Теория плазменного реактора

Теория плазменного реактора [c.324]

В данной главе рассматриваются только легкие углеводороды С1—С4, являющиеся исходным сырьем для множества продуктов. В первую очередь будет рассмотрено значение нефтехимического производства для нефтяной промышленности в целом. Затем вследствие быстрого роста этой сравнительно новой ветви нефтяной промышленности (бурное развитие которой началось только в послевоенный период), требующего проведения обширных исследований, будут описаны реакторные устройства трех новых типов для исследовательских работ (ударная труба, плазменный реактор и баллистический плунжер). В этих реакторах можно достигнуть весьма высоких температур, значительно превышающих обычные температуры крекинга и пиролиза. Исследования, проводимые в этой новой области высокотемпературных процессов при переработке легких углеводородов, могут сыграть весьма важную роль в дальнейшем развитии химической промышленности. В данной главе сравнительно подробно рассматривается теория ударной трубы, плазменного реактора и баллистического плунжера для того, чтобы создать полное представление об этих новых мощных средствах исследования. Далее будут кратко описаны исследовательские работы, проводимые в области высокотемпературной химии легких углеводородов с применением этих новых реакционных устройств, и полученные результаты. [c.295]

Как уже отмечалось вопрос о наиболее выгодном режиме закалки является частью более общей проблемы обеспечения наиболее целесообразного температурного режима в реакторе, соответствующего оптимизации всего процесса по ряду параметров. Однако, пока отсутствует теория оптимизации химических процессов в плазменных струях, можно выбрать более простой путь и попытаться в общих чертах выяснить, как быстро и в какой точке реактора следует снизить температуру плазменной струи, для того чтобы целевой продукт не успел заметно разложиться. Иначе говоря, необходимо выяснить, какой интенсивности (3 (г) отрицательные источники (стоки) тепла следует включить и в каком месте реактора, чтобы достигнуть поставленной цели. [c.52]

Проведенное исследование позволяет судить о степени влияния управляющих воздействий, включаемых в различных частях реактора, на плазмохимический процесс. Полученная при этом информация может быть использована при создании теории оптимального управления химическими реакциями в плазменных струях на основе современной математической теории управления [1—3]. [c.65]

Полученные в настоящей работе соотношения (60) и (61) указывают некоторые пути управления режимами автозакалки, так как они устанавливают связь между скоростью охлаждения плазменной струи и параметрами, характеризующими вещество, процесс и установку (ид, Ув, оа, и т. д.). Влияя тем или иным способом на скорость автозакалки, можно в определенных пределах изменять размеры I плазмохимического реактора. Эти соотношения указывают некоторые пути осуществления заранее задаваемого температурного режима в реакторе. Выбор того или иного температурного режима может быть произведен, исходя из соображений теории оптимизации (см., например, 19, 10]). [c.193]

Авторы работы [9] исследовали смешение в реакторе, в котором холодные газы вводились перпендикулярно к движущемуся осевому потоку плазмы. С помощью шлирен-метода получено уравнение оси холодной струи в сносящем плазменном потоке. На основании теории свободной турбулентной струи выведена зависимость для длины зоны перемешивания и установлено, что физические свойства перемешивающихся сред не влияют на нее. [c.181]

При анализе процесса турбулентного перемешивания струй плазмы и реагента до молекулярных масштабов будем исходить из известных концепций теории турбулентного переноса [6,9, 43—48] и считать, что в турбулентном потоке существуют глобулы различных размеров. С течением времени происходит дробление глобул вплоть до момента, когда их размер сравнивается до порядку величины с масштабом Колмогорова /к — 10й/Ве /% где й — характерный размер течения и Ве — число Рейнольдса. Выше показано (см. стр. 202), что характерное время молекулярной диффузии в масштабе /к намного меньше характерного времени процесса, приводящего к постепенному уменьшению размеров глобул в турбулентном потоке. Следовательно, скорость молекулярной диффузии в масштабе й, т. е. процесса, приводящего к перемешиванию на молекулярном уровне, фактически будет определяться скоростью уменьшения размеров крупных глобул. Для того чтобы проследить за процессом турбулентного перемешивания плазмы и реагентов до молекулярного уровня, авторы предложили использовать очень быструю химическую реакцию [88]. В отличие от других работ, где использовался метод быстрой химической реакции [25—29], в данном случае исследуемая система является неизотермической. Фактически здесь необходимо с помощью метода быстрой химической реакции проследить за процессом нагревания холодного газа, вводимого в поток плазмы. Подбор химической реакции производился с учетом следующих требований. Во-первых, характерное время реакции должно быть значительно меньше характерного времени процесса турбулентного перемешивания, которое можно оценить для конкретных условий эксперимента. Пусть характерный размер турбулентного течения равен диаметру канала реактора й = 5 10 см коэффициент турбулентной диффузии в сходных условиях составляет, по оценке 80], величину Вт 1 см сек. Таким образом, характерное время турбулентного перемешивания составит Тт й /Вт = 2,5сек. Во-вторых, механизм реакции должен быть достаточно простым для того, чтобы в исследуемых условиях его можно было в хорошем приближении описать схемой типа А + -> продукты, где А — молекула исходного реагента, М — молекула инертного газа плазмен-i oй струи. Если в качестве реагента выбрать закись азота N30, то механизм [c.210]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология