脉冲火花放电裂解正癸烷的放电稳定性与转化规律

作者：范喆; 孙昊; 张帅; 章程; 韩伟; 邵涛

来源：中国电机工程学报, 2021, 41(22): 7861-7871.

• 微秒脉冲放电
• 液相火花放电
• 放电稳定性
• 正癸烷裂解

低温等离子体裂解技术具有原料适应性强、启停迅速、工艺流程短、无碳排放等优点,适用于石油烃高效裂解制备氢气和乙炔等应用。该文选择正癸烷为石油烃模型化合物,研究鼓泡式液相脉冲火花放电裂解正癸烷的放电稳定性和转化规律。实验结果表明,极不均匀电场、高电压、高脉冲频率、高载气流速有利于提升液相火花放电稳定性。随反应进行出现气泡内放电、微气泡放电、气相区域放电3种放电阶段,放电稳定性和产气速率依次增大。考察处理时间、载气流速对正癸烷转化的影响,最大产气速率为124.4m L/min,其中氢气含量为64.1%,乙炔含量为21.0%,产氢能耗为6.1kW·h/m~3。液相火花放电光谱以C_2、H_α为主,气体温度约为3500K,电子密度约为1.15×10~(17)cm~(-3),推测主要反应过程为等离子体激发正癸烷逐步裂解脱氢。该结果对液相放电稳定性和石油烃高效转化等研究具有一定参考。

• 单位
  中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院; 中国科学院大学; 中国科学院电工研究所