纳秒脉冲火花放电高效转化甲烷的实验研究

• 作者: 孙昊 张帅 王瑞雪 邵涛 韩伟 高远
• 来源期刊: 电工技术学报
• 学科: 化学
• 关键词: 甲烷无氧转化 纳秒脉冲放电 发射光谱 电子密度
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 高电压与放电等离子体
• 页码范围: 880-888
• 页数: 9页
• 分类号: O461|O539|O646.9
• 字数: 4231字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.180032

摘要

火花放电是一种气体温度介于电弧放电和介质阻挡放电(DBD)之间的放电形式,具有设备简单、成本较低、转化率高和能量利用效率高等优点,是存在工业化潜力的甲烷高效转化技术.纳秒脉冲放电具有窄脉宽和上升沿,能够提高火花放电等离子体的不平衡程度,降低气体温度,进一步提高甲烷转化能量利用效率.本文研究纳秒脉冲甲烷放电的放电特性和产物分布,实验结果表明在输入能量为170kJ/mol的条件下,甲烷转化率可达60％、氢气选择性和产率分别为44.4％和26.6％、乙炔选择性和产率分别为28.8％和16.8％、总能量利用效率为33.9％、氢气能量利用效率为23％.获得了350～700nm的甲烷等离子发射光谱(OES),包括Hα、Hβ、Hγ氢原子等Balmer谱线和CH、C+、C2等谱线,并利用Hα的Stark展宽效应估算了电子密度约为1017cm-3量级.利用ICCD和单色仪获得了电子密度和CH、C2发射光谱演变过程,实验结果表明电子密度随时间逐渐减少;C+几乎仅在外加脉冲时存在,CH仅在外加脉冲结束后出现,说明C+主要是由电子碰撞产生的,而C+在放电结束后与H发生反应生成CH,CH进一步复合生成C2H2.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	孙昊	中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室中国科学院电工研究所	21	73	5.0	8.0
5	张帅	中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室中国科学院电工研究所	58	363	8.0	18.0
6	王瑞雪	中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室中国科学院电工研究所	24	121	7.0	10.0
7	韩伟		11	19	3.0	4.0
8	高远	中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室中国科学院电工研究所	16	67	3.0	8.0