Книгата е предназначена за широк кръг читатели — инженери, научни работници, студенти и аспиранти, а може да бъде полезна и за всички специалисти и потребители от промишлеността, които проявяват интерес към приложението на нискотемпературната плазма в неорганичната химична технология.
*
Съдържание
Предговор 1. Общи понятия за плазмохимията
1.1. Характеристика на нискотемпературната плазма 7
1.2. Описание и особености на плазмохимичните процеси 10
1.2.1. Основно уравнение на плазмохимичната кинетика 12
1.2.2. Коефициент на скоростта на плазмохимичните реакции 15
1.2.3. Кинетика на дисоциативните реакции 19
1.2.4. Квазиравновесни плазмохимични процеси . . 20
1.2.4.1. Термодинамика на плазмохимичните процеси 22
1.2.4.2. Кинетика на плазмохимичните процеси 23
1.2.5. Неравновесни плазмохимични процеси 25
1.2.6. Плазмохимични процеси в кондензирана фаза 27
1.2.7. Предимства на плазмохимичните процеси 29
2. Плазмохимичен агрегат
2.1. Плазмени генератори (плазмотрони) 33
2.1.1. Класификация на плазмените генератори 33
2.1.2. Електродъгови плазмотрони 34
2.1.2.1. Някои характеристики на електродъговите плазмотрони 37
2.1.2.2. Конструкции на електродъгови плазмотрони 38
2.1.3. Безелектродни плазмотрони 45
2.1.3.1. Високочестотни индукционни (ВЧИ) плазмотрони 46
2.1.3.2. Свръхвисокочестотни (СВЧ) плазмотрони 49
2.1.3.3. Конструкции на ВЧИ- и СВЧ-плазмотроните 50
2.1.3.4. Други методи за получаване на плазма 55
2.2. Плазмохимичен реактор и смесител . 58
2.2.1. Плазмохимичен смесител. 58
2.2.2. Плазмохимичен реактор 62
2.2.2.1. Обемни плазмохимични реактори 63
2.2.2.2. Струйни плазмохимични реактори 68
2.2.2.3. Моделиране на плазмохимичните реактори 71
2.3. Закаляващо устройство 73
3. Приложение на нискотемпературната плазма в неорганичната химична технология
3.1. Високотемпературна фиксация на азота. Синтез на азотни окиси ... 77
3.1.1. Физикохимични основи на високотемпературната фиксация на азота . . 78
3.1.2. Технологични схеми наинсталации за окисляване на азот в нискотемпературна плазма
3.2. Обезфлуоряване на природни фосфати 67
3.2.1. Редуциране на природни фосфати °7
3.2.2. Термична дисоциация на природни фосфати 90
3.3. Окисляване на фосфор във въздушна плазма 93
3.4. Получаване на силиций и силициеви съединения 99
3.4.1. Елементарен силиций 99
3.4.2. Високодисперсен силициев двуокис (бели сажди) 102
3.4.3. Силициев окис 111
3.4.4. Силициев карбид 113
3.4.5. Силициев нитрид 115
3.5. Пигментни и температуроустсйчиви окиси . 117
3.5.1. Желязоокисни пигменти 118
3.5.2. Титанов двуокис 126
3.5.3. Температуро-и корозионноустойчиви окиси 130
3.5.3.1. Двуалуминиев триокис 133
3.5.3.2. Циркониев двуокис .... 142
3.5.3.3. Други температуро-, корозионноустойчиви и смесени окиси .... 143
3.6. Нитриди 150
3.6.1. Титанов нитрид 154
3.6.1.1. Термодинамика и кинетикана процеса 154
3.6.1.2. Синтезиране на титанов нитрид в електродъгова плазма 159
3.6.1.3. Синтезиране на титанов нитрид във ВЧИ- и СВЧ-плазма 163
3.6.1.4. Получаване на смесени титанови нитриди 170
3.6.2. Циркониев нитрид 173
3.6.3. Алуминиев нитрид 178
3.6.4. Борен нитрид 191
3.6.5. Магнезиев нитрид 194
3.6.6. Плазмохимично синтезиране на други нитриди 201
3.7. Карбиди 209
3.7.1. Термодинамика на процесите при плазмохимичното получаване на карбиди 209
3.7.2. Получаване на карбиди в равновесни и неравновесни плазмени условия212
3.8. Хидриди и бори ди 220
3.9. Шпинели и смесени окиси 224
3.10. Окисляване на хлороводород и получаване на хлор 226
3.11. Синтез на озон 231
3.12. Получаване на сероводород 233
3.13. Получаване на хидразин 234
3.14. Синтез и разлагане на амоняк 238
3.15. Флуориди 242
3.15 1. Въглеродни флуориди 243
