DD237120A1 - DEVICE FOR INFLUENCING LIQUID SUBSTRATES IN PLASMACHEMICAL ARC REACTORS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspeisen fluessiger, insbesondere kohlenwasserstoffhaltiger bzw. oelhaltiger Substrate zwecks pyrolytischer Umsetzung in einem plasmachemischen Lichtbogenreaktor. Die Vorrichtung ist gegenueber den bisherigen Loesungen technisch einfacher und garantiert eine guenstigere Energieausnutzung sowie als Folge der Unterdrueckung des Anfalls fester koksartiger Pyrolyseprodukte laengere Reaktorstandzeiten. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass das einspeisende Substrat mittels Wasserstoff als Treibgas als Aerosol oder Schaum so in den Reaktor geleitet wird, dass die Kathodenwaerme zur Substratverdampfung genutzt wird, wodurch sich eine Voraufheizung des Substrats eruebrigt. Gleichzeitig wird mittels der Substratmenge und des Treibgasdruckes die Einspeisung so reguliert, dass der nicht verbrauchte Teil des Substrats als wasserstoffhaltiges Aerosol laengs der Anodeninnenflaeche gefuehrt wird, wodurch sich das Abscheiden fester Produkte weitgehend verhindern laesst. Durch Ausfuehrung der Kathode als massiver stumpfer Stab lassen sich erhoehte Verdampfungsraten und damit ein hoeherer Stoffdurchsatz erzielen. FigurThe invention relates to a device for feeding liquid, in particular hydrocarbon-containing or oelhaltiger substrates for the purpose of pyrolytic reaction in a plasma-chemical arc reactor. The device is compared to the previous solutions technically simpler and guarantees a more favorable energy utilization and as a result of the suppression of the attack of solid coke-like pyrolysis longer reactor life. According to the invention this is achieved in that the feeding substrate is passed by means of hydrogen as a propellant gas as aerosol or foam in the reactor so that the cathode heat is used for substrate evaporation, whereby a preheating of the substrate is eliminated. At the same time, the supply is regulated by means of the amount of substrate and the propellant gas pressure so that the unused portion of the substrate is guided as hydrogen-containing aerosol along the Anodeninnenflaeche, which can prevent the deposition of solid products largely. By carrying out the cathode as a solid blunt bar, increased evaporation rates and thus a higher material throughput can be achieved. figure
Description
— Wegfall des600°C — Vorheizkessels samt der notwendigen Sicherheits-und Dosierungsvorrichtung und dadurch Vereinfachung der Reaktorkonstruktion.- Removal of the 600 ° C preheating boiler together with the necessary safety and dosing device, thereby simplifying the reactor design.
— Einsparung des zusätzlichen Energieaufwandes für die Verdampfung der Flüssigkeit im Heizkessel.- Saving the additional energy expenditure for the evaporation of the liquid in the boiler.
— Anwendbarkeit der Vorrichtung auch im Niederdruckbereich bis zu 50 Torr und darunter, der besonders wichtig ist für die Acetylen-Synthese aus flüssigen Kohlenwasserstoffen.- Applicability of the device in the low pressure range up to 50 Torr and below, which is particularly important for the acetylene synthesis from liquid hydrocarbons.
— Ein niedrigerer Energieaufwand für die Synthese der Zielprodukte bei der Plasma-Pyrolyse von flüssigen Kohlenwasserstoffen.- A lower energy consumption for the synthesis of the target products in the plasma pyrolysis of liquid hydrocarbons.
— Hohe Standfestigkeit des Reaktors bei der Pyrolyse von flüssigen Kohlenwasserstoffen infolge der Verhinderung des Anfalls und des Absetzens von festen koksartigen Produkten an der Anodenwand und an der Kathode.- High stability of the reactor in the pyrolysis of liquid hydrocarbons due to the prevention of seizure and settling solid coke-like products on the anode wall and at the cathode.
— Ein höherer Stoffdurchsatz durch bessere Nutzung der Plasma-Enthalpie für die chemische Stoffwandlung.- Higher throughput through better use of plasma enthalpy for chemical conversion.
— Höhere Konzentration des Zielproduktes infolge eines geringen Bedarfs an Wasserstoff als Treibgas.Higher concentration of the target product due to low hydrogen demand as propellant.
Als Reaktor dient ein zwischen einer stumpfen stabförmigen Wolframkathode 3 (6 mm 0) und einer kupfernen zylinderförmigen Hohlanode 4 (20 mm 0) brennender und durch ein axiales Magnetfeld 2 zur Rotation gebrachter Lichtbogen 1 (sogen, rotierender Bogen).As a reactor between a blunt rod-shaped tungsten cathode 3 (6 mm 0) and a copper cylindrical hollow anode 4 (20 mm 0) burning and brought by an axial magnetic field 2 for rotation arc (so-called, rotating arc) is used.
