct methane conversion by means of thermal and plasma method. The kinetic study, derived from thermal-based approach, was carried out to investigate thoroughly the possible intermediate species likely to be presented in the process. A set of plasma experiments was undertaken by using dielectric barrier discharge （DBD）, classified as non-thermal plasma, done at atmospheric pressure and room temperature. Plasma process yields more methanol than thermal process at the same methane conversion rates and methane to oxygen feed ratios. Oxidation reaction of thermal process resulted CO and CO2 as the most dominant products and the selectivity reached 19% and 68%, respectively. Moreover, more CO and less CO2 were produced in plasma process than in thermal process. The selectivity of CO and CO2 by plasma was 47% and 20%, respectively. Ethane （C2H6）was detected as the only higher hydrocarbon with a significant concentration. The concentration of ethane reached 9% of the total products in plasma process and 17% in thermal process. The maximum selectivity of methanol, the target material of this research, was 12% obtained by plasma method and less than 5% by thermal process. In some certain points, the kinetic model closely matched with the experimental results.     

V2O5液相催化氧化甲烷制甲醇动力学影响

研究了甲烷和发烟硫酸以V2O5为催化剂合成甲醇的反应动力学,考察了反应温度、反应初始压力和催化剂用量对甲烷转化率和目的产物收率的影响。结果表明,高温有利于甲烷转化率的提高,但过高的温度会导致目的产物收率降低;甲烷转化率随着初始反应压力的增大而提高,而甲醇收率随压力的变化趋势则是先提高,后趋于平缓;随着V2O5用量的增加,甲烷转化率增大,但当V2O5的添加量超过0.014 mol时,V2O5用量对甲醇收率的影响变得不显著。     

Mo/HZSM-5上甲烷脱氢聚合制苯反应

考察了氧气气氛下 ,活化前后分别用H2 处理 0 5h对Mo/HZSM 5催化剂反应活性的影响 .结果表明 :活化后用H2 处理后催化活性显著降低 .甲烷添加O2 ,CO2 后 ,于 70 0℃时进行氧化反应 ,无苯生成 ;75 0℃时甲烷与O2 反应在进行氧化反应的同时 ,有偶联反应发生 .反应温度的提高使甲烷转化率与苯的选择性均有提高 ,但催化剂稳定性下降 ,可能归结为积炭增加和钼组分的挥发流失 .     

催化精馏法制备甲缩醛

研究了以甲醇和甲醛为原料,98%的浓硫酸为催化剂,通过催化精馏工艺制备甲缩醛的可行性.考察了进料醇醛摩尔比、进料总流量和催化剂含量对该过程的影响.在回流比为6,催化剂含量为1%,甲醛的体积流量为2.8 mL/min,甲醇的体积流量为3.0 mL/min的条件下,塔顶产品甲缩醛的质量百分数可达96.6%.结果表明,该工艺可应用于制备甲缩醛.     

新型ZrO_2膜管的研制及其对甲烷部分氧化的催化性能研究

利用ＳＯＬ－ＧＥＬ技术成功地制备了ＺｒＯ_２－ＣａＯ膜管，这种膜管由于能控制氧的扩散速度，并能活化它，因而容易和甲烷反应，表现了高的选择性生成甲醇、甲醛。实验发现最佳的制膜条件为：焙烧温度是７００～９００℃，膜厚４５～６０ｇＺｒ／ｃｍ￣２，ＣａＯ的最佳值为Ｘ＝０．０８～０．１５。实验也考察了最佳的反应条件，常压下反应温度为３５０℃，ＧＨＳＶ＝８０００～１００００ｈ￣（－１）。在这样的条件下获得了９５％的甲醇、甲醛选择性，大约１％转化率。     

Hydrogen production by reforming methane in a corona inducing dielectric barrier discharge and catalyst hybrid reactor

A novel corona inducing dielectric barrier discharge(CIDBD) and catalyst hybrid reactor was developed for reforming methane. This corona inducing technique allows dielectric barrier discharge(DBD) to occur uniformly in a large gap at relatively low applied voltage.Hydrogen production by reforming methane with steam and air was investigated with the hybrid reactor under atmospheric pressure and temperatures below 600°C.The effects of input power,O2/C molar ratio and preheat temperature on methane conversion and hydrogen selectivity were investigated experimentally.It was found that higher methane conversions were obtained at higher discharge power,and methane conversion increased significantly with input power less than 50 W;the optimized molar ratio of O2/C was 0.6 to obtain the highest hydrogen selectivity(112%);under the synergy of dielectric barrier discharge and catalyst,methane conversion was close to the thermodynamic equilibrium conversion rate.     

竹炭基固体酸加压催化高酸值油脂的降酸效果

 选取4年生的慈竹和浓硫酸为原料制备竹炭基固体酸催化剂,考察用该催化剂催化油酸和甲醇酯化反应,以模拟高酸值油脂的酯化降酸效果,并研究了醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间及重复利用性等因素对转化率的影响.通过单因素试验确定甲醇和油酸体积比为1∶1,催化剂用量为2%,反应温度为120 ℃,反应时间为4 h的条件下,其油酸转化率为94.70%,通过和无催化剂对照试验对比,油酸转化率提高50%,催化剂重复使用到第5次时,油酸转化率仍可达到72.47%.