探究介质阻挡放电等离子体转化甲烷过程的动力学模拟

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1、天津大学硕士学位论文介质阻挡放电等离子体转化甲烷过程的动力学模拟姓名：齐向娟申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李士雨2002.1.7天津大学硕j．学位论文摘要摘要本文通过实验研究了常压下利用介质阻挡放电冷等离子体技术转化甲烷的过程规律，考察了介质阻挡放电的特点及工艺参数对反应的影响。通过机理分析，本文探讨了上述反应过程的动力学特点：选取17种粒子所涉及的43个基元反应，建立了介质阻挡放电等离子体转化甲烷的反应网络，推导出电子一分子(自由基)反应速率常数的计算公式，根据反应条件估算了介质阻挡放电CH。等离子体中的平均电子能量，得到输入功

2、率同放电中电子密度的天系。利用所建模型对甲烷转化产物随停留时间、输入功率及反应温度的变化情况进行了计算机模拟，模拟计算结果可以较好地吻合实验数据，说明所建模型————————_，_一是可靠的。r—～、I通过实验与计算机模拟，本文还得到如F结论：＼l实验条件下介质阻挡放电等离子体甲烷转化C：烃的量依次为：C：H。)C2H2)C2H4；2实验条件下介质阻挡放电CH。等离子体中的平均电子能量值范围为8．2～8．8eV：3实验条件下放电间隙中电子浓度数量级为1010cm一：4高能电子同甲烷分子的碰撞解离反应是引发整个反应体系的关键。、：}／／关键词：

3、介质阻挡放电，等离子体，甲烷，夥苏擎，雀藏灭津大学硕士学位论文摘要AbstractInthispapeLtheconversionofmethaneusingdielectric—barrierdischargeofcoldplasmareactionatatnlosph谢cpressure、、+ascarriedout；theprincipalsofdielectric。barrierdischargeandtheeffectofthedischargeparametersonthemethaneconversionwerediscover

4、ed．Byanalyzingofthereactionmechanism，wediscussedthedynamicrulesoftheconversionreaction：selected43radicalreactionwhich17particleconcemedandbuiltthereactionnerorkofmethanecon、rersion；deducedthecalculationofreactionrateconstantofelectron—molecule(orradicals)reaction；estimatedt

5、heaverageelectronenergyindielectric—barrierdischargemethaneplasma；gainedtherelationbetweentheinputpowerandelectrondensity．Onthebaseofthemodelwehadbuilt，therelationshipsbetweenconsistenciesofproductsinmethaneconversionandretentiontime，inputpowerandtemperatureweresimulated；th

6、esimulationresulthadagoodcoherencewiththeexperimentdata，whichvalidatedthevalidityofthemodelwehadbuilt．Duetoourexperimentandsimulation，wealsogottheconclusionasfollows：1Undertheconditionofdielectric—barrierdischargeplasma,theorderofC2hydrocarbonproductconsistenciesisC3H^)C2H2

7、)C2H4；2Theaverageelectronenergyindielectric—barrierdischargemethaneplasmais8，2-8．8eV；3Thequantityoftheelectrondensit3，inthegapis1010cm-3；4Thedissociationreactionsbetweenhi曲·energyelectronsandmethanemoleculesorradicalsplayake5roleinthewholereaction．Keywords：dielectric—barrie

8、rdischarge，plasma，methane，kinetics，simulation3天律人学硕J．学位论文绪论随着人类工业文明的发展，化石燃料被大量使用，以