DE1593705A1

DE1593705A1 - Method and device for cracking gases for synthesis processes

Info

Publication number: DE1593705A1
Application number: DE19661593705
Authority: DE
Inventors: Kemeny George A; Chikara Hirayama
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1965-04-06
Filing date: 1966-04-05
Publication date: 1971-03-25
Also published as: JPS533361B1; GB1138971A; US3389189A

Description

Verfahren und Einrichtung zum Kracken von
Gasen für Synthesep'örzesse.Method and device for cracking
Gases for synthesis processes.

(Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden US-Anmeldung Serial Ko. 446 012 vom 6.4.1965 beansprucht·)(For this application, the priority of the corresponding US application will be used Serial Ko. 446 012 from 6.4.1965 claimed)

Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtung zum Kracken von Gasen für Syntheseprozesse. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung von Azetylen aus Kohlenwasserstoffen, und zwar besonders aus Methan.The invention relates to a method and device for cracking gases for synthesis processes. In particular, the invention relates on the production of acetylene from hydrocarbons, and especially from methane.

Bekannte Verfahren zum Herstellen von Azetjafylen'aus einem vorliegenden Arbeitsgas, beispielsweise Methan, umfassen eine erste
Stufe, in der ein kontinuierlicher Gasstrom aus Methan thermisch gekrackt wird und eine zweite Stufe, in der kontinuierlich ein
kaltes Gas zugegeben wird, bis die Gasraischung eine vorbestimmteKnown methods for the production of Acetjafylen'from an existing working gas, for example methane, include a first
Stage in which a continuous gas stream of methane is thermally cracked and a second stage in which a continuous
cold gas is added until the gas level has reached a predetermined level

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

No/Or 109813/1B24 No / Or 109813 / 1B24

PLA 66/8226PLA 66/8226

Temperatur erreicht, bei der Azethylen im chemischen Gleichgewicht maximal anfällt. Anschließend wird das Gasgemisch auf Temperaturen abgeschreckt bei denen cöß Azeth^lenreaktion "eingefroren" wird.Temperature reached at which acetylene is in chemical equilibrium maximum accrues. The gas mixture is then quenched to temperatures at which the acetylene reaction "frozen" will.

Für die geschilderte Reaktion ist auch bereits die Verwendung von Plasmabrennern vorgeschlagen worden. Man hat insbesondeie an Plasmabrenner mit rotierendem Lichtbogen gedacht. Zu krackende ,höhere Kohlenwasserstoffe werden dabei im Lichtbogen auf über 3500 ⁰K ^ aufgeheizt und dissoziiert. Das aus dem Brenner austretende Gas wird danach bis auf Temperaturen abgekühlt, bei denen die rekombinierenden Gase das gewünschte Endprodukt bilden.The use of plasma torches has also already been proposed for the reaction described. In particular, plasma torches with a rotating arc have been thought of. To be cracked end, higher hydrocarbons are thereby heated in the arc to about 3500 ⁰ K ^ and dissociated. The gas emerging from the burner is then cooled down to temperatures at which the recombining gases form the desired end product.

Gleichgewichtsbetrachtungen für das Reaktionssystem von Wasserstoff und Kohlenstoff bei einem Gesamtdruck von einer Atmosphäre zeigen, daß Azethylen,GpH₂,zwischen 2500 ⁰K und 4200 ⁰K als Rekombinationsprodukt anfällt. Die maximale Konzentration liegt danach bei Temperaturen in der Nähe von 3600 K. Bei einem Druck von 10 Atmosphären liegt die maximale Konzentration von CpHg etwa bei 3800 ⁰K und bei 100 Atmosphären etwa bei 4000 ⁰K. Der maximale Anfall von Azethylen in diesen Temperaturbereichen hängt außer vom Druck noch vom Verhältnis ab, in dem die Kohlenstoffatome zu den Wasserstoffatomen stehen. Der. Anfall an Azethylen liegt in den geschilderten Bereichen bei knapp 10 bis etwa 15 Volumenprozent, wobei die anderen Komponenten in der Hauptaaohe H und H2 sind. Beim Kühlen rekombinieren die Η-Atome zu H₂. Durch Abkühlen des· Mischgasea erhöht sich bei aonat gleichbleibenden Bedingungen dir Azethylenanteil. Wird ala Arbeitagaa Methan, CH^, verwendet, soEquilibrium considerations for the reaction system of hydrogen and carbon at a total pressure of one atmosphere show that acetylene, gph _2, obtained from 2500 K and 4200 ⁰ ⁰ K as recombination. The maximum concentration is thereafter at temperatures in the vicinity of 3600 K. At a pressure of 10 atmospheres, the maximum concentration of CpHg at about 3800 ⁰ K and 100 atmospheres about ⁰ at 4000 K. The maximum accumulation of acetylene in these temperature ranges will depend apart from the pressure, it also depends on the relationship between the carbon atoms and the hydrogen atoms. Of the. The amount of acetylene in the areas described is just under 10 to about 15 percent by volume, with the other components mainly being H and H2. On cooling, the Η atoms recombine to form H ₂ . By cooling the mixed gas, the acetylene content increases if the conditions remain constant. Is used ala Arbeitagaa methane, CH ^, so

- 109813/182|^o/0r - 109813/182 | ^{o / 0r}

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PLA 66/8226PLA 66/8226

liegt die theoretische Azethylenkonzentration des gekühlten Mischgases bei 25$. Azethylen ist jedoch unterhalb von etwa 2500 K thermodynamisch instabil. Beim Kühlen des Mischgases spielen aicfl deshalb spontan chemische Reaktionen ab, bei der neben Polymerisaten ,Kohlenstoff und Wasserstoff anfallen. Die Azethylenausbeute wird dadurch wesentlich schlechter.is the theoretical acetylene concentration of the cooled mixed gas at $ 25. However, acetylene is below about 2500K thermodynamically unstable. When the mixed gas is cooled, aicfl Therefore, chemical reactions spontaneously occur in which, in addition to polymers, carbon and hydrogen are produced. The acetylene yield becomes