直流电弧等离子体甲烷二氧化碳重整反应

摘要

采用一种简单结构的直流电弧反应器,在无催化剂存在的条件下,高效率地实现了毫秒级甲烷二氧化碳的重整反应,产物选择性好,并且在反应过程中几乎没有积炭生成.在恒定输入功率(170 W)的条件下考察了气体总流量和二氧化碳/甲烷摩尔比对反应结果的影响.提高反应气体的输入能量密度可以提高甲烷和二氧化碳的转化率,并且能够有效地抑制副产物的生成.当二氧化碳/甲烷摩尔比为1时,二氧化碳转化率为89.8%,甲烷转化率为96.3%,氢气和一氧化碳的选择性分别为99.6%和99.3%.二氧化碳过量可显著促进甲烷的转化以及同时获得合成气的高选择性.采用比能耗对该过程的能量利用效率进行了分析,以期指导反应条件优化以提高过程的能量利用效率.