Введение к работе
Акттажьаость темы. Широкое применение плазмохимическнх методов > химической технологии требует, с одной стороны, разработки критериев юсшгабировання процессов, изученных в лабораторных условиях и, с фугой стороны, изучения механизма ппазмохимичесхнх процессов с целью ошимизацин энергозатрат на получение полезного продукта.
Одной из наиболее актуальных проблем водородной энергетики шляется поиск источников дешевого водорода. Одним из таких источников юзкет быть сероводород природных газовых месторождений.
Ведутся исследования процесса плазмохимического разложения дастого сероводорода и его смеси с упкхнсдотой - кислого газа, в абораторных условиях. Однако, малые геометрические размеры установок жранкчнвают изучение механюма процесса горячей разрядной зоной. В то ке время достаточно подробно развитое математическое моделирование называет на существенное влияние окодоразрядных и поелсразрядных зон а эффективность проведения процесса. В згой связи является актуальной вдача исследования активных сжолоразрядных зон с целью установления кханнзмов, позволяющих оптимизировать энергозатраты на получение юпезного продула, а также выработка критериев при масштабировании іроцесса на промышленный уровень, позволяющих сохранить высокую «ергетнческую эффективность процесса.
Цель работы.
1. Изучение особенностей н выработка критериев подобия при
масштабировании процесса плазмохимического разложения кислого газа е
СВЧ-плазмотроне повышенной мощности.
2. Изучение влияния различных параметров СВЧ-разряда
(энерговклад, давление) на энергетическую эффективность процесса.
-
Изучение влияния обратных реакции в разрядной зоне на выход] псшезного продукта. Сравнение экспериментальных результатов < существующей теоретической моделью процесса.
-
Исследование механизма плазмохимичесхого процесса на основе:
а) выяснения, роли периферии разряда в образовании полезного
продукта;
б) определения влияния послеразрядных зон на энергетическую
эффективность процесса.
5. Создание обобщенной модели протекания плазмохимического
процесса в СВЧ-разряде повышенной мощности.
Няучвая вовнзва.
-
Получены критерии для масштабирования химически активного СВЧ-разряда на уровень мощности порядка сотен киловатт.
-
Установлен характер и причины влияния энерговклада и давления в разряде на энергетическую эффективность плазмохимического процесса.
-
Исследовано влияние обратных реахций на ход плазмохимического процесса. Предложен способ повышения степени конверсии исходных веществ в продукты с сохранением высокой энергетической эффективности:
4. Установлена активная роль периферии разряда в наработке и
сохранении полезных продуктов.
5. Установлен факт дополнительной наработки продуктов в ближней
послеразрядной зоне в оптимальных режимах ведения процесса.
6. Разработана методика рассчета энергетических характеристик
плазмохимичесхой системы на основе измерений, среднемассоиой
і ,
гсмпературы гззз, определения его химического состава и рассчета молекулярного состава пзров серы, а также методика непрерьшного отбора и анализа проб газа при пониженных давлениях.
7. Предложена обобщенная модель протекания плазмохнмического процесса в СВЧ-разряде повышенной мощности.
Практическая ценность, работы заключена в первую очередь в зырабогке рекомендаций для создания плазмохимичесхого блоха тромышленного уровня мощности. Результаты диссертации были использованы при модернизации и проведении ресурсных испытаний на Эренбургском опытном стенде и создании новых конструкций СВЧ-таазмотронов для разложения сероводоропсодержаших газов.
Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертации кжладызались на Всесоюзном межотраслевом семинаре по атомно-юдородной энергетике (1988,1990, 1992 гг.), Международном семинаре по іеравновесньш процессам в низкотемпературной плазме (Минск, Беларусь, 1992 г.), 10-м международном симпозиуме по плазмохимии (Бохум, "ермания, 1991г.), 9-й международной конференции по водородной інергетике (Париж, Франция, 1992 г.). Список статен, в которых удержание диссертации изложено с достаточной полнотой, помещен в :онце автореферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, юсьми глав и заключения. Объем диссертации - 132 стр., в том числе 24 >исунка. Библиография - 108 названий.
