Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 1149-1161 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:019770012080114900

Caractéristiques des sources à plasmas nécessaires aux processus chimiques

J. Amouroux

Laboratoire de Génie Chimique, E. N. S. C. P., 11, rue Pierre-et-Marie-Curie, 75231 Paris Cedex 05, France

Abstract
Plasma source studies have permitted classification of electrical discharges into two main types according to their effect : thermal (arc, torch) ; or selective excitation (laser, corona and glow discharges). The application of the sources to chemical engineering introduces two questions : 1) the choice of the discharge, 2) the choice of the chemical quenching and synthesis reactor. To answer these questions one must have a good knowledge of the physical features of the discharge (nature of the species) and of its technical characteristics (upper limits of working condition, energy yield technology). The plasma unit is only one part in the chemical process, but its characteristics determine the parameters of the high temperature reactor where new chemical species are synthesized, whereas the quenching reactor permits the recombination of chemical species from radicals and atoms. The entire system has to be optimized in order to increase as much as possible the yield without reducing the energy efficiency.

Résumé
Les travaux sur les sources à plasma ont permis d'établir une distinction technologique et théorique entre source à effet thermique (arc, torche) et source à excitation sélective (laser, décharge couronne...). Toutefois leurs applications au domaine de la production posent simultanément le problème : 1) du choix de la source, 2) du choix du réacteur de synthèse et de trempe. Pour apporter des éléments de réponse à ces questions il est d'abord nécessaire d'avoir une bonne connaissance des caractéristiques physiques de la décharge (nature des espèces excitées, niveau d'excitation, durée de vie...) et de ses caractéristiques techniques de fonctionnement (technologie, limites d'emploi, puissance, rendement énergétique...). En effet la source est un des éléments de l'atelier de fabrication et sa connaissance précisera les caractéristiques de fonctionnement du réacteur haute énergie, lieu de synthèse ou d'élaboration d'espèces chimiques nouvelles (atomes, radicaux ou molécules). Enfin le réacteur de trempe permet la recombinaison ou la conservation des espèces élaborées dans la zone haute énergie. Ainsi l'association source à plasma, réacteur haute énergie, réacteur de trempe permet la réalisation d'un procédé adapté à un objectif précis, c'est-à-dire autorisant un taux de conversion et un rendement énergétique aussi élevé que possible.

PACS
5250D - Plasma sources.
5275 - Plasma devices and applications.
5280 - Electric discharges.
8290 - Other topics in physical chemistry.

Key words
chemical technology -- discharges electric -- plasma production -- plasma sources -- chemical processes -- electrical discharges -- chemical engineering -- upper limits -- working condition -- energy yield technology -- chemical reactor -- chemical synthesis -- thermal discharges -- selective excitation discharges