等离子体重整甲烷—二氧化碳制合成气实验汇报.docVIP

“等离子体重整甲烷—二氧化碳制合成气” 实验报告 学生姓名： xxxxxxxxx 班 级： 2010级工艺x班 学 号： xxxxxxxxxxx 实验组号： 二班xx组 同组姓名： xxxxxxxxxxxxxxx 实验时间： xxxxxxxxxxxxxxxxxxx 指导老师： 印 永 祥 撰写实验报告时间：xxxxxxxxxxxxxxx日  等离子体重整甲烷—二氧化碳制合成气 合成气组成的混合气体，。CH4-CO2重整 (1) (2) 前者称为湿法重整，生产1mol CO至少要消耗1mol CH4；后者称为干法重整，由于使用CO2为碳源制备化学品，生产1mol CO只需消耗1mol CH4。显然，干法重整减少温室气体排放，符合低碳经济大趋势，是今后发展方向。CH4和CO2均为稳定的惰性分子气体，且CH4-CO2重整反应需要采用非常规手段获得可观的反应速率手段103~104K的部分电离气体，具有热焓值高、温度高等特，可为强吸热反应过程提供足够的能量并加速化学反应进程 图1 甲烷、二氧化碳体系的热力学平衡图 C/H/O=1:1.6:1.2（CH4/CO2=4:6） 图 热等离子体实验系统示意图 Fig. 2 Schematic diagram of experimental setup with single-anode thermal plasma 1 plasma generator; 2 feed inlet ring; 3 adiabatic fixed bed reactor; 4 collector; 5 DC power supply; 6 gas chromatograph [4]、开启送气系统，减压阀输出0.3MPa。调节阴极进料载气Ar为2 m3/h，1atm；二阳极进气刻度分别为：CH4，0.45 m3/h、N2，1 m3/h（初始流量为3 m3/h，后逐步调小）、CO2，1.1 m3/h，表压为0.007MPa； [5]、 开启等离子体放电电源，正常后，调节电流为180A； [6]、三阳极进气刻度分别为：CO2，1.47m3/h、CH4，0.6 m3/h，表压为0.005MPa，总流量2m3/h。 [7]、实验取样过程中，需一名同学戴手套捂住装置气体出口，另一名同学去的一组反应后的气体；关闭等离子放电电源，待稳定后同上去的一组反应前的气体。 [8]、对上述两组气体进行气相色谱仪分析。 6 数据采集与处理 进气刻度 阴 极 Ar：2 m3/h，1atm 二阳极 CH4：0.45 m3/h； N2： 1 m3/h； CO2：1.1 m3/h，表压为0.007MPa 三阳极 CO2：1.47m3/h；CH4：0.6 m3/h，表压为0.005MPa 反应后（产物气相色谱数据表） V总=6.462 m3/h 数据 组分 校正因子（） 峰面积 （A） 各组分体积 百分比（%） 标定体积 （m3/h） 实际体积 （m3/h） 氢气 4.90E-7 611995 29.99% 1.846 1.938 氮气 4.59E-6 35365 16.25% 1.000 1.050 二氧化碳 7.92E-6 6484 5.14% 0.316 0.332 甲烷 1.89E-6 13323 2.52% 0.155 0.163 一氧化碳 —— 74157 —— —— —— 氩气 —— —— —— —— —— 总组分 —— —— 100% 6.154 6.462 数据处理（以氢气组分为例）： [说明]：反应后得到六种物质Ar、N2、H2、CO、CO2、CH4但得到5个峰值，其中 Ar惰性气体没有表现出来。因为不知Ar的流量，所以此时无法测得CO 的体积百分比。 [1] 经过气相色谱仪的分析可得到反应后氢气组分的校正因子和峰面积分别 为4.90E-7和611995。由可计算得到氢气组分体积百 分比为: （4.90E-7）*（611995）*100%=29.99% [2] 同理反应后氮气组分体积占16.25%，应氮气标定流量刻度为1.000 m3/h，根据即可算出实际氮气的流量： [3] 因此可得到反应后标定总流量V总标= =6.154 m3/h 实际总流量为V总= =6.462