Другие плазменные процессы

Другие плазменные процессы вскрытия рудного сырья с получением металлов и оксидов металлов [c.148]

Другой плазменный процесс [52в] был недавно осуществлен на пилотной установке мощностью 1000 т/год. В процессе можно использовать любое углеводородное сырье от метана до нефти и даже порошкообразный уголь. [c.370]

ДРУГИЕ ПЛАЗМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ [c.370]

Большое значение имеют плазменные процессы в металлургии. Например, плазму применяют для разложения руд, для плавки тугоплавких металлов (плазменная плавка эффективнее, чем электронно-вакуумная), для резки и сварки металлов, для получения тугоплавких материалов (нитридов, карбидов металлов) и во многих других случаях. [c.18]

При экспериментальных исследованиях плазменных процессов получения материалов для ядерно-энергетического комплекса, которые будут описываться в последуюш их главах, проводились ресурсные испытания электродуговых генераторов плазмы, в том числе ресурсные испытания и изучение влияния эрозии электродов на свойства получаемых материалов. Часть этих результатов, касающаяся эрозии вольфрамовых катодов и медных анодов в условиях воздушной плазмы, приведена в настоящей главе, результаты исследований устойчивости электродов в водопаровой плазме, в водороде и других газах в совокупности с технологическими испытаниями — в последующих главах. [c.80]

Исследовано влияние энергозатрат на активность порошка оксида магния по лимонной кислоте (так называемое лимонное число А). В таблице 4.24 приведены технологические параметры плазменного процесса. Были проведены две серии экспериментов в одной из них длина реактора составляла 2 м, в другой — 4 м. Требуемый химический и фазовый состав оксида магния достигался сравнительно легко, однако лимонное число и насыпная плотность сильно зависели от параметров эксперимента. [c.237]

Наличие этой главы в книге объясняется стремлением автора обосновать общую систему реконструкции ядерного топливного цикла па основе новых методов аффинажа и плазменных процессов с включением в него и разделительного уранового производства. В отличие от других глав, построенных преимущественно па основе моих собственных работ, эта глава построена на опубликованных материалах моих коллег из Института молекулярной физики РНЦ Курчатовский институт и зарубежных источниках. Тем не менее следует сказать, что моя работа в области физики, химии и технологии плазмы началась с того, что я был включен в группу физиков, занявшихся плазменной технологией разделения изотопов урана с помощью бегущей электромагнитной волны и плазменной центрифуги. Объектом исследования был газообразный гексафторид урана, в экспериментах по разделению позднее стали использовать смеси гексафторидов урана и вольфрама. В этой группе я был единственным, имевшим базовое химическое образование (я окончил химический факультет Ленинградского государственного университета) возможно, поэтому, изучив хрестоматийный материал по свойствам плазмы различных газовых разрядов, я обратил внимание на то, чем совершенно пренебрегли физики на радиационно-термическую и фотохимическую неустойчивость объекта разделения — молекул гексафторида урана. Но моим расчетам выходило, что в условиях высокочастотных разрядов низкого давления молекулы иГб должны распадаться на молекулы ПРб, иГ4, иГз, Гз и атомы Г кроме того, должны возникать положительно и отрицательно заряженные ионы, так что первоначальная задача разделить изотопы урана в молекулах иГб неизмеримо усложнялась. Еще большие осложнения возникали из-за конденсации фрагментов молекул иГе и в объеме, и на стенках. Эти явления описаны в одном из параграфов следующей главы. Мои попытки минимизировать указанные процессы добавлением фтора в зону разряда позволили несколько уменьшить степень разложения иГб, но не подавить этот процесс даже в статических условиях, пе [c.465]

Плазменные и лазерные процессы разделения изотопов урана имеют в какой-то степени общий базис с другими плазменными и лазерными процессами в технологии ядерного топливного цикла и там, и здесь в основе любого технологического процесса лежит образование различных возбужденных состояний атомов и молекул, ионизация, более или менее глубокая деструкция и конверсия возбужденных молекул. При лазерном разделении изотопов урана физические процессы возбуждения и ионизации, осложненные изотопными эффектами, комбинируют с процессами диссоциации последние и приводят к сепарации изотопно обогащенных атомов или химических соединений (низших фторидов урана). [c.466]

Прикладное значение полученных результатов состоит в следующем оказалось невозможно количественно разделить изотопы урана в плазме низкого давления в так называемой бегущей электромагнитной волне из-за распада молекул UFe и образования большого количества других молекул, различающихся по массе гораздо больше, чем изотопы урана. Было исследовано влияние добавок элементного фтора на устойчивость молекул UFe действительно, добавки фтора при мольном соотношении UFe F2 — 1 1 снижали степень разложения UFe па 15-ь20% однако это явление не сказывается радикально па эффективности плазменного процесса разделения изотопов урана. [c.501]

