成果简介:
针对国家能源战略需求,及我国的能源短缺、能源转化和利用过程中所存在的重大问题,遵循“绿色化学”原则,在绿色友好的常温、常压及无催化剂条件下,利用大气压强电场电离气体放电的物理手段,将CH4、O2、N2等原料气体电离离解成H2、CH4??、CH4+、O2+、O(1D)、N2+、NH等活性粒子,一步转化制备液体产物、H2和NH3。主要研究大气压强电场电离放电的机理和方法;非平衡等离子体发生源的构建;大气压气体能量传递机理及物理参数的调控机制;甲烷转化制备液体产物和H2的等离子化学反应过程及新技术。目标产物的鉴别与分析;等离子体转化生成液体产物、氢和氨的新技术。
适用范围:
甲烷等离子体转化生成液体燃料的质量转化率达26.3%,能量效率达22.9g/kWh,产物为烯烃、炔烃,吡咯、吡嗪、吡啶杂环化合物和多环有机物,是重要的香料及医药、染料、有机合成的中间体,香料等高附加值产品。生成H2的浓度为38.0%(V/V),产率为26.7 mmol/min。合成氨浓度为8000ppm(1.89×103 mmol/g),是国际最高水平日本青山大学利用低气压微波等离子体合成NH3浓度的1.26×103倍。
效益分析:
该项研究为天然气化工、甲烷化学提供一种新技术、新工艺,具有巨大的经济效益和社会效益。
已转化推广情况:
“强电场放电甲烷重整制备液体产物和氢的设备”,在中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司、中国石油辽河油田天然气公司、盘锦辽河油田鼎盛车辆燃气有限公司、大连博羽环保科技有限公司,实现经济效益总额1亿余元。
获奖:
2010年辽宁省技术发明二等奖、第六届国际发明展览会金奖、国际发明展“环保发明奖”专项奖。