Carbon dioxide reforming of methane in kilohertz spark-discharge plasma at atmospheric pressure
Carbon dioxide reforming of methane in kilohertz spark-discharge plasma at atmospheric pressure
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大气压下千赫兹火花放电等离子体中甲烷的二氧化碳重整
DOI：
10.1002/aic.12472
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发表时间：
2011-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Shi, Chuan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li, Xiao-Song;Xu, Yong;Zhu, Ai-Min;Zhu, Bin;Shi, Chuan
利用5 kHz正弦波高压在管状电极和圆盘电极之间产生火花放电等离子体，研究了CH4的CO2重整。在考察比能输入和CO2/CH4比值影响的基础上，比较了同一转化范围内不同CO2/CH4比值下的能源成本（EC）和燃料生产效率（η），并给出了它们的先后顺序：EC （r = 0.5）和EC （r = 3）最低；η(r = 0.5)最大。与其他非热放电技术相比，千赫兹火花放电具有低EC和高燃料生产效率的特点，特别是在高总碳转换时。初步研究表明，在(O2 + CO2)/CH4 = 0.5条件下，部分氧化和CO2混合重整的H2/CO比高（接近2），总碳转化率低（0.59 ~ 0.96 MJ/mol，总碳转化率为58 ~ 77%，O2/(CO2 + O2) = 0.8）。©2010美国化学工程师学会，2011
The spark-discharge plasma, generated between tubular and rotary-disc electrodes using a sine-wave high voltage with 5 kHz frequency, was explored for CO2 reforming of CH4. Based upon the investigation on the effects of specific energy input and CO2/CH4 ratio, the energy costs (EC) and fuel-production efficiencies (η) at various CO2/CH4 ratios (r) in the same conversion range were compared and accordingly their sequences were given: EC (r = 0.5) and EC (r = 3) are the lowest; η(r = 0.5) is the highest. Compared with other nonthermal discharge techniques, the kilohertz spark discharge exhibits low EC and high fuel-production efficiency, especially at high total-carbon conversions. Preliminary investigation on partial oxidation and CO2 mixed reforming at (O2 + CO2)/CH4 = 0.5 exhibited high H2/CO ratio (nearly 2) and low total-carbon EC (0.59–0.96 MJ/mol, 58–77% of total-carbon conversion, and O2/(CO2 + O2) = 0.8). © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2011
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