Вопрос о возможности II целесообразности термической диссоциации природных фосфатов для непосредственного получения фосфорного ангидрида и фосфорных кислот, минуя стадии восстановления фосфатов углеродом, возгонку фосфора и его окисления, представляет интерес благодаря одностадийности процесса, не требующего применения кокса, и перспективам получения более дешевой продукции. Интерес к изучению этого процесса в настоящее время возрастает также в связи со значительным прогрессом в области высокотемпературных процессов и аппаратов, особенно электротермических, циклонных, плазменных и других, а также в связи с быстрым развитием электроэнергетики, увеличением ресурсов природного газа и нефти и промышленным освоением других термических процессов переработки фосфатов. [c.23]

При сравнении плазменного процесса с другими способами получения цианистого водорода видно, что плазменный процесс имеет значительные преимущества вследствие использования дешевого исходного сырья. [c.151]

Плазменный пробой. Проводя аналогию с результатами [29], можно ожидать следующее поведение столба после появления неустойчивости. В результате деформации поверхности столба расстояние между ним и электродом уменьшается. Это приводит к дальнейшему росту напряженности электрического поля в зоне деформации, что вызывает прогрессирующее развитие неустойчивости вплоть до замыкания столба с электродом. Такое явление можно назвать плазменным пробоем, в отличие от обычного электрического (лавинного или стримерного) пробоя. Если отсутствуют другие конкурирующие процессы и Ир меньше напряжения электрического пробоя /, то раньше наступает плазменный пробой, а электрический пробой не реализуется. Для сравнения величин 1 р и и произведем расчет напряжения пробоя промежутка между коаксиальными электродами, считая, что внутренний электрод служит анодом. [c.202]

Все плазменные процессы обладают некоторыми общими чертами. Необходимо генерировать плазму в реагентах или перемешать ее с реагентами. Для того чтобы произошли химические и физические изменения, индуцированные плазмой, нужно обеспечить достаточную длительность контакта и соответствующую среду. И наконец, необходимо вывести реагенты из состояния плазмы таким образом, чтобы образовались или сохранились желаемые продукты. Таким образом, плазмохимический процесс подразделяется на три стадии генерацию плазмы, реакцию и закалку. Во многих случаях эти стадии могут рассматриваться отдельно, а затем объединяться в общий процесс. В других случаях две или все три стадии необходимо исследовать одновременно из-за сложных взаимосвязей, которые могут существовать между ними. Оба эти подхода описаны в книге. Пример применения первого подхода дан в гл. VII, в которой при исследовании процесса фиксации азота в дуге постоянного тока отделялась стадия генерации плазмы от химической реакции и закалки. Пример использования второго подхода, в котором все стадии процесса изучались одновременно, приведен в гл. VI при рассмотрении реакций в сверхвысокочастотном разряде. Там, где это возможно, следует подразделить процесс на отдельные стадии для лучшего его понимания и Экономии усилий. [c.8]

Анализ приведенных на рис. И.2 данных позволяет высказать важные экономические соображения по поводу использования плазмы в химии. При применении воздушного пламени с температурой 2000°К или кислородного пламени с температурой 3000°К для проведения с них процессов, способных протекать при комнатных температурах, используется значительная доля энергии пламени. Однако для реакций, протекающих, например, при 2500 °К, только одна шестая часть энергии кислородного пламени может пойти на реакцию, а остальная доля энергии теряется или же ее необходимо рекуперировать в дорогих теплообменниках. С другой стороны, в плазменной струе, например состоящей из атомарного азота при 10 000°К, более 90% энергии составляет энергия при температурах выше 2500 °К. Возможность использования столь большой доли энергии плазмы в плазменных процессах может значительно перекрыть известное экономическое преимущество тепловой энергии перед электрической естественно, что это преимущество будет увеличиваться, так как электрическая энергия становится дешевле, а топливо дорожает. [c.40]

В последние годы применяют новые высокопроизводительные процессы металлизации с применением низкотемпературной плазмы. В плазменном потоке можно наносить различные тугоплавкие металлы вольфрам, молибден, титан, ванадий и др., а также окислы, нитриды, карбиды, бориды, которые другими способами нанести нельзя. В промышленном масштабе получил [c.78]

