中文摘要：

本项目首次将反应器模拟方法用于天然气等离子体合成乙烯、乙炔的机理研究，提出等离子体条件下的超高温反应与骤冷过程的流体动力学模型。结合工业化需要，提出等离子体条件下融合运动方程、质子水平的化学平衡方程、热平衡方程，考虑特征边界条件，建立反应器模拟模型，以描述反应进程、转化率、产物选择性、热平衡，以及诸因素的关联影响。并结合模型首次提出该过程的工业化放大策略与技术经济评价模式。鉴于模型的严重非线形特征，项目将综合人工神经网络、退火模拟、有限元分析、修正的Simple和Gear法等方法进行建模与解算。研究结果将为该技术的产业化提供理论基础与充分的实验依据，为等离子体相关领域的理论研究与技术开发提供新的方法。

结论摘要：

天然气等离子体化学研究的应用范围已逐步扩大，但等离子反应器结构的设计及相关控制机制的建立成为限制其工业化应用的关键性因素，因此计算机辅助工程的应用就成为必然。 本项目按计划完成等离子体反应器数字化数据采集系统的设计、安装调试，并开展实验研究；应用反应器模拟方法进行了天然气等离子体合成乙烯、乙炔的机理研究，建立了等离子体条件下的超高温反应与骤冷过程的流体动力学模型，结合工业化需要，提出了等离子体条件下融合运动方程、质子水平的化学平衡方程、热平衡方程，考虑特征边界条件，建立了反应器模拟模型，并描述反应进程、温度、浓度分布、转化率、产物选择性、热平衡，以及诸因素的关联影响。课题研究还结合当前世界能源供应的现状，在天然气等离子体合成乙烯乙炔的反应器设备以及工艺研究中，不仅着重解决基于过程控制的符合技术经济要求的转化率与产物选择性，还重点解决能耗利用率的问题，开展了天然气等离子体合成乙烯乙炔的知识体系的研究，并取得了比较理想的效果。获得教育部科技进步二等奖一次，2006年国家技术发明二等奖一次。发表和论文 9 篇，其中SCI检索1篇，EI检索3篇。