等离子体射流裂解甲烷制乙炔的数值模拟

针对漏斗形射流反应器中热等离子体法裂解天然气制乙炔的过程进行研究.采用k-ε双方程模型对体系中的传递过程进行模拟,并通过甲烷裂解系列反应的宏观动力学模型对反应过程进行耦合.运用CFD方法进行数值求解,得到了反应器内的速度场、浓度场、温度场和反应速率分布.研究结果表明, 漏斗形结构有利于反应器中温度和浓度的良好混合,使得甲烷充分反应;甲烷与乙烯的裂解反应主要沿温度混合面进行,炭黑浓度则沿反应器轴向逐渐增多.对应于本反应器,在等离子体发生器功率为100 kW,甲烷体积流量为10 m³·h^-1时,甲烷转化率和乙炔收率同时达到最大.模拟结果与实验数据吻合较好,验证了模型与模拟结果的合理性.     

冷等离子体裂解甲烷制C_2烃动力学分析及模拟

研究在冷等离子体条件下甲烷裂解并偶联产生C2烃的反应机理。应用碰撞理论和玻尔兹曼分布计算了CH4被高能电子裂解为CH3,CH2,CH和H等自由基的速率常数与电子温度的关系。常温常压下,对49个反应构成的复杂体系进行动力学分析,数值模拟了不同的电子密度及电子温度下,甲烷、乙烯、乙炔等12种粒子的密度随反应时间的演变。结果表明:电子密度及电子温度越大,甲烷的转化率越高;当电子温度为1 5eV,电子密度在1011～1013cm-3之间变化时,甲烷的转化率接近100%,C2烃的总选择性接近100%,达到平衡的时间为35ms到650ms。     

直流电弧热等离子体法制备超细粉体氮化铝的研究

采用直流电弧热等离子体法，以微米级铝粉为原料，制备了超细氮化铝粉体。在等离子体功率12kW，运行N2流量2m^3／h，急冷NH3流量0．6m^3／h，送粉N2流量0．8m^3／h时，制备得到的氮化铝粉末纯度可达98％；分散性良好，几乎无团聚现象；平均粒径为100m，粒度分布为40．140m。采用X射线衍射分析了产品的纯度，SEM扫描电镜分析了产品的形貌，粒度分析仪分析了产品的粒径。研究发现，采用直流电弧热等离子体法粉末纯度高、粒度较细，连续性好，易于工业化。     

复合镍基催化剂表面纳米团簇结构的调控及其催化应用

利用新型等离子体技术,将常压放电冷等离子体炬应用于催化剂制备,研究了制备方法、载体、活性组分和助剂对复合镍基催化剂表面纳米团簇结构的调控效果;并分析了催化剂表面纳米团簇结构的形成机理和催化剂性能的构效关系。结果表明:采用冷等离子体炬直接焙烧还原可调控表面纳米团簇;以-γAl2O3为载体的Ni催化剂(PCR)具有较高的活性和稳定性;活性组分Ni对表面纳米团簇结构的调控效果较好,添加量为12%(质量分数)时,表面纳米团簇高度分散,其尺寸约5 nm;助剂Mg添加可有效提高催化剂活性,合适的添加量为1%,且催化剂仍保持良好的表面纳米团簇结构,尺寸约5 nm;表面纳米团簇结构优化后的催化剂抗积炭能力明显提高。     

等离子体还原四氯化硅生产三氯氢硅试验

进行了用直流放电等离子体法还原四氯化硅生产三氯氢硅的试验,反应器的功率达到30 kW,三氯氢硅单程收率超过了60%,每生产1 kg三氯氢硅耗电4.55 kW.h。通过计算得到了氢气解离度、电离度与温度的关系,归纳出氢气的比定压热容随温度变化的函数,根据试验结果确定了氢气和四氯化硅的最佳进料配比。     

气相催化法甲醇脱水合成二甲醚的工艺和催化剂研究

采用气相催化法以甲醇为原料合成二甲醚，为了筛选并制备高活性催化剂以使二甲醚具有高收率，研究了硅钛、硅铝和改性氧化铝系列固体酸催化剂的制备条件、反应温度、液体空速和反应时间等因素对甲醇转化率和二甲醚选择性的影响。结果表明，以改性氧化铝作催化剂为最佳，并在常压、300℃、甲醇液体空速为8ml／(g．h)时，转化率和选择性分别可达92．5％和98．0％。该气相催化法工艺比液相法具有明显的优势。     

获取优良分散性炭黑的表面硝酸氧化

为得到具有良好分散性的炭黑,考察其表面的化学性质,利用硝酸长时间氧化,用沉降度检测炭黑的分散性,并利用红外光谱、X射线光电子能谱及激光粒度仪检测其表面的物化性质.研究表明:硝酸氧化增加了炭黑的表面含氧量及炭黑的酸性,使炭黑的分散性得到了极大的提高;硝酸氧化在炭黑表面引进了羧基基团和羟基基团.     

纳米氮化铝的制备方法及其应用研究

纳米氮化铝是一种用途广泛的纳米材料．它的制备方法主要有气相法,液相法和固相法。本文对这三种方法分别进行叙述,并介绍了各种方法的国内外研究进展．同时对纳米氮化铝的应用领域和发展现状作了阐述。     

用于低温液相合成甲醇的铜铬铝催化剂的研制与表征

应用共沉淀法和胶态共沉淀法制备了铜铬铝复合氧化物催化剂。用高压反应、XRD、TPR、TPD、TEM、BET、UTG等方法对催化剂进行表征,考察了催化剂的制备方法和铝含量对低温液相合成甲醇的活性、选择性和稳定性的影响。结果表明,胶态共沉淀法制备的铜铬铝催化剂的反应活性和稳定性最好,铝含量有-最佳值,铝元素的加入使催化剂中活性组分更加分散,催化剂的比表面增大,对原料分子CO和H2的吸附能力增强,这是其活性和稳定性提高的主要原因。     

Modification of Ni/SiO2 Catalysts by Means of a Novel Plasma Technology

Atmospheric high frequency cold plasma jet was applied to modify Ni/SiO2 catalysts. The catalysts prepared by two different methods with plasma jet were compared with conventional catalysts. BET, XRD, H2-TPD and high-resolution transmission electron microscopy （HRTEM） were used to characterize these catalysts. The results showed that the catalyst prepared with plasma jet had higher nickel dispersion, larger specific surface area and smaller nickel particle size, about 5 nanometres. Detailed analyses revealed that improved structure and characteristic of the plasma catalyst were benefited from the large amount of hydrogen atoms in the plasma jet, by which the catalyst reduction can be easily achieved in shorter period of time at lower temperature, thus avoiding sintering and conglomeration of the active particles and the support. The activity of catalysts was investigated in the methane reforming with CO2. It is shown that the conversions of CH4 and CO2, the yields of H2 and CO were all significantly increased for the plasma catalysts.