CO_(2)电弧等离子加热器电热特性研究

对管状阴极轴线式CO_(2)电弧等离子加热器的电热特性进行了实验研究,得到了电流、气体流量、励磁电流和前电极长径比对电弧加热器的伏安特性和热效率的影响规律。采用相似理论模型,对实验数据进行回归分析,得到了加热器伏安特性和热损失系数的近似表达式。研究结果发现,CO_(2)气体流量和电弧电流对加热器的伏安特性和热效率都具有显著的影响,前电极的长径比和励磁电流则只对热效率具有影响。电弧加热器伏安特性和热损失系数的回归公式计算值与实验数据一致性较好,伏安特性回归误差<10.0%,热损失系数回归误差<18.2%。

滑动弧裂解CO_(2)机理

建立了一维滑动弧裂解CO_(2)的反应机理模型.利用对流冷却的特征频率计算横向气流对流引起的等离子体组分损失.将等离子体密度和温度的数值模拟结果与文献中滑动电弧等离子体反应器的实验数据进行了对比,吻合较好.模拟结果表明,滑动弧裂解CO_(2)会产生大量O和O_(2)等活性助燃粒子以及可燃的CO.随着对流冷却特征频率的增加,放电过程中最大电子数密度和电子温度减小,CO_(2)转化率下降.在整个CO_(2)裂解机制中e+CO_(2)→e+CO+O的贡献最大,准稳态中贡献率为90.63%,瞬态中贡献率为98.43%.反应CO+O+M→CO_(2)+M对CO_(2)生成的贡献率最大.在实际应用中,为提高CO_(2)转化率,可以通过增大放电电流,增大e+CO_(2)→e+CO+O的反应速率,同时选择合适的气体流量,避免过大的速度引起CO_(2)转化率下降.