Применение плазмы в химической промышленности

Плазма – частично или полностью ионизированный газ, содержащий заряженные частицы (свободные электроны или ионы).

Плазму делят на низкотемпературную (Т ~10³–10⁵К) и высокотемпературную (Т ~10⁶–10⁸ К). В настоящее время технологически освоена низкотемпературная плазма.

Плазменные реакторы, в которых осуществляются технологические процессы, состоят из:

1. плазматрона
2. реактора
3. закалочного устройства

Плазменные реакторы бывают двух типов: с прямоточными и встречными струями.

Высокие скорости процесса (продолжительность ~10^-2–10^-5 с) позволяют резко уменьшить размеры аппаратуры. Так реактор для пиролиза метана имеет производительность 25000 т/год; d = 15 см и l = 65 см.

Плазмохимические процессы очень легко управляются, а быстрая закалка не позво­ляет идти обратным реакциям. В наше время так получают этилен, ацетилен, H₂ из угле­водородов, синтез-газ для получения винилхлорида, TiO₂ и т.д. Самая актуальная задача – связывание атмосферного азота тоже может быть решено с помощью плазмы по реакции:

N₂ + O₂ = 2NO

T = 3000°C, концентрация NO ~4%, время установления равновесия 10^-6 с.