| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 1 绪论 | 第17-57页 |
| 1.1 引言 | 第17页 |
| 1.2 氢能 | 第17-19页 |
| 1.3 等离子体技术 | 第19-35页 |
| 1.3.1 等离子体概念及特性 | 第19-21页 |
| 1.3.2 等离子体化学 | 第21-24页 |
| 1.3.3 等离子体分类 | 第24-26页 |
| 1.3.4 低温等离子体发生方式及在制氢领域的应用 | 第26-35页 |
| 1.4 滑动弧放电等离子体 | 第35-43页 |
| 1.4.1 滑动弧放电现象及特性 | 第35-38页 |
| 1.4.2 滑动弧反应器改进型结构 | 第38-42页 |
| 1.4.3 滑动弧放电等离子体的应用 | 第42-43页 |
| 1.5 滑动弧放电等离子体在重整燃料制氢方面的研究进展 | 第43-53页 |
| 1.5.1 甲烷重整制氢 | 第44-51页 |
| 1.5.2 醇醚类重整制氢 | 第51-52页 |
| 1.5.3 重烃类重整制取富氢气体 | 第52-53页 |
| 1.5.4 其他原料重整 | 第53页 |
| 1.6 本文的研究目的和研究内容 | 第53-57页 |
| 2 实验系统及评价方法 | 第57-69页 |
| 2.1 引言 | 第57页 |
| 2.2 协同驱动旋转滑动弧反应器 | 第57-59页 |
| 2.3 协同驱动旋转滑动弧裂解甲烷制氢实验系统及评价方法 | 第59-61页 |
| 2.3.1 实验系统 | 第59-60页 |
| 2.3.2 评价方法 | 第60-61页 |
| 2.4 协同驱动旋转滑动弧重整甲醇制氢实验系统及评价方法 | 第61-65页 |
| 2.4.1 实验系统 | 第61-63页 |
| 2.4.2 评价方法 | 第63-65页 |
| 2.5 检测分析装置 | 第65-69页 |
| 2.5.1 气相色谱仪 | 第65-66页 |
| 2.5.2 电参数采集系统 | 第66页 |
| 2.5.3 高速摄影系统 | 第66-67页 |
| 2.5.4 发射光谱系统 | 第67-69页 |
| 3 协同驱动旋转滑动弧物理特性研究 | 第69-109页 |
| 3.1 引言 | 第69-70页 |
| 3.2 电弧移动特性及电弧形态分析 | 第70-78页 |
| 3.2.1 协同驱动旋转滑动弧电弧移动特性与其他滑动弧形式对比 | 第70-71页 |
| 3.2.2 进气组分对电弧移动特性及电弧形态的影响 | 第71-74页 |
| 3.2.3 进气流量对电弧移动特性及电弧形态的影响 | 第74-78页 |
| 3.3 电参数特性分析 | 第78-87页 |
| 3.3.1 进气流量对电参数特性的影响 | 第79-83页 |
| 3.3.2 运行电流对电参数特性的影响 | 第83-87页 |
| 3.4 等离子体发射光谱分析 | 第87-105页 |
| 3.4.1 发射光谱法简介 | 第87-88页 |
| 3.4.2 光谱理论 | 第88-93页 |
| 3.4.3 等离子体区域活性粒子检测 | 第93-98页 |
| 3.4.4 等离子体区域能量分布计算 | 第98-105页 |
| 3.5 协同驱动旋转滑动弧与传统等离子体物理特性对比 | 第105-106页 |
| 3.6 结语 | 第106-109页 |
| 4 协同驱动旋转滑动弧裂解甲烷制氢实验研究 | 第109-125页 |
| 4.1 引言 | 第109页 |
| 4.2 甲烷裂解制氢实验研究 | 第109-117页 |
| 4.2.1 进气流量的影响 | 第109-112页 |
| 4.2.2 CH_4/N_2比和外加电阻的影响 | 第112-115页 |
| 4.2.3 不同载气的影响 | 第115-117页 |
| 4.3 与传统低温等离子体裂解甲烷制氢效果对比 | 第117-118页 |
| 4.4 反应效率讨论 | 第118-122页 |
| 4.4.1 制氢电耗 | 第118-120页 |
| 4.4.2 高附加值副产物 | 第120-122页 |
| 4.5 结语 | 第122-125页 |
| 5 协同驱动旋转滑动弧裂解甲烷制氢机理研究 | 第125-167页 |
