旋转弧放电等离子体重整乙醇制氢

摘要

目的为了抑制炭沉积、优化操作条件和提高产氢效率,基于绿色制氢和现场制氢的理念,研究了一种用等离子体重整制氢的新型制氢技术,优化设计了一套等离子体气相重整乙醇制氢装置。方法以空气作为工作气体,研究了氧醇物质的量比(以下简称氧醇比)、乙醇流量、放电电压和放电间距对重整结果的影响。结果氧醇物质的量比过大或者过小都不利于重整。当氧醇比为0.9时,乙醇转化率可以达到100%,H_(2)选择性为41.21%;氧醇比为1.2时,H_(2)产率和H_(2)选择性达到最大,分别为1200.26 L/h和50.01%。适当提高乙醇流速可提高乙醇转化率和能量效率,但是会降低H_(2)选择性和H_(2)收率。提高放电电压对重整效果具有积极作用。在放电电压为1.8 kV时,H_(2)最大能量产率为687.94 L/kW·h。适当增大放电间距能够提高重整效果,但是不能过大,否则会导致电弧不稳定。结论该套重整装置在抑制积炭形成和提高制氢效率上表现出了良好的效果。最佳实验条件为氧醇比1.1、乙醇流量33.7~42.1 mL/min、放电电压1.8 kV、放电间距2.5 mm。重整的气相产物为H_(2)、CO、CO_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、C_(3)H_(6)、C_(3)H_(8)。其中,γ-C 2或更高碳氢化合物的含量相当低。