?plasma等离子体能量密度对H2气氛下C2H6脱氢反应的影响

plasma等离子体能量密度为860 kj/mol时，h2添加量对c2h6脱氢反应的影响：随着h2浓度增加，c2h6转化率，c2h2、c2h4和ch4收率均有所增加，这表明h2的加入有利于c2h6转化及c2h2、c2h4和ch4生成。产生上述结果的可能原因是：一方面氢气因其导热性好，可大量传递热量，在乙烷plasma等离子体中起稀释气体作用;另一方面氢气的h-h键断裂能为4.48ev，故当高能电子与 h2分子非弹性碰撞时，h2分子吸收能量导致h-h键断裂，生成活泼态的氢原子。活泼氢原子可从c2h6夺取氢，生成c2h5自由基，其身生成h2。活泼氢原子的进一步夺氢及自由基的重组反应导致c2h4和c2h2生成。同时c2h6自身与高能电子的非弹性碰撞较易导致其c-c键断裂，生成中基目田基，为ch4形成奠定基础。因此与plasma等离子体作用下单纯c2h6脱氢相比，c2h6转化率，c2h2、c2h4和ch4的收率随h2浓度增加明显上升。向c2h6中添加h2的力一个优势是抑制了积碳的生成。 plasma等离子体能量密度对h2气氛下c2h6脱氢反应的影响如表3-2所示。随着等离子体注入功率的增加，c2h6转化率迅速增加，这是由于当等离子体能量密度增加时，等离子体中电子能量和电子密度均随之增大，高能电子与h2发生非弹性碰脱撞概率增加，因此产生活性物种概率增加，导致c2h6转化率增加，其他生成产物所需的各种chx及c2hx自由基浓度增加，促进了c2h4、c2h2生成量的增加。在plasma等离子体能量密度为860kj/mol时，乙烷转化率可达59.2%，乙烯收率和乙炔收率之和达37.9%。但同时也应注意到，随着等离子体能量密度的增加，生成c2h4和c2h2的选择性逐渐降低，并有较多的积碳在反应器璧生成。为获得较高的能量效率，应选择合适的plasma等离子体能量密度，而非能量密度越高越好。表3-2等离子体能量密度对h2气氛下c2h6反应的影响
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