热等离子体裂解甲烷的热力学与动力学分析

应用Gibbs自由能最小法和平衡常数法分别计算了热等离子体裂解甲烷在均相体系和非均相体系中的平衡组成。采用简化的动力学模型，用特雷纳法数值模拟了不同的压力和温度下，甲烷、乙烯、乙炔、氢气和炭5种稳定物质的浓度随反应时间的演变。热力学计算结果表明：甲烷在1200K时几乎完全裂解，2500K以下时，炭黑由芳香烃中间体生成；2500～4200K时，C2H、乙炔和氢气是主要产物，炭黑由C2H2、C2H中间体生成；4200K以上时．体系中仅有炭、氢自由基，炭黑由炭自由基生成。动力学计算结果表明：2000K、100kPa，反应时间1．0ms时，甲烷已几乎全部裂解，0．1～1.0ms时，乙炔是主要产物，10.0ms以后炭黑产率接近100％。压力增加，乙炔收率下降，炭黑的收率增加，温度越高。乙炔和炭黑的生成速率越大。热力学和动力学计算表明在3500—4500K的温度范围内，5．0～10．0μs的时间范围内可同时获得较高收率的乙炔和炭黑。     

A New Grade Carbon Black Produced by Thermal Plasma Process

This paper presents a new route about producing carbon black,by wich the natural gas cracking is carried out in the absence of oxygen thanks to an electric energy supply externally given by a plasma jet.The carbon black produced by this process has a narrow size distribution and a small average diameter of 38nm as well as a highly branched aggregate.The higher DBP value of 1.40ml/g shows it should be a high structure carbon black.The FTIR spectra shows that there are lots of aromatic c-c bonds and a large amount of nitrogen-coutaining functional groups on the carbon blacks surface,such as-NH,-CN as we3ll as -CH,-OH,-COOH groups.     

热等离子体重整天然气和二氧化碳制合成气实验研究

常压下利用15 kW的实验室装置,进行了天然气和二氧化碳在氢等离子体射流作用下重整制合成气的实验。考察输入功率、原料气流量和甲烷与二氧化碳的配比对反应转化率、选择性的影响。结果表明:转化率主要由输入功率和原料气流量决定，产品的选择性与原料气的配比密切相关。如在等离子体输入功率8.5 kW，原料气进量1.3 m³/h，原料配比CH₄/CO₂为4∶6条件下，甲烷转化率为87.98%，二氧化碳的转化率84.34%，一氧化碳的选择性82.27％，能量产率达到1.63 mmol/kJ。与电晕放电、介质阻挡放电等离子体过程相比，热等离子体射流重整反应具有处理量大,产物单一的优点，而且能量产率较高，显示出良好的应用前景。     

冷等离子体在甲烷转化中的研究进展

文章综述了近几年国内外利用冷等离子体活化转化甲烷、与催化剂协同作于甲烷转化以及改性甲烷转化用催化剂中的研究进展。等离子体技术作为一种新兴技术为甲烷转化注入了新的力量,对天然气的有效利用、减少温室气体的排放和绿色化工有着重要的意义。     

邻硝基苯甲醛合成新技术

本文提出了以邻硝基甲苯(ONT)为起始原料,在光照条件下经溴化氢和双氧水溴化成邻硝基二溴甲基苯(ONDB),再用浓硫酸水解制得邻硝基苯甲醛(ONBA)的新路线.用元素分析、红外光谱及氢核磁共振谱分析证实了产物ONDB及ONBA的结构.溴化收率为90%,水解收率为57.6%,总收率51.8%,比现有工业生产方法的收率都高得多.     

大气压反常辉光放电条件下甲烷裂解制C2烃和纯热裂解的比较

对CH4-H2体系进行了热力学分析,并与大气压反常辉光放电条件下得到的实验结果相比较。通过热力学分析,得出体系的独立反应、各反应平衡常数与温度的关系,体系的平衡组成中主要产物为炭黑和氢;温度500~1 500 K,积炭是影响甲烷高温热解的主要问题,且几乎无乙炔和乙烯生成。但在大气压反常辉光放电的条件下,反应体系温度约为700~1 000 K,甲烷转化率较高,且反应中的产物主要为C2烃。实验结果表明,当原料气总流量为300 mL/m in,CH4/H2为2∶8时,甲烷转化率、乙炔选择性和乙烯选择性最大,分别为91.3%、81.7%和11.1%,此时积炭速度小,仅为1.47 mg/m in。比较表明,大气压反常辉光放电条件下CH4-H2等离子体反应已超出热力学平衡限制。     

含水树脂吸附剂在烃-醇二元溶液中的吸附

研究了DOO1和TS -TR树脂在非水烃 -醇溶液中的吸附 ,考察了不同水含量的两种树脂在正丁醇 -正庚烷、乙醇 -正己烷组成的二元混合溶液中的等温吸附特性 ,用NBP -a模型建立了相应的等温吸附数学模型 ,并就树脂水含量对其表面能量非均匀性的影响进行了初步研究 ,用Stieltjes变换法对树脂表面能量非均匀密度函数给出了分析解 .结果表明 ,吸附剂表面能量非均匀性及溶液非理想性是影响等温吸附的重要因素 ,极性的DOO1树脂水含量增加 ,其表面能量非均匀性增强 ,非极性TS -TR树脂水含量变化 ,其表面能量非均匀性也有明显变化 .模型拟合与实验吻合很好     

金红石型云母钛珠光颜料的合成研究

采用化学诱导法合成金红石型云母钛珠光颜料 ,以SnCl4及其复配物为金红石诱导促进剂 ,在 85 0℃、0 5h的焙烧条件下合成得到了完全金红石型的云母钛珠光颜料。由正交试验得到了金红石化学诱导促进剂最佳复合配方为 :m(云母 )∶m(SnCl4)∶m(ZnO)∶m(C助剂 ) =10 0∶3∶2∶4。此方法缩短了焙烧时间 ,并使颜料表面的TiO2 相转变温度降低了约 10 0℃ ,使制得的耐候性云母钛珠光颜料具有高的珠光光泽     

等离子体CH_4-CO_2重整制合成气动力学分析

对大气压反常辉光放电条件下CH4-CO2重整制合成气反应过程进行了数值模拟。针对实际的过程特征,合理地估计了反应停留时间、电子温度、电子密度作为模拟计算的输入参数,建立了包含19个组分、60个化学反应式的反应动力学基本模型。对基本模型进行简化,得到了仅包含27个基元反应的简化模型。模拟表明,基本模型、简化模型与实验结果吻合良好。在此基础上对主要产品的生成路线和机理进行了分析,得出CO的生成主要依靠CO2裂解和CH4氧化脱氢;H2的生成主要依靠CH4的裂解和脱氢。     

CO2 Reforming of CH4 by Atmospheric Pressure Abnormal Glow Plasma

A novel plasma atmospheric pressure abnormal glow discharge was used to investigate synthesis gas production from reforming methane and carbon dioxide. Special attentions were paid to the discharge characteristics and CH4, CO2 conversion, H2, CO selectivity, and ratio of H2/CO varied with the changing of discharging power, the total flux, and the ratio of CH4/CO2. Experiments were performed in wider operation variables, the discharging power of 240 to 600 W, the CH4/CO2 of 0.2 to 1.0 and the total flux of 140 to 500mL/min. The experiments showed that the conversion of CH4 and CO2 was up to 91.9% and 83.2%, the selectivity of CO and H2 was also up to 80% and 90% and H2/CO mole ratio was 0.2 to 1.2, respectively. A brief analysis for discharge characteristics and the experimental results were given.