| 5.1 引言 | 第125页 |
| 5.2 等离子体发射光谱分析 | 第125-132页 |
| 5.2.1 等离子体区域活性粒子检测 | 第125-127页 |
| 5.2.2 CN和C_2谱线强度随外加电阻、CH_4/N_2比和进气流量的变化 | 第127-129页 |
| 5.2.3 等离子体区域振动/转动温度计算 | 第129-132页 |
| 5.3 反应动力学模型的建立及验证 | 第132-148页 |
| 5.3.1 电子碰撞反应 | 第133-138页 |
| 5.3.2 重粒子反应 | 第138-145页 |
| 5.3.3 Chemkin模型的建立 | 第145-146页 |
| 5.3.4 反应动力学模型的验证 | 第146-148页 |
| 5.4 反应路径分析及机理探讨 | 第148-164页 |
| 5.4.1 甲烷的转化与生成 | 第148-151页 |
| 5.4.2 H_2的生成与消耗 | 第151-153页 |
| 5.4.3 H的生成与消耗 | 第153-155页 |
| 5.4.4 C_2H_2的生成与消耗 | 第155-157页 |
| 5.4.5 C_2H_4的生成与消耗 | 第157-159页 |
| 5.4.6 C_2H_6的生成与消耗 | 第159-160页 |
| 5.4.7 HCN的生成与消耗 | 第160-162页 |
| 5.4.8 整体反应路径分析及工作展望 | 第162-164页 |
| 5.5 结语 | 第164-167页 |
| 6 协同驱动旋转滑动弧裂解甲醇制氢实验研究 | 第167-195页 |
| 6.1 引言 | 第167-168页 |
| 6.2 刀片式滑动弧裂解甲醇制氢 | 第168-171页 |
| 6.3 协同驱动旋转滑动弧裂解甲醇制氢 | 第171-183页 |
| 6.3.1 进气流量的影响 | 第171-173页 |
| 6.3.2 供电电压和甲醇进气浓度的影响 | 第173-175页 |
| 6.3.3 运行电流的影响 | 第175-177页 |
| 6.3.4 预热温度的影响 | 第177-178页 |
| 6.3.5 水添加量的影响 | 第178-180页 |
| 6.3.6 不同载气的影响 | 第180-183页 |
| 6.4 单位能量制氢产量与能量转化效率 | 第183-187页 |
| 6.5 数学模型的建立和敏感性分析 | 第187-190页 |
| 6.6 不同低温等离子体重整甲醇效果对比 | 第190-191页 |
| 6.7 甲烷和甲醇裂解制氢反应效果对比与分析 | 第191-194页 |
| 6.8 结语 | 第194-195页 |
| 7 协同驱动旋转滑动弧裂解甲醇制氢机理研究 | 第195-209页 |
| 7.1 引言 | 第195页 |
| 7.2 等离子体发射光谱分析 | 第195-201页 |
| 7.2.1 等离子体区域活性粒子检测 | 第195-198页 |
| 7.2.2 等离子体区域能量分布计算 | 第198-201页 |
| 7.3 反应机理探讨 | 第201-206页 |
| 7.4 结语 | 第206-209页 |
| 8 拓展性研究—协同驱动旋转滑动弧甲醇干重整同时制取氢气和高效转化CO_2 | 第209-227页 |
| 8.1 引言 | 第209-210页 |
| 8.2 甲醇干重整实验 | 第210-212页 |
| 8.3 发射光谱分析 | 第212-218页 |
| 8.3.1 活性粒子检测 | 第212-214页 |
| 8.3.2 主要中间粒子谱线强度随甲醇进气浓度的变化 | 第214-216页 |
| 8.3.3 电子温度和电子密度计算 | 第216-218页 |
| 8.4 反应机理探讨 | 第218-223页 |
| 8.5 与其他甲醇重整及CO_2转化技术对比 | 第223-224页 |
| 8.6 结语 | 第224-227页 |
| 9 全文总结和展望 | 第227-233页 |
| 9.1 全文总结 | 第227-231页 |
| 9.2 本文创新点 | 第231-232页 |
| 9.3 对未来工作展望 | 第232-233页 |
| 参考文献 | 第233-253页 |
| 附录 | 第253-273页 |
| 作者简历 | 第273-275页 |
