OH + 2Hg + H2? (1.2.4.3)
За допомогою ртутного електролізера також отримують каустичну соду з концентрацією до 50% на виході з другої камери електролізера [3].
Рис. 1.2.4.3 Схема ртутного електролізера
У 2006, близько 84% всього виробництва хлору близько 59000000 тонн отримували діафрагмовим і мембранними методами, і лише 13% за допомогою ртутних електролізерів.
Порівняння промислових методів отримання хлору проведено в таблиці 1.2.4.1 [6]:
Таблиця 1.2.4.1
Порівняння промислових способів отримання хлору
Метод полученіяРтутнийДіафрагменнийМембраннийРабочая щільність струму (кА/м2) 8 - 130,9 - 2,63 - 5Напряженіе комірки (В) 3,9-4,22.9 - 3,53.0 - 3,6Концентрація NaOH (% ) 501233 - 35Потребленіе енергії (кВт * год/MT Cl2) при щільності струму (кА/м2) 3360 (10) 2720 (1,7) 2650 (5) Споживання пара (кВт * год/MT Cl2) при онцентрації NaOH 50% 0610180
Електрохімічне отримання хлору - одна з найбільших технологій у світі, яка, однак має два істотні недоліки:
1) Електрохімічне виробництво є шкідливим і небезпечним у зв'язку з використанням ртуті, виділенням водню як побічного продукту та ін. факторів.
2) Електрохімічне виробництво хлору є дуже енергетично інтенсивним процесом, що споживають 2400000000000 кВт * год електроенергії на рік. Це більше 60% електроенергії, споживаної всієї світової хімічної промисловістю.
У зв'язку з цим проблема пошуку альтернативних методів отримання хлору є дуже актуальною.
. 3 Плазма: основні поняття і властивості. Процеси, що протікають в плазмі. Застосування плазми
Плазма - стан речовини, що характеризується високим ступенем іонізації і рівністю концентрацій позитивних і негативних зарядів (квазінейтральност'ю). Плазма в стаціонарному стані може існувати тільки при наявності факторів, що заповнюють спад заряджених частинок. У газовому розряді плазма в стаціонарному стані підтримується рахунок зовнішнього електричного поля, енергія якого витрачається на іонізацію газу. Газ в змозі плазми знаходиться в наступних видах розряду:
· позитивний стовп тліючого і дугового розряду:
· дугового розряд низького тиску з розжареними електродами:
· окремі області високочастотного і надвисокочастотного розрядів.
Плазма в загальному випадку складається з електронів, іонів і нейтральних частинок - атомів і молекул (радикалів), що знаходяться як в основному, так і в збуджених станах: обертальних, коливальних, електронних. Концентрація заряджених частинок в плазмі досягає 1 017 1/см3 і за своєю електропровідності плазма наближається до провідників. Плазму можна представляти як механічну суміш компонент, оскільки всі частинки плазми знаходяться в безперервному взаємодії один з одним, і плазма в цілому має ряд специфічних властивостей, які зовсім не притаманні окремим її складовим. Розрізняють ізотермічну і неізотерміческімі плазму.
ізотермічні плазмі відповідає іонізований газ при високій температурі, коли енергії (температури) всіх складових плазму частинок рівні (Ті=Tt=Tg) і всі процеси обміну є рівноважними.
неізотерміческімі плазма характеризується тим, що середня енергія (температура) електронів у багато разів перевищує енергію іонів і нейтральних частинок (Ті Тi=Tg). Такий стан реалізується при відносно невеликому виділенні Джоулево теплоти за рахунок високої теплоємності газу важких частинок і швидкого виносу теплоти із зони розряду. Існування неізотермічній плазми підтримується рахунок зовнішніх чинників, наприклад електромагнітного поля, при цьому процеси обміну енергією є нерівновагими. Останнє пов'язано з тим, що електрони, як найбільш легкі із заряджених частинок, переважно відбирають енергію зовнішнього поля, проте в силу своєї малої маси не здатні ефективно перерозподіляти її при зіткненнях з важкими" частинками. Найбільш часто застосовується в технології мікроелектроніки один з видів неізотермічній плазми - нерівноважна низькотемпературна газорозрядна плазма (ННГП) зниженого тиску.
ННГП являє собою слабо іонізованний газ при тисках 10-1 - 103 Па зі ступенем іонізації 10-5 - 10-3. Середня енергія електронів складає 1-10 еВ (концентрація електронів 109 - 1012 1/см 3), а середня енергія важких частинок (атомів, молекул та іонів) нижче в середньому на два порядки величини. До зовнішніх (заданим) параметрами ННГП відносяться тип плазмообразующего газу, його тиск і витрата газу, струм розряду (у разі ВЧ і СВЧ розрядів - питома потужність, вкладається в розряд), а також геометрія плазмохимического реактора і його констр...
