Главная страница
qrcode

Применение диэлектрического барьерного разряда атмосферного давления в кислороде для разложения уксусной кислоты в её водном растворе


НазваниеПрименение диэлектрического барьерного разряда атмосферного давления в кислороде для разложения уксусной кислоты в её водном растворе
АнкорIK-Isakina.doc
Дата13.10.2017
Размер41 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлаIK-Isakina.doc
ТипДокументы
#22073
Каталог


XXXVIII Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 14 – 18 февраля 2011 г.



ПРИМЕНЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В КИСЛОРОДЕ ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ В ЕЁ ВОДНОМ РАСТВОРЕ


Бобкова Е.С., Исакина А.А.

Ивановский государственный химико-технологический университет, г. Иваново, Россия, e-mail: isakina86@gmail.com

Применяемые в настоящее время методы очистки воды от органических загрязнений (озонолиз, УФ-облучение) используют лишь небольшую часть активных агентов, образующихся в газовом разряде. Поэтому разряд, находящийся в непосредственном контакте с обрабатываемым раствором, позволяет надеяться получить более высокую энергетическую эффективность. Целью настоящей работы являлось исследование процесса разложения водного раствора уксусной кислоты при воздействии на него диэлектрического барьерного разряда (ДБР), а также анализ и моделирование кинетики процессов образования и гибели активных частиц в растворе под воздействием разряда. Использовался ДБР промышленной частоты атмосферного давления в реакторе проточного типа с коаксиальным расположением электродов при напряжении 16 кВ и токе 0.56 мА. По внутреннему электроду, покрытому гидрофильным материалом, в пленочном режиме под действием силы тяжести стекал обрабатываемый раствор. Разряд горел в промежутке между стеклянным цилиндрическим барьером и внутренним электродом так, что раствор находился в непосредственном контакте с зоной разряда. Плазмообразующим газом являлся технический кислород с объемным расходом 3.2 см3/с. Время контакта раствора с зоной разряда изменялось от 2 до 12 с. Более детально установка описана в работе [1].

Флуоресцентным, колориметрическим и химическими методами измерялись концентрации кислоты и продуктов ее трансформации в зависимости от времени контакта раствора с зоной разряда в стационарном режиме на выходе из реактора. Измерения показали, что степень разложения кислоты достигает 70%, а основными продуктами ее превращения являются ацетальдегид в жидкой фазе и оксиды углерода (II) и (I) в газовой фазе. В газовой фазе образуется также озон.

Обсуждается механизм химических реакций, который мог бы описать разложение кислоты и образование наблюдаемых продуктов. Предполагалось, что активными частицами, реагирующими с кислотой, являются радикалы ∙OH, O∙,H∙ и кислота разлагается по двум каналам. Один из них приводит в конечном итоге к расщеплению кислоты и образованию СО2 и СО, а другой к превращению кислоты в ее альдегид. Показано, что, наряду с прямыми реакциями разложения, имеют место и обратные реакции, приводящие к образованию кислоты из продуктов ее взаимодействия.

На основе полученных данных проведено численное моделирование кинетики химических процессов разложения кислоты с учетом процессов ее переноса потоком раствора и поступления озона из газовой фазы. Предполагалось, что первичными процессами являются процессы неравновесной диссоциации молекул воды под действием разряда, приводящие к образованию радикалов ∙OH, O∙,H∙, которые далее, реагируя между собой, молекулами воды, образуют вторичные продукты. Всего кинетическая схема включала 45 реакций, описанных в работе [2]. В процессе согласования эксперимента с расчетом оценены константы скоростей взаимодействия радикалов с молекулой кислоты.

Литература

  1. Bubnov A.G., Burova E.Yu., Grinevich V.I., Rybkin V.V., Kim J.-K., Choi H.-S. // Plasma Chem. Plasma Proc. 2006. V. 26. №1. P. 19.

  2. Гриневич В.И., Исакина А.А., Рыбкин В.В., Чумадова Е.С. // Известия ВУЗов. Химия и хим. технология. 2009. Т. 52. № 9. С. 43


перейти в каталог файлов


связь с админом