氣體經(jīng)過等離子體活化后具有很高的化學(xué)活性,可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。本實(shí)驗(yàn)利用微波產(chǎn)生的CO等離子體還原CaSO₄,結(jié)果表明,激發(fā)態(tài)CO含量是影響反應(yīng)速率的重要因素,在CO流量為0.6 L/min,微波輸入功率為1350 W下,反應(yīng)溫度為875℃,反應(yīng)12 min,轉(zhuǎn)化率就可達(dá)86.01%。 

【文章來源】：廣東化工. 2020,47(16)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

取適量Ca SO4·2H2O粉末放入直徑為120 mm的表面皿中，加入少量去離子水，用潔凈的金屬藥匙充分?jǐn)嚢韬�，用壓片機(jī)將Ca SO4·2H2O制成圓柱形片狀物，壓片時(shí)壓力在500N左右。選取直徑為6 mm左右，高為2 mm左右的圓柱形塊狀物置于80℃的鼓風(fēng)干燥烘箱中干燥12 h，除去因Ca SO4·2H2O制備過程中混入的自由水。再用精度為0.02 mm的游標(biāo)卡尺測量干燥后的圓柱形顆粒，選取高為2±0.1 mm、直徑為6±0.1 mm的顆粒用作下一步反應(yīng)。得到的樣品顆粒如下圖2-2所示：2.2.2 CO等離子體還原Ca SO4過程

2.2.2 CO等離子體還原Ca SO4過程密封反應(yīng)器中含有一個(gè)電磁加熱線圈(如圖2-3C)，用于控制Ca SO4·2H2O顆粒溫度，電磁加線圈在反應(yīng)器中的高度可調(diào)節(jié)，電磁加熱線圈中的鐵質(zhì)圓柱平臺(tái)(如圖2-3B)溫度可通過電源開關(guān)進(jìn)行調(diào)控，在不加熱時(shí)，溫度可在60 s內(nèi)可由800℃降到450℃，降溫速度很快，鐵質(zhì)基座的溫度由熱電偶測量得到，CaSO4·2H2O顆粒置于導(dǎo)熱性能良好的石墨圓盤上，石墨圓盤再放置于鐵質(zhì)圓柱臺(tái)上(如圖2-3B)，由于石墨具有良好的導(dǎo)熱性，所以忽略鐵質(zhì)基座與石墨的溫差，默認(rèn)石墨平臺(tái)溫度與鐵質(zhì)基座的溫度一致。反應(yīng)開始前，先將鐵質(zhì)圓柱平臺(tái)溫度升高到所需反應(yīng)溫度，維持1 min后，可保證石墨基座的溫度與鐵質(zhì)基座溫度相同，再啟動(dòng)微波等離子體發(fā)生器，等反應(yīng)條件達(dá)到穩(wěn)定后，將電磁線圈調(diào)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)高度再開始計(jì)時(shí)，本實(shí)驗(yàn)設(shè)定高度為石墨圓盤距離等離子體噴出軸向5.5 cm處，達(dá)到反應(yīng)時(shí)間后，停止計(jì)時(shí)，關(guān)閉微波等離子體發(fā)生器，同時(shí)關(guān)閉CO氣體，并將N2流量調(diào)到10 L/min，此時(shí)反應(yīng)結(jié)束后，停止鐵質(zhì)基座的電磁加熱，待反應(yīng)底物在N2保護(hù)下冷卻至80℃左右時(shí)，取出反應(yīng)底物，將收集起來的反應(yīng)底物置于干燥器中保存，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的等離子體如圖2-3A所示，采用GB/T5484-2012(石膏化學(xué)分析法)得到反應(yīng)產(chǎn)物剩余Ca SO4含量、總體Ca元素含量以求得轉(zhuǎn)化率[6]，將產(chǎn)物進(jìn)行XRD分析得到產(chǎn)物的組成成分，利用發(fā)射光譜法對等離子體各類參數(shù)進(jìn)行表征。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2017年我國磷石膏利用現(xiàn)狀、形勢分析及措施[J]. 葉學(xué)東.  硫酸工業(yè). 2018(08)
[2]分子發(fā)射光譜法測量微波等離子體氣體溫度（英文）[J]. 鄧?yán)?張貴新,劉程,謝宏.  光譜學(xué)與光譜分析. 2018(02)

碩士論文
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本文編號(hào)：3545203