Обширные исследования проводятся также по разработке способов крекинга при помощи ионизирующих излучений. Большое число работ выполнено по радиационному, радиационно-термическому, плазменному крекингу и другим процессам превращения углеводородов и органических веществ. Однако и эти процессы до настоящего времени не вышли за пределы опытных и пилотных испытаний. [c.26]

Для технологических применений плазменной струи существенную роль играет знание процессов передачи тепла от струи ионизированного газа нагреваемому телу. Решение подобных задач также сопряжено с значительными трудностями [Л. 49]. Тем не менее высокая энтальпия плазменного факела делает высокоэффективным его использование для проведения технологических процессов со скоростями, недостижимыми в других условиях, или в принципиально новых процессах в газовой химии, металлургии и других областях техники. [c.254]

Другим примером эффективности плазменной технологии может служить процесс получения оксида кремния (II), основанный на реакции [c.97]

Другим примером эффективности плазменной технологии мо-кет служить процесс получения оксида кремния (И), основанный [а реакции [c.97]

Дисульфид молибдена содержится в низкообогащенных молибденито-вых рудах, однако последние после измельчения подвергаются флотации, в результате чего дисульфид молибдена отделяют от пустой породы. Плазменный процесс разложения молибденита на молибден и элементную серу исследован в работе, проведенной канадской фирмой Норанда [17] на сравнительно высоком уровне мощности на различного вида оборудовании. Здесь особое внимание уделено аппаратурным разработкам. В одной из них использован широко применяемый многодуговой плазменный реактор (рис. 3.8), в другой — уже упомянутый выше плазменный реактор Национальной физической лаборатории Великобритании (рис. 3.9), в третьей — плазменный реактор с переносной электрической дугой. На основании накопленного опыта авторами [17] сделан вывод о том, что плазменная печь НФЛ соответствует специфике разложения сульфидного сырья. В основе плазменного реактора НФЛ лежит работа электрической дуги с общего катода на три факела плазмы, создаваемые тремя маломощными вспомогательными электродуговыми плазмотронами. Реактор имеет два экрана (молибденовый и стальной), чтобы уменьшить потери [c.149]

Внешнее поле электрическое, магнитное, переменное, постоянное оказывает сильное и многообразное воздействие и на проводники, и на диэлектрики. Молекулы поляризуются, возникают или усиливаются дипольные моменты, деформируется структура молекул, понижается число симметрии, изменяются длины связей и углы между ними, происходит, как сказано выше, возбуждение внутренних степеней свободы. На макроскопическом уровне это означает более или менее сильное изменение энтропии, теплоемкости, внутренней энергии, приведенного термодинамического потенциала веш,ества, а значит, смегцение равновесия в химически активной системе. Ноле активно взаимодействует со всеми заряженными компонентами и газофазных, и гетерофазных, и жидкостных систем, вызывая в них иногда ожидаемые, иногда неожиданные изменения. Изменения в системах, находящихся в плазменном или близком к нему состоянии, рассмотрены в [2-5]. В данной главе мы намереваемся проанализировать другой класс процессов, основанных на эндоэнергетических химических реакциях в конденсированной фазе, протекающих в электромагнитных полях различного частотного диапазона. [c.326]

К сожалению, эффективность изученной выше комбинации центробежного сепаратора и металлокерамического фильтра при разделении дисперсных и газовых продуктов плазменных процессов не всегда удовлетворительна. Более того, в процессах, описываемых уравнениями (13.1), (13.2), эта комбинация оказалась вообще неработоспособной из-за высокой адгезии промежуточных конденсированных продуктов (оксифторидов) к стенкам центробежных сепараторов различного типа, в связи с чем для разделения продуктов пришлось использовать другую комбинацию металлотканевый фильтр-металлокерамический фильтр (см. рис. 11.5). Данная композиция работоспособна, поскольку после запыления металлотканевого фильтра снижает нагрузку на металлокерамический фильтр. Однако, как следует из данных табл. 13.2, эту нагрузку можно снизить более радикально, используя на первой стадии сепарации электрофильтр. Последний позволяет уловить до 92 % частиц с размерами до 1 мкм и до 40% частиц с размерами 0,1 4- 0,5 мкм, т.е. основную массу продукта, оставив для двухслойного металлокерамического фильтра функцию сбора остатков продукта, очистки газового продукта и защиты биосферы. [c.681]

Получение связанного азота из атмосферного воздуха в плазменных реакторах интенсивно исследуется как у нас в стране, так и за рубежом, особенно в последние 10 лет. Пока плазменный метод по всем показателям уступает аммиачному, в первую очередь по расходу электроэнергии, который примерно в 7—10 раз выше. Однако разница становится менее ощутимой, если плазменный процесс совмещают с разложением фосфорсодержащего сырья в атмосфере воздуха с одновременной фиксацией азота. Дальнейшая переработка дает возможность получать из пятиокиси фосфора и окислов азота смесь фосфорной и азотной кислот для производства комплексных удобрений. Открываются определенные перспективы и для утилизации других компонентов фосфорсодержащего сырья. При диссоциации фосфорсодержащего сырья в плазме происходит практически полное его обесфторивание и выделение четырехфтористого кремния. Кроме того, отпадает необходимость в переработке фосфогипса, как это имеет место при сернокислотной переработке фосфатов, поскольку в плазмохимическом процессе образуется окись кальция. Варьируя температуру плазмохимического процесса, можно сначала обесфторить фосфорсодержащее сырье, а затем при более высокой температуре (около 3500 К) превращать его в пятиокись фосфора или получить в присутствии добавок (например, двуокиси кремния и углерода) элементарный фосфор, силикат и карбид кальция и окись углерода. [c.176]

Можно высказать несколько предположений относительно того, почему в настоящее время не реализованы плазменные процессы. Насущная необходимость крупных источников дешевой энергии составляет только одно из них. Другое заключается в том, что современные исследования ограничивались немногими из представляющих интерес химических систем. И наконец, доступна лишь небольшая часть технической информации по конструированию и оценкам стоимости нлазмохимического оборудования. [c.9]

Ожидается, что использование плазменных методов в технологии материалов возрастет. Заслуживает внимания дуговая плавка. Другие применения плазмы, более близкие к техноло1ии, заключаются в производстве сверхтонких порошков, образовании полимерных пленок, сфероидизации частид. Способность плазменного процесса одновременно менять физическую и химическую природу материалов без сомнения приведет к ряду новых, еще не известных применений плазмы. [c.10]

Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что при температурах до 6000 К ионизация влияет на теплоотдачу излучением только за счет дискпетного излучения при возбуждении атомов и ионов. Что касается других видов плазменного излучения, то в печной теплотехнике с ними необходимо считаться в тех случаях, когда зона технологического процесса находится под вакуумом, и электронные температуры могут достигать весьма высоких значений. [c.234]

В Уральском научно-исследовательском трубном институте (УралНИТИ) разработан технологический процесс горизонтального эмалнроваЕШя труб, основанный на электростатическом и плазменном напылении порошкообразных эмалей. Как показали испытания, проведенные в УралНИТИ (табл. 14), эмалевые покрытия, полученные электростатическим и плазменным способами, по своим свойствам не уступают традиционным шликерным покрытиям. Они обладают большей сплошностью, лучшим сцеплением с металлом и другими более высокими показателями физико-механических и эксплуатационных свойств [c.98]

ХИМИЯ ПЛАЗМЫ. Плазма — ионизованный газ, используется как среда, в которой протекают в[лсокотемператур-ные химические процессы. С помощью плазмы достигают температуры около миллиона градусов. Плазма, используемая в химии, в сравнении с термоядерной считается низкотемпературной (1500—3500 С). Несмотря на это, в химии и химической технологии она дает возможность достижения самых высоких температур. В химии плазма используется как носитель высокой температуры для осуществления эндотермических реакций или воздействия на жаростойкие материалы ири их исследовании. Технически перспективными процессами X. п. считаются окисление атмосферного азота, получение ацетилена электро-крекингом метана и других углеводородов, а также синтез других ценных неорганических и органических соединений. Специальными разделами X. п. является плазменная металлургия — получение особо чистых металлов и неметаллов действием водородной плазмы на оксиды или галогениды металлов, обработка поверхностей металлов кислородной плазмой для получения жаростойких оксидных пленок или очистки поверхности (в случае полимеров). К X. п. примыкают также процессы фотохимии (напр., получение озона). Здесь фотохимический процесс протекает в той же плазме, которая служит источником излучения. [c.275]

Только два естественных процесса вызывают пополнение запасов связанного азота - образование NO в плазме фозовых разрядов и деятельность некоторых видов живущих в почве микроорганизмов, способных связывать молекулярный азот. В экологическом равновесии эти процессы компенсируют убыль связанного азота, нЬ при интенсивном ведении хозяйства расход азота превышает его приход, поэтому существует проблема промышленного синтеза связанного азсгта, имеющая огромное хозяйственное значение. В настоящее время ее решают путем производства синтетического аммиака, из которого получают все другие соединения азота. В будущем, возможно, появятся иные промышленные способы связывания азота, в частности, возродится в ином аппаратурном оформлении плазменный синтез NO, который в начале нашего ека некоторое время использовали я промышленности. Кроме того, разрабатываются методы получения соединений аэота, основанные на каталитическом связывании Nj в комплексы некоторых (/-элементов. [c.396]

Но если существует вполне определенная граница между двумя способами активации, то это еще не означает, что именно она представляет собой также границу между каталитической химией и не-каталитической. Дело в том, что названные два способа активации представляют собой лишь крайности. В чистом виде активация только посредством подачи энергии извне возможиа для большинства неорганических соединений лишь вблизи плазменных состояний, а для органических веществ — выше 800—1000 °С. В чистом виде каталитическая активация практически е встречается при низких температурах реакции мало изучены, а те процессы катализа, которые осуществляет природа в живых организмах, представляют совмещение каталитической и энергетической активации, но с явным преобладашием первой. Процессы, происходящие в промышленных реакторах в интервале температур от О до 400—600 °С, в большинстве представляют реакции, вызванные и каталитическим влиянием, и энергетическими факторами одновременно. Их различие в этом отношении состоит только в степени преобладания одного способа активации над другим. [c.135]

ПЯВ - техногенное геологическое явление, которое вызвано мгновенным выделением энергии в ограниченном пространстве земной коры в результате реакции деления урана или плутония и возбуждает сложную цепь а) первичных радиационных, плазменных, физикомеханических, термических и химических процессов продолжительностью от долей секунд до нескольких минут б) вторичных геологогеофизических и геохимических процессов длительностью до многих десятилетий и сотен лет. Прогрессирующее разрушение недр, инициированное ПЯВ, приводит к обособлению нового структурного -элемента, развитие которого осло.жняет естественный ход эволюции ранее сформированных природных тектонических структур земной коры и других оболочек географической среды. [c.67]

Проведено исследование процессов износа поверхностей деталей с плазменными композиционными покрытиями двух типов. Первый тип представляет пластичную матрицу с равномерно распределенными в ней твердыми точечными включениями, второй -равнометэно распределенные в пластичной матрице, плоские, параллельные друг другу элементы из твердого материала, имеющие наклон к поверхности износа. [c.179]

Наиболее высокое качество стали- получается в электросталеплавильных дуговых или индукционных печах, в которых достигается максимальная чистота и управляемость процесса за счет отсутствия дутья и легкого управления температурой процесса. В последние десятилетия для получения особо ценных и прецизионных сплавов (сплавы с особыми физическими свойствами) используются также дуговые вакуумные печи, электрошлаковый переплав, электронно-лучевая плавка, плазменная плавка и другие способы электроплавки при высокой температуре в управляемой газовой среде. [c.48]

Расплав металлов тщательно перемещивается и разливается в изложницы. При остывании в результате процессов ликвации сплавы могут приобрести значительную неоднородность по слитку. Для уменьшения неоднородности необходимо уменьшать размер слитка по толщине (в направлении теплового потока). Приготовление сплавов такого типа возможно и металлокерамическим способом путем спекания исходных металлических порошков. Здесь опасно, однако, возникновение неуправляемого процесса с расплавлением и выбросами. Металлокерамические методы очень эффективно используются для создания тонкого активного слоя из скелетных катализаторов на поверхности стеклянных трубок или гранул, изделир из керамики, металлической фольги н т. д. металлы наносятся обычно методами вакуумного илн плазменного напыления. В последние годы для получения порошка сплавов начинают применяться методы восстановительной пирометаллургии в качестве сырья здесь используются порошки окислов и других соединений, а в качестве восстановителей — алюминий, гидрид кальция и др. [c.142]

Другим важнейшим элементом плазменной установки по переработке отходов является плазменный реактор, т.е. тот объем, в котором происходит процесс химического разложения отходов. Плазматрон может быть совмещен с реактором, являясь составной частью последнего, или пристыкован к нему. Реактор обычно вьпюлняют в виде пе- [c.89]

Первая в России установка обезвреживания отходов медицинских учреждений в герметичной плазменной печи построена на территории Московской городской инфекционной клинической больницы №1. Технология реализована в двухкамерной кессонированной с плазменным обо1 ревом подсводового пространства электродуговой печи. Несортированные отходы (одноразовые шприцы, иглы, скальпели, системы перелинания крови, отходы операций, аптек, других лечебнопрофилактических учреждений) сжигают и расплавляют с получением жидких шлаков и металла, пригодных для дальнейшего использования.. Процесс переработки полностью механизирован (Гонопольский...). [c.387]