为探究低温等离子体促进煤层甲烷活化转化的电源参数和工艺参数,以自制实验系统对CH4 、O2和N2的混合气体进行介质阻挡放电,考察输入电压、放电频率、气体总流量、气体组分、放电间隙对CH4 转化率及主要产物产率的影响。结果表明:若以CH4 转化率和CO产率为评价指标,输入电压90 V、放电频率7 k Hz、气体总流量65 m L/min较适宜;若以CH3OH和CO2产率为评价指标,输入电压65 V、放电频率9 kHz、气体总流量195 m L/min较为适宜;若以CH4 转化率及CO、CO2产率为评价指标,反应气体中CH4 体积分数不宜高、而O2与N2的量比不宜低,放电间隙2 mm为宜;若以CH3OH的产率为评价指标,反应气体中CH4 体积分数为40%、O2与N2的量比为0.25,放电间隙1 mm为宜。电源输入电压65 V、放电频率9 k Hz、气体总流量195 m L/min、反应气体中CH4 体积分数及O2与N2的量比分别为40%和0.25、放电间隙1 mm时,CH4 转化率及主要产物产率较高。

国家自然科学基金项目(51504087；51374098)；黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12543056)；