عنوان پایان‌نامه
تبدیل متان به هیدروژن و هیدروکربن ها توسط پلاسمای پالسی بامیدان الکتریکی یکنواخت
- رشته تحصیلی
- فیزیک-اتمی‌ملکولی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51008;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4641
- تاریخ دفاع
- ۱۰ مهر ۱۳۹۰
- دانشجو
- بهار مدیر
- استاد راهنما
- عطا ملک قربان زاده
- چکیده
- در این تحقیق، تبدیل متان خالص، با استفاده از پلاسمای پالسی در فشار اتمسقر و در دمای نزدیک به اتاق از طریق پیش¬یونش کرونا در محدوده فرکانس kHz 13-4 و انرژی¬های mj 8-4 به محصولات با ارزش¬افزوده بالا، مورد¬بررسی قرار گرفته است. محصولات شامل هیدروژن و هیدرو¬کربن¬ها می¬باشند که در این میان هیدروژن و استیلن جزء محصولات عمده می¬باشند. گزینش¬پذیری این محصولات بالای 70 درصد و در میان هیدرو¬کربن-های سنگین، C6 (هگزان، بنزن..) جزء محصولات عمده بعدی قرار دارد که دارای گزینش¬پذیری در حدود 10% می¬باشند. بازده انرژی در محدوده 30-15 % قرار می¬گیرد و درصد تبدیلات در شرایط آزمایشگاهی مختلف در محدوده 82-30% بدست آمده¬اند که در شارورودی ml/min 76 بیشترین مقدار را داشته است. بازده¬های صنعتی در تبدیل متان خالص در حدود 65-30% قرار گرفته¬اند که دماهای کار این روش¬ها بالای C ° 700 است. در این تحقیق دمای کار پلاسما در حدود C° 120-70 است، از اینرو تحقق چنین نتایجی در دماهای نزدیک به اتاق، از نوعی که در این کار صورت گرفت، بسیار امیدوار کننده است. در روش¬های صنعتی موسوم به Huels هزینه تولید استیلن در حدود kW h kg-1 1/12 می¬باشد دمای پلاسما در این روش¬ها به C°2000 می¬رسد. هزینه تولید استیلن در این تحقیق در محدوده kW h kg-140-16 بدست آمده است که با توجه به دمای پایین در این پلاسما هزینه نگهداری بمراتب کمتری بدست می¬آید.
- Abstract
- In this thesis, the pure methane conversion is studied in ambient conditions using pulsed plasma aided by corona pre-ionization to high value added products, in the range of 4-13 kHz, frequency changes and 4-8 mJ, pulse energies. The output products of the reactor are hydrogen and hydrocarbons. The main products are acethylene and hydrogen with selectivities up to 70% while among the heavier hydrocarbons C6 products have higher selectivities around 10%. The chemical energy efficiency is within the range of 15-30% and conversion rates, in different experimental conditions is within the range 30-82% which will increase to 82% at 76 ml/min input flow. Industrial efficiencies in pure methane conversion are within the range of 30-65% but their temperature are higher than 700 ° C. At the present work the reactor temperature is within 70-120 ° C so the results of the low temperature pulsed plasma reactor would be interesting. One of the industrial scale methods of the production of acetylene from methane belongs to the Huels plasma method. The specific energy required to produce acetylene by this method is 12.1 kW h kg-1, corresponding to a temperature close to 2000 ° C. The specific energy required to produce acetylene with low temperature pulsed plasma is within the range of 16-40 kW h kg-1. Due to the low temperature in this plasma, much less maintenance cost is required
