Основные особенности плазмохимических реакций

Основные особенности плазмохимических реакций и их кинетики [c.303]

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c.96]

В общем случае плазмохимический агрегат состоит из трех зон генерации низкотемпературной плазмы, плазмохимического реактора и закалочной зоны. Иногда различные стадии общего плазмохимического процесса могут совпадать и во времени, и в пространстве. Обусловлено это основной особенностью плазмохимических процессов, а именно по крайней мере один из компонентов реакционной смеси находится в состоянии плазмы. При этом плазма может быть и одним из реагентов рассматриваемой химической реакции и эффективным энергоносителем. Важно, что технологическая схема любого плазмохимического процесса должна включать в себя устройство для преобразования вещества в состоянии плазмы — генератор плазмы. [c.49]

В описанных реакциях этого типа, у которых Ед,кт кТ, химическая реакция, являющаяся сама неравновесным процессом, не вносит существенных изменений в равновесное распределение частиц по энергиям. Поэтому при описании квазиравновесных плазмохимических процессов можно пользоваться основными положениями химической кинетики. Для проведения таких процессов в оптимальных условиях необходимо знать их термодинамические и кинетические особенности и правильно решить вопрос закалки продуктов реакции. [c.362]

Плазмохимические процессы условно можно разделить на-две группы квазиравновесные и неравновесные [3 с. 4, 411— 433]. Для первых характерно, что акт кТ. Химическая реакция, являющаяся по своему существу неравновесным процессом, не вносит существенных изменений в равновесное распределение частиц по энергиям. В системе сохраняется практически невозмущенное МБ-распределение частиц по энергиям и скорости. Поэтому при описании квазиравновесных плазмохимических процессов можно использовать основные положения химической кинетики и, в частности, уравнение Аррениуса, устанавливающее связь между коэффициентом скорости химической реакции и температурой. Для выбора оптимальных условий необходимо знать термодинамические и кинетические особенности процессов и правильно решить вопрос закалки целевых продуктов реакции. [c.52]

Рассматривая плазмохимические процессы, в которых используются дуговые, ВЧ- и СВЧ-плазмотроны, нетрудно заметить, что результаты, полученные в этих процессах, не имеют, за редким исключением, никаких особенностей, связанных со спецификой плазмы. Однако в последнее время появляется все больше данных (как правило, полученных спектрально-оптическими методами), которые свидетельствуют о суш,ествовании в плазме странных частиц и новых, ранее неизвестных соединений [59]. Одна из причин того, что эти соединения не удается сохранить при выведении из плазмы, состоит, по-видимому, в невозможности обеспечить необходимую скорость нх закалки при охлаждении плотной квазиравновесной плазмы, создаваемой указанными генераторами. Решение проблемы закалки можно облегчить путем проведения химических реакций в условиях неравновесной плазмы. В такой плазме средняя энергия тяжелых частиц значительно меньше энергии электронов, под действием ударов которых и происходят основные химические превращения. [c.23]

Таким образом, подтверждается возможность непосредственной фиксации азота в дициан плазмохимическим способом. Анализ результатов экспериментов Лейтнера [321 показывает, что процесс реализуем. Исследование термодинамических и кинетических особенностей этой реакции свидетельствует о том, что соответствующим выбором условий работы можно увеличить выход продукта и снизить энергетические затраты. Эти условия таковы температура реакции около 4000 °К с последующей закалкой со скоростью, превышающей 10 град/сек. Заметим, что необходимо также решить и другие проблемы, такие, как проблема перемешивания реагентов, которую обсуждают Фримен и Скривен [261, считающие ее основной при реализации плазмохимических процессов. Вторая проблема заключается в выборе способа введения углерода в систему. Решение ее предлагают Бланше и Баддур [36], а также Амман и др. [37], использовавшие в своих экспериментах расходуемые электроды. Ни одна из перечисленных проблем не кажется нам непреодолимой, и существуют хорошие перспективы успешной реализации процесса. [c.142]

Колебательная кинетика и реакции колебательно-возбужденных молекул в неравновесной плазме. Для описания конкретных плазмохимических процессов и определения оптимальных условий их осуществления необходимо проанализировать предварительно общие вопросы кинетики реакций молекул в неравновесной плазме. Плазмохимические реакции, стимулируемые колебательным возбуждением молекул, характеризуются следующими основными стадиями трансформации энергии. Сначала энергия электрического поля преобразуется в тепловую энергию электронного газа, которая затем передается на нижние колебательные уровни основного электронного состояния молекул Далее в процессе колебательно-колебательного V - V) обмена квантами происходит заселение высоковозбужденных состояний молекул, которые собственно стимулируют химические превращения в эндоэргических реакциях (в настоящем параграфе основное внимание уделено именно эндоэргическим процессам). В связи с этим расчет кинетики рассматриваемых плазмохимических процессов, наряду с анализом сечений элементарных реакций, требует исследования функций распределения по энергиям электронов и колебательно-возбужденных молекул. В общем случае такое исследование должно носить самосогласованный характер, что особенно существенно при высокой степени ионизации. Однако поскольку энергетические пороги колебательного возбуждения относительно низки, то полная информация о функции распределения электронов по энергиям fg ( ) в ряде случаев не обязательна и достаточно параметров, описывающих лишь начальный участок. [c.43]