ють усього різноманіття її вже реалізованих можливостей. Однак фізико-хімічні основи згаданих у інших плазмових технологічних процесів і способи їх технічної реалізації достатньою мірою загальні [8].
Висновок
З представленого огляду літератури видно, що існуюча технологія промислового отримання хлору має серйозні недоліки, пов'язані з негативним впливом на довкілля, небезпекою виробництва і високою енергоємністю. Альтернативою класичним хімічним технологіям можуть служити плазмохімічні технології. Особливості плазмохимических технологій є те, що в них має місце нерівноважна активація хімічних реакцій (Не термічно, а електронним ударом), при цьому досягаються ступеня перетворення речовин також можуть істотно перевищувати рівноважні.
Метою цієї роботи було дослідження можливості плазмохимической конверсії HCl в Cl2. Вибір в якості вихідного реагенту HCl обумовлений тим, що хлороводень є побічним продуктом багатьох хімічних виробництв, який мало затребуваний в основному виробництві. В результаті більша частина хлороводню утилізується в нейтралізаторах на NaOH.
2. Методична частина
. 1 Інструмент досліджень
В якості основного інструменту досліджень було вибрано моделювання плазми. Для визначення взаємозв'язків між вхідними параметрами процесу і концентраціями частинок використовувалася глобальна (0-мірна) модель, що оперує величинами, усередненими за обсягом реактора. У ході аналізу літературних даних був складений набір процесів, що протікають в плазмі чистого хлороводню і в сумішах HCl з киснем. Цей список включає 93 реакції для частинок в основному стані і збуджених атомів кисню в стані 1d. Список компонентів і список процесів наведені в таблицях 2.1 і 2.2, соответсвенно.
Таблиця 2.1
Реагенти і продукти реакції
КомпонентиНа вході в реактор: HCl, O2Зона плазми: HCl, O2, O (3p), O (1d), Cl2, Cl, H2, H, H2O, OH, ClO, ClO2На виході з реактора:HCl, O2, Cl2, H2, H2O
Таблиця 2.2
Набір процесів для моделювання плазми
Номер реакцііРеакціяКонстанта швидкості при T=300 KРеакціі електронного удару: Р1HCl + e ® H + Cl + eEq. (2) Р2O2 + e ® O (3p) + O (3p) + eEq. (2 ) Р3O2 + e ® O (3p) + O (1d) + eEq. (2) Р4O (3p) + e ® O (1d) + eEq. (2) Р5H2 + e ® H + H + eEq. (2) Р6Cl2 + e ® Cl + Cl + eEq. (2) Р7H2O + e ® H + OH + eEq. (2) Р8OH + e ® O (3p) + H + eEq. (2) Р9ClO + e ® Cl + O ( 3p) + eEq. (2) Р10ClO2 + e ® ClO + O (3p) + eEq. (2) Реакції взаємодії атомів і радикалів: Р11HCl + Cl ® Cl2 + H3.16? 10-20Р12HCl + H ® Cl + H26.31? 10-14Р13HCl + O (3p) ® OH + Cl3.16? 10-12Р14HCl + OH ® H2O + Cl1.26? 10-11Р15H2 + Cl ® HCl + H3.98? 10-14Р16H2 + O (3p) ® OH + H5.01? 10-17Р17H2 + O (1d) ® OH + H2.00? 10-10Р18H2 + OH ® H2O + H6.31? 10-15Р19H2O + O (3p) ® OH + OH3.98? 10-24Р20H2O + O (1d) ® OH + OH2.00? 10-10Р21H2O + H ® H2 + OH2.51? 10-25Р22Cl2 + H ® HCl + Cl6.31? 10-12Р23Cl2 + O (3p) ® ClO + Cl7.94? 10-14Р24Cl2 + O (1d) ® ClO + Cl1.58? 10-10Р25O2 + H ® O (3p) + OH2.51? 10-22Р26O2 + O (1d) ® O (3p) + O22.51? 10-11Р27O (3p) + O (1d) ® O (3p) + O (3p) 2.51? 10-12Р28Cl + O (1d) ® Cl + O (3p) 2.51? 10-12Р29OH + O (3p) ® H + O25.01? 10-11Р30OH + H ® O (3p) + H25.01? 10-18Р31OH + OH ® H2O + O (3p) 6.31? 10-13Р32OH + Cl ® ClO + H2.00? 10-17Р33ClO + O (3p) ® O2 + Cl3.16? 10-12Р34ClO + O (1d) ® O2 + Cl3.18? 10-11Р35ClO + Cl ® Cl2 + O1.26? 10-15Р36ClO + ClO ® Cl2 + O21.00? 10-12Р37ClO + ClO ® ClO2 + Cl1.58? 10-12Р38ClO + H2 ® HCl + OH5.01? 10-16Р39ClO + H ® HCl + O (3p) 5.11? 10-11Р40ClO + H ® Cl + OH2.00? 10-13Р41ClO2 + O (3p) ® ClO + O21.58? 10-12Р42ClO2 + Cl ® ClO + ClO1.58? 10-12Р43ClO2 + Cl ® Cl2 + O21.58? 10-11Р44ClO2 + ClO2 ® Cl2 + O2 + O21.58? 10-15Реакціі потрійного зіткнення: Р45Cl + Cl + HCl ® Cl2 + HCl5.21? 10-32Р46Cl + Cl + O2 ® Cl2 + O25.21? 10-32Р47Cl + Cl + H2 ® Cl2 + H25.21? 10-32Р48Cl + Cl + H2O ® Cl2 + H2O5.21? 10-32Р49Cl + Cl + Cl2 ® Cl2 + Cl25.21? 10-32Р50Cl + Cl + Cl ® Cl2 + Cl5.21? 10-32Р51Cl + Cl + OH ® Cl2 + OH5.21? 10-32Р52H + H + HCl ® H2 + HCl1.00? 10-32Р53H + H + O2 ® H2 + O21.00? 10-32Р54H + H + H2 ® H2 + H21.00? 10-32Р55H + H + Cl2 ® H2 + Cl21.00? 10-32Р56H + H + H2O ® H2 + H2O1.00? 10-32Р57H + H + H ® H2 + H1.00? 10-32Р58H + Cl + HCl ® HCl + HCl5.13? 10-32Р59H + Cl + O2 ® HCl + O25.13? 10-32Р60H + Cl + H2 ® HCl + H25.13? 10-32Р61H + Cl + H2O ® HCl + H2O5.13? 10-32Р62H + Cl + Cl2 ® HCl + Cl25.13? 10-32Р63H + Cl + Cl ® HCl + Cl5.13? 10-32Р64H + Cl + H ® HCl + H5.13? 10-32Р65H + Cl + OH ® HCl + OH5.13? 10-32Р66O (3p) + O (3p) + O2 ® O2 + O21.20? 10-32Р67O (3p) + O (3p) + HCl ® O2 + HCl1.20? 10-32Р68O (3p) + O (3p) + Cl2 ® O2 + Cl21.20? 10-32Р69O (3p) + O (3p) + H2 ® O2 + H21.20? 10-32Р70O (3p)...