3.1.5.2. Азотни флуориди 244
3.15.3. Кислородни флуориди — 248
3.15.4. Други флуориди , 250
3.16. Плазмохимично получаване на катализатори 259
Заключение 264
Използвана литература . 267
*
Предговор
Нискотемпературната плазма се характеризира с високи енергийни параметри и това предопределя широкото й приложение в химическата промишленост. Плазмохимията получи цялостното си осмисляне като самостоятелна наука през последните петнадесе-тина години благодарение на колективните усилия на учени, изследователи и технолози от различни страни — САЩ, Япония ФРГ, Великобритания и най-вече от Съветския съюз. Съветската плазмохимична школа, оглавявана от доайена на плазмохимията проф. д-р Полак, постигна забележителни успехи както в областта на теоретичните разработки, така и в широкия спектър на приложението на нискотемпературната плазма за нуждите на народното стопанство.
Плазмохимията трябва да намери своето място във всенародната кампания за химизация на народното стопанство с оглед да бъдат получени ценни продукти с особени свойства, които не могат да бъдат получени по съществуващите в момента класически традиционни методи.
До този момент у нас липсва литература на български език третираща проблемите на приложната плазмохимия. Обширната информация, която може да се черпи от периодичните чуждестранни издания и патенти, е труднодостъпна за по-широк кръг читатели.
Нашата цел е да доведем до знанието на интересуващите се основните постижения в областта на приложната плазмохимия на съвременния етап и да набележим насоките и перспективите на тази нова област в химичната технология.
В първата глава в достъпна за широк кръг читатели форма са разгледани някои общи понятия за плазмохимията, доколкото може да се даде информация за същността на явленията и процесите, които протичат в нискотемпературната плазма, за да може по-добре да се ползува материалът, отнасящ се до приложните аспекти на плазмохимията.
Втората глава е посветена на плазмохимичния агрегат като цяло; разгледани са конструктивните особености на съставните му части — плазмотрон, смесител, плазмохимичен реактори закаляващо устройство. Показани са типовите конструкции и характеристиките на електродъговите плазмени генератори (плазмотрони), на безелектродните високочестотни индукционни и на свръхви-сокочестотните плазмотрони.
Третата глава третира въпросите на приложението на нискотемпературната плазма в неорганичната химична технология. Разгледани са плазмохимичното синтезиране на азотни окиси, обработването на природни фосфати, получаването на силиций и силициеви съединения, пигментни и температуроустойчиви окиси, корозионноустойчиви и труднотопими нитриди, карбиди, окиси, хидриди, бориди, шпинели, смесени и сложни окиси и др.
При поднасянето на материала въпросите са разгледани в следната последователност: термодинамика на процеса, кинетика, по-лупромишлена и промишлена реализация (ако има такава), технологични особености на процеса, икономически показатели и перспективи за развитие.
Авторът изказва дълбока благодарност на ръководството на СХК — Враца, и най-вече на неговия главен директор, заслужилия хймик ст. н. с. к. т. н. инж. Кирил Петков, за отзивчивостта и съдействието за издаването на книгата, както и за решението да е ор ганизира на територията на химкомбината първото в НР България плазмохимично производство на ултрадисперсни продукти.
В изработването на графичната част и подреждането на литературните източници взе участие инж. Любомир Бракалов.
Всички забележки и препоръки, насочени към подобряването на материала и отстраняването на неизбежните слабости в книгата, ще бъдат приети с признателност.
Авторът ВХТИ—София
