等离子催化重整CH4/CO2中的协同效应及积碳动力学 |
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引用本文: | 孙进桃,赵旭腾,陈琪,林赫.等离子催化重整CH4/CO2中的协同效应及积碳动力学[J].工程热物理学报,2023(5):1428-1437. |
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作者姓名: | 孙进桃 赵旭腾 陈琪 林赫 |
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作者单位: | 1. 北京交通大学机械与电子控制工程学院;2. 上海交通大学新能源动力研究所 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(No.21975018); |
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摘 要: | 本文采用实验测量和数值模拟结合的方法,对NSD等离子体–催化剂协同重整CH4/CO2过程中的协同效应以及积碳动力学进行研究。构建了包含中性分子、自由基、振动激发态、电子激发态、带电粒子、表面吸附态等物质在内的详细动力学机理。采用ZDPlasKin-CHEMKIN耦合的方法迭代求解等离子体放电过程、气相反应动力学及表面反应动力学在内的详细动力学机理。在300~700 K的温度范围内,该动力学模型能较好地预测反应物的消耗和产物的生成,路径通量分析表明CH3在催化剂表面上的直接吸附反应以及CH4振动激发态分子的吸附态CH4(vs)在催化剂表面上的解离吸附均可促进吸附态CH3(s)的生成。积碳动力学研究表明催化剂上的积碳主要来源于吸附态CH(s)的脱氢反应CH(s)+Ni(s)→C(s)+H(s)。
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关 键 词: | CH4/CO2重整 激发态 协同效应 路径通量分析 积碳动力学 |
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