Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Топ:
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2017-12-11 | 427 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Развитие химической промышленности сопровождается не только количественным ростом энергопотребления, но и качественным изменением его. Это выражается во все более интенсивном внедрении в химическое производство таких новых видов энергии и воздействия на систему как плазмохимическое, ультразвуковое, фото- и радиационное воздействие, действие низковольтного электрического разряда и лазерного излучения. Эти экстремальные воздействия способствуют активации молекул реакционной системы, возникновению в ней возбужденных частиц и инициированию химического, в том числе, с высокой селективностью, процесса. Эта область явлений составляет новую отрасль химии — химию высоких энергий (ХВЭ), изучающую состав, свойства и химические превращения в системах, содержащих возбуждающие частицы.
Среди подобных процессов особо перспективными и универ
сальными являются плазмохимические процессы, то есть хи
мические превращения, протекающие в плазме. Плазмой на
зывается частично или полностью ионизированный газ, в кото
ром содержатся молекулы, атомы, ионы и электроны:
А2 т± 2А, А *± А+ + ё.
Различают низкотемпературную плазму с температурой 103—104°К и высокотемпературную с температурой 106—108°К. В химической технологии для получения различных продуктов применяется низкотемпературная плазма, промышленные методы получения которой разработаны. Высокотемпературная плазма используется в установках типа ТОКАМАГ.
В настоящее время исследованы более 70 технологических плазменных процессов, часть которых внедрена в промышленность. К ним относятся:
— синтез эндотермических тугоплавких соединений (кар
биды урана и тантала, нитриды титана, алюминия, вольфрама);
|
— восстановление металлов из их оксидов и солей (железо,
алюминий, вольфрам, никель, тантал);
— окисление различных веществ (азот, хлороводород, оксид
углерода, метан);
— пиролиз природного газа, нефтепродуктов;
— одностадийный синтез соединений из простых веществ
(аммиак, цианистый водород, гидразин, фторуглеводороды);
— синтез соединений, образующихся только в условиях плаз-
мохимического воздействия (озон, дифторид криптона, оксид
серы (II), оксид кремния (I)).
Рис. 6.8. Плазменный реактор / — плазмотрон, 2 — реактор, 3 — закалочное устройство, 4 — узел улавливания |
В промышленных масштабах плазмохимические процессы применяются для производства ацетилена и водорода из природного газа, ацетилена, этилена и водорода из нефтепродуктов, синтез-газа в производстве винилхлорида, двуокиси титана и др. Для проведения плаз-мохимических процессов используются плазменные реакторы различной конструкции. На рис. 6.8. представлен реактор прямоточного типа, состоящий из четырех основных узлов: плазмотрона, где под воздействием электрической дуги или токов высокой частоты образуется плазма, реактора, в который вводится образовавшаяся плазма и поступают реагенты, закалочного устройства, обеспечивающего быстрое охлаждение (закалку)реакционной смеси и узла улавливания продуктов реакции.
Для плазмохимических реакторов характерно крайне малое время реакции, составляющее от 10~2 до 10 5 секунды. Это определяет весьма малые размеры реактора. Плазмохимические процессы легко управляются, оптимизируются и поддаются моделированию. Затраты энергии на их проведение не превышают затрат энергии на традиционные процессы.
Характерным примером плазмохимического процесса является производство ацетилена пиролизом метана.
Для реакции: 2СН4 = С2Н2 + ЗН2 + АН где: АН = 376 кДж, константа скорости равна:
-79000
RT |
Кс=1012е
Весьма высокая энергия активации требует высоких температур процесса. Термодинамически реакция становится возможной при температуре выше 1500К, при которой энергия Гиббса приобретает отрицательное значение:
|
AG = 96,8 -0,0647 Г.
В плазмохимическом процессе получения ацетилена по этой схеме в качестве плазмы используется аргон или водород, а закалка продуктов реакции осуществляется впрыскиванием воды. Степень конверсии метана достигает 0,7, а плазменный реактор диаметром 0,15 м, высотой 0,65 м и объемом 0,05 м3 имеет производительность 25000 т ацетилена в год. По энергоемкости плазмохимический метод (14,0 кВт-ч/кг) сопоставим с карбидным методом (15,5 кВт-ч/кг), но уступает методам электрокрекинга и термоокислительного пиролиза.
Контрольные вопросы
1. Какие виды энергии и с какой целью используются в химической
промышленности?
2. Что такое энергоемкость химического производства и на какие
классы она делится? Приведите примеры.
3. Перечислите основные источники энергии и классифицируйте их.
4. Чем характеризуется энергетическая ценность химического топ
лива?
5. На чем основано использование водорода в энергетике?
6. В чем особенности и преимущества использования новых видов
энергии в химическом производстве?
7. Перечислите основные пути рационального использования энер
гии в химической промышленности.
8. Что такое вторичные энергетические ресурсы (ВЭР)? Приведите
пример.
9. Для каких целей используются в химической промышленности
плазмохимические процессы?
Часто для сравнения различных видов топлива пользуются такими понятиями как, условное топливо, нефтяной эквивалент и некоторые другие, которые позволяют сравнивать топлива, различающиеся по теплотворной способности. Условное топливо - это топливо с теплотворной способностью 7000 ккал/кг. Основная идея курса - рассмотреть ресурсосбережение углеводородного сырья через его энергосбережение.
|
|
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!