Низкотемпературная плазма и плазмохимическая технология

Самую многочисленную группу составляют химические процессы, из которых наиболее важными в технологии являются следующие процессы горение (сжигание жидкого, твердого и газообразного топлива с целью получения энергии, серы — для получения серной кислоты) пирогенные (коксование углей, пиролиз и крекинг нефтепродуктов) окислительно-восстановительные процессы (газификация твердых и жидких топлив, конверсия углеводородов) электрохимические (электролиз воды, растворов и расплавов солей, электрометаллургия, химические источники тока) электротермические (электровозгонка фосфора, получение карбида и цианамида кальция) плазмохимические (реакции в низкотемпературной плазме, включая окисление азота и пиролиз метана, получение ультрадисперсных порошкообразных продуктов) термическая диссоциация (получение извести, кальцинированной соды, глинозема и пигментов) обжиг и спекание (высокотемпературный синтез силикатов, получение цементного клинкера и керамических кислородсодержащих и бескислородных материалов со специальными функциями) гидрирование (синтез аммиака, метанола, гидрокрекинг и гидрогенизация жиров) комплексообразова-ние (разделение и рафинирование платиновых и драгоценных металлов, химическое обогащение руд, например путем хлорирующего или сульфатизирующего обжига для перевода металлов в летучие или способные к выщелачиванию водой соединения) химическое разложение сложных органических веществ (варка древесных отходов с растворами щелочей или бисульфита кальция с целью делигнизацми древесины в производстве целлюлозы) гидролиз (разложение целлюлозы из отходов сельскохозяйственного производства или деревообрабатывающей промышленности с по- [c.211]

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА И ПЛАЗМОХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ [c.43]

В низкотемпературной плазме реализуются процессы, которые практически не существуют и неизвестны в традиционной химии. Это — неравновесные процессы. Они играют все возрастающую роль в плазмохимической промышленной технологии и, в частности, позволяют получать твердые вещества (материалы) с необычной (неравновесной) структурой и уникальными свойствами (ультрадисперсные порошки и пленки). Существуют плазмохимические процессы модификации поверхностей металлов, полупроводников, диэлектриков (силицирование, азотирование, алюминирование и т. д., ионная имплантация, плазменно-электролитные процессы и др., процессы очистки поверхностей изделий и обрабатываемых материалов). Процессы травления в электронике, применение плазмохимии в медицине также обусловлены физико-химическими особенностями неравновесной реагирующей плазмы. В такой плазме могут иметь место неравновесные концентрации реагентов, промежуточных реакционноспособных соединений и продуктов реакции, приводящие в частности к исключительно высокой селективности реакций, а также неравновесные функции распределения по энергии различных компонентов реагирующей многокомпонентной плазмы и неравновесные заселенности [c.259]

В настоящее время выделена специальная область химии — плазмохимия, изучающая химию низкотемпературной плазмы, закономерности протекания реакций в ней и основы плазмохимической технологии. [c.199]

Плазмохимия—область химии, в которой изучаются химические процессы в низкотемпературной плазме Ю — 2-10 К при давлении 10 — 10 Па, закономерности протекания реакций в плазме и основы плазмохимической технологии. Возникла в 60-х годах XX в. [c.101]

Для целого ряда физических исследований и технических прило- жений, например в плазмохимической технологии, требуются генераторы устойчивой низкотемпературной плазмы. [c.113]

Широкий круг явлений природы и техники связан с низкотемпературной плазмой — здесь и эволюция галактик, звезд, планет и межзвездного вещества, состояние и поведение глубинных недр планеты Земля, верхних слоев ее атмосферы и околоземного пространства, различные виды газовых разрядов (и молний), квантовые усилители, взаимодействие лазерного излучения с веществом, плазменные движители космических аппаратов, прямое преобразование тепловой энергии в электрическую, плазменные ионные источники, термоэлектронные преобразователи, получение сверхскоростных газовых струй, плазмохимические реакции, плазмохимическая промышленная технология, плазменная обработка материалов, плазменная металлургия и т. д. [c.3]

В настоящее время наибольший промышленный интерес в качестве источников низкотемпературной плазмы представляют электродные плазмотроны постоянного и переменного тока и генераторы плазмы с дугой высокой интенсивности. Температура плазмы должна быть высока для того, чтобы диссоциация молекул исходного вещества была достаточно велика, а новые соединения образовались в заметных количествах при температурах, порог которых определяется термодинамическими и кинетическими факторами. Очевидно, что для технологии плазмохимических процессов квазиравновесного типа существенную, если не решающую, роль играет закалка. [c.412]

Монография представляет собой четвертый том серийного издания, посвященного результатам исследований электрофизических, химических, газодинамических и других процессов в низкотемпературной плазме, их диагностике, моделированию и использованию в различных областях науки и техники. В книге впервые обобщаются теоретические и практические данные применения плазмохимической технологии для получения органических и неорганических продуктов и порошковых материалов, а также модификации обработки поверхностей. Изложены научные основы технологических процессов, протекающих в равновесной и неравновесной плазме. [c.4]

Прикладная плазмохимия охватывает широкий круг процессов,, представляющих значительный интерес для различных областей народного хозяйства химической, металлургической, электронной, радиотехнической, электротехнической промышленности и-др. Кроме того, в последние годы сферы применения плазмохимических процессов постоянно расширяются, в частности, в технологии модифицирования поверхностей твердых тел, в химическом и физико-химическом анализах. Многие плазмохимические-процессы уже используют в промышленности, другие проходят опытные и опытно-промышленные испытания. Анализ результатов термодинамических и кинетических расчетов и экспериментальных исследований плазмохимических процессов свидетельствует о том, что процессы в низкотемпературной плазме особенно перспективны для промышленной реализации в тех. случаях, когда высокие выходы продуктов получаются в существенно неравновесных условиях в неравновесной плазме образуются уникальные соединения образуются чистые и высокочистые, например полупроводниковые, материалы равновесие смещено в сторону высоких температур скорости реакций резко возрастают с повышением температуры, что обусловливает резкую миниатюризацию техники используется широкодоступное, малоценное, неустойчивое по составу сырье сокращается число стадий в технологической линии. Практически невозмож- [c.327]

В настоящее время изучены сотни реакций углеводородов в низкотемпературной плазме. Разрабатываются научные основы технологии плазмохимических процессов пиролиза углеводородов, окисления их, селективного синтеза ценных соединений. [c.231]

Важно упомянуть здесь и о том, что Л. С. Полак и сотрудники в результате своих исследований в области химии и технологии в условиях низкотемпературной плазмы пришли к выводу, что процесс получения оксидов азота в плазменной струе может быть экономичнее аммиачного метода и связан с меньшими капитальными затратами. В ФРГ в 1970-е годы были разработаны плазмохимические способы синтеза оксида азота из воздуха и гидразина из элементов [8, с. 152—153]. Но энергозатраты на 1 кг оказались ири этом довольно высокие до 30—40 кВт-ч. В азотной плазме можно получать такие экзотические соединения, как диазоттетрафто-рид N2F4, нитрид титана и т. д. [c.235]

Речь идет о плазмохимии - разделе химии, использующем в качестве средства воздействия на вещество низкотемпературную плазму. Пусть слово низкотемпературная не вводит читателя в заблуждение. Низкотемпературная плазма (ее иногда называют холодной плазмой)-это малоионизованный газ с температурой от 2000 до 50000 °С. Не правда ли, несколько необычное представление о холоде При таком холоде вещество находится в газообразном состоянии в форме активных недиссоции-рованных молекул и ионов. Именно поэтому в плазме можно провести синтезы, неосуществимые в обычных условиях. Если же говорить о промышленных масштабах, то плазмохимическое производство обеспечивает получение более чистого вещества при меньшем числе стадий передела, нуждается в меньших производственных площадях при минимальном количестве отходов. Последнее особенно важно плазмохимическая технология значительно снижает уровень загрязнения окружающей среды. Правда, плазмохимическое производство связано с большими затратами энергии по сравнению с традиционной химической технологией, поэтому оно, несмотря на большие потенциальные возможности, пока не получило достаточно широкого распространения. Дальнейшие успехи в развитии плазмохимии в значительной степени связаны с техникой получения...-нет, это не игра слов-высоких температур для низкотемпературной плазмы. Уже в нащи дни технически возможны температуры порядка 10000 градусов, причем это далеко не предел (напомним, что энергия химического пламени не может обеспечить температуру выше 4500 °С, а обычно в промышленности она не бывает более 3000 °С). [c.205]

Быстрое развитие плазмохи.мии и плазмохимической технологии за последнее десятилетне естественно вызвало потребность в сводке Я анализе результа-гов, полученных в процессе научных исследований. Предлагае.мая вниманию читателя книга имеет своей задачей в какой-ю степени удовлетвори1ь эту похребность. В ней подробно рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с генерацией низкотемпературной плазмы и с применением ее для проведения плазмохимических реакций. Эти вопросы освещены в книге в основном по американским источникам. Из советской научной литературы по плазмохимии упоминается книга <Кинетика и термодинамика химических реакций в низкотемпературной плазме (изд-во Наука , М., 1965), в которой впервые были сформулированы и подвергнуты рассмотрению основные проблемы теоретической и прикладной плазмохимии. [c.5]

Большое внимание уделено проблеме плазмохимической фиксации азота в виде окиси азота, синильной кислоты и дициана, имеющей исключительно важное прикладное значение. Подробно рассмотрены реакции углеводородов (в частности, разложение метана) в графитовых печах и проблемы синтеза фторуглево-дородов (например, тетрафторэтилена), фторидов азота и др. в низкотемпературной плазме. Затронуты в книге и вопросы закалки продуктов плазмохимических реакций — проблема весьма важная для оптимизации плазмохимической технологии и повышения ее экономической эффективности. [c.5]

В главе первой рассмотрены свойства и процессы в обычной низкотемпературной плазме, в главе второй — некоторые вопросы, связанные с сравнительно новой областью исследования — плотной плазмой, в главе третьей — проблемы плазмохимической кинетики, в главе четвертой — основные теоретические положения спектральной диагностики, а глава пятая посвящена описанию применений низкотемпературной ахлазмы в химии и химической технологии. [c.4]

Приведенные выше материалы показывают, что путем теоретического описания равновесных плазмохимических технологий созданы математические модели, отражаюгцие сложные химические и физические процессы переработки газообразного и конденсированного сырья в низкотемпературной плазме. Эти модели характеризуются высокой степенью достоверности и могут быть использованы не только для теоретического анализа процессов и расчета реакторов, но и положены в основу компьютеризации производств плаз-мохимичеоких продуктов. [c.76]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология