عنوان پایان‌نامه
بررسی تبدیلات محصولات تولید شده از تبدیل متان خالص با استفاده از پلاسمای پالسی اتمسفر
- رشته تحصیلی
- فیزیک-اتمی‌ملکولی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53681;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4814
- تاریخ دفاع
- ۰۳ اسفند ۱۳۹۰
- دانشجو
- امیر مهدیان
- استاد راهنما
- عطا ملک قربان زاده
- چکیده
- در این تحقیق تبدیل متان خالص توسط پلاسمای پالسی با فرکانس بالا تا حدود 20 کیلوهرتز بررسی گردید و اثر پارامترهای تاثیر گذار بر خواص پلاسما به منظور بهینه سازی عملکرد رآکتور بررسی شد. آزمایشات تجربی در نرخ شار ورودی بین 100 تا 600 میلی¬لیتر بر دقیقه، ولتاژ اعمالی بین 15 تا 24 کیلوولت، فاصله¬ی بین الکترودها از سه تا پنج میلی متر و فرکانس تکرار بین 8 تا 24 کیلو هرتز انجام شدند. نتایج نشان دهنده¬ی بازده انرژی بین 20 تا 35 درصد در نرخ تبدیلات 30 تا 60 درصد بود. موفق شدیم در فرکانس تکرار 8/21 کیلوهرتز به بازده انرژی 30 درصد در نرخ تبدیل 58 درصد در دمای 150 دزجه¬ی سانتی گراد دست یابیم که در مقایسه با سیستم¬های پلاسمایی که تاکنون ارائه شده نتیجه¬ی قابل توجهی است. همچنین با توجه به این-که زمان اقامت با استفاده از شار ورودی و فرکانس تکرار قابل کنترل است، نشان داده شد که در زمان¬های اقامت کم فرکانس¬های بالا (بالاتر از 12 کیلوهرتز) عملکرد بهتری دارند؛ بدین معنی که در زمان اقامت یکسان و شرایط آزمایشی مشابه نرخ تبدیلات و بازده انرژی در فرکانس¬های بالا و شار کم در مقایسه با آزمایش متناظر در شار بالا و فرکانس کم ( به نحوی که نسبت فرکانس به شار در دو آزمایش یکسان باشد) برتری داشت. دلیل بهبود عملکرد پلاسما در کار حاضر نیز به توانایی کار در فرکانس بالا که حدود 20 کیلوهرتز بود نسبت داده می¬شود. کلید واژه: تبدیل متان، هیدروژن، هیدروکربن، استیلن، پلاسمای پالسی، بازده انرژی
- Abstract
- The conversion of pure methane using repetitive pulsed plasma was investigated and several parameters which influence plasma properties were analyzed in order to optimize the reactor performance. Various experimental conditions including the effect of variation of inlet flow rate from 100 to 600 mL/min, applied voltage from 15 to 24 kV, electrode gap distances from 3 to 8 mm, and pulsed repetition rate from 8 to 24 kHz were examined. The energy efficiency was within the range of 20% to 35% while the methane conversion rate was up to 6o percent. The energy efficiency of 30% and conversion rate of 58% were achieved at the pulse repetition rate of 21.8 kHz and temperature around 150°C which is a noticeable result with respect to other published plasma result. Furthermore, an interesting phenomenon was observed in which at the same residence time and fixed experimental conditions, methane conversion rate and energy efficiency at high frequencies and low flow rates were better than corresponding ones of high flow rates and low frequencies. The improvement of the obtained results is considered to be a consequence of high frequencies which was up to 22 kHz. Keywords: Methane conversion, hydrogen, hydrocarbons, acetylene, pulsed plasma, energy efficiency.