Die Substrateinspeisung erfolgt über einen mit Wasserstoff betriebenen Aerosolzerstäuber 6. Im Ausgang des Zerstäubers ist die Kathode 3 der rotierenden Bogenentladung 1 in einem Haltering 8 befestigt, in dem eine Anzahl von Bohrungen (2 mm 0) konzentrisch um den Schaft der Kathode 5 angebracht sind. Die Kathode 3 ist mit Ausnahme eines Teiles von etwa 7 mm mit einem dünnen Metallrohr 5 umgeben (8,0 mm 0), das einerseits im Anodenbereich 4 von einem Quarzrohr 7 bedeckt ist, wobei lediglich eine Kathodenspitze 3 von etwa 1,5mm freiliegt.The substrate is fed in via a hydrogen-powered aerosol atomizer 6. In the outlet of the atomizer, the cathode 3 of the rotating arc discharge 1 is fixed in a retaining ring 8, in which a number of bores (2 mm 0) are mounted concentrically around the shaft of the cathode 5. The cathode 3 is surrounded (8.0 mm 0) except for a part of about 7 mm with a thin metal tube 5, which is covered on the one hand in the anode region 4 of a quartz tube 7, with only a cathode tip 3 of about 1.5 mm exposed.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, 'das aus dem Zerstäuber 6 strömende Substrat-Gas-Gemisch längs der Kathode 3 in unmittelbarem Kontakt mit ihr bis zu deren unterem heißem Ende 9 zu leiten, wo es aufgeheizt und in ein Gas-Dampf-Gemisch umgewandelt wird. Das Quarzrohr 7 verhindert ein Ansetzen des Bogens 1 an das Substratleitrohr 5.The function of the arrangement according to the invention is to direct the substrate-gas mixture flowing from the atomizer 6 along the cathode 3 in direct contact with it to its lower hot end 9, where it is heated and into a gas-vapor mixture is converted. The quartz tube 7 prevents the sheet 1 from being applied to the substrate guide pipe 5.
Die Testung derEinspeisungsvorrichtung erfolgte mit Paraffinöl als Modellsubstrat. Der Öl-Massenfluß betrug etwa 1,35 kg/h. Als Zerstäubergas wurde Wasserstoff benutzt mit einer Durchflußrate von 475 l/h. Die Potentialdifferenz zwischen Kathode 3 und Anode 4 betrug 175 V, Der Bogenstrom 30 A, das Magnetfeld 2 etwa 1 000 Gauß, die Rotationsgeschwindigkeit des Bogens 1 etwa 4000 U/s und der Druck im Reaktor 100 Torr. Es ergab sich für das gebildete Azetylen ein spezifischer Energieaufwand von 8,6 kWh/kg.Testing of the feeder was with paraffin oil as a model substrate. The oil mass flow was about 1.35 kg / h. Hydrogen was used as a nebulizer gas with a flow rate of 475 l / h. The potential difference between cathode 3 and anode 4 was 175 V, the arc current 30 A, the magnetic field 2 about 1,000 Gauss, the rotational speed of the arc 1 about 4000 U / s and the pressure in the reactor 100 Torr. It resulted for the formed acetylene a specific energy consumption of 8.6 kWh / kg.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD25644783A DD237120A1 (en) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | DEVICE FOR INFLUENCING LIQUID SUBSTRATES IN PLASMACHEMICAL ARC REACTORS |
Applications Claiming Priority (1)
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DD25644783A DD237120A1 (en) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | DEVICE FOR INFLUENCING LIQUID SUBSTRATES IN PLASMACHEMICAL ARC REACTORS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD237120A1 true DD237120A1 (en) | 1986-07-02 |
Family
ID=5551732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD25644783A DD237120A1 (en) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | DEVICE FOR INFLUENCING LIQUID SUBSTRATES IN PLASMACHEMICAL ARC REACTORS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD237120A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5852927A (en) * | 1995-08-15 | 1998-12-29 | Cohn; Daniel R. | Integrated plasmatron-turbine system for the production and utilization of hydrogen-rich gas |
US5887554A (en) * | 1996-01-19 | 1999-03-30 | Cohn; Daniel R. | Rapid response plasma fuel converter systems |
US6715452B1 (en) | 2002-11-13 | 2004-04-06 | Arvin Technologies, Inc. | Method and apparatus for shutting down a fuel reformer |
US6851398B2 (en) | 2003-02-13 | 2005-02-08 | Arvin Technologies, Inc. | Method and apparatus for controlling a fuel reformer by use of existing vehicle control signals |
US7021048B2 (en) | 2002-01-25 | 2006-04-04 | Arvin Technologies, Inc. | Combination emission abatement assembly and method of operating the same |
-
1983
- 1983-11-08 DD DD25644783A patent/DD237120A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5852927A (en) * | 1995-08-15 | 1998-12-29 | Cohn; Daniel R. | Integrated plasmatron-turbine system for the production and utilization of hydrogen-rich gas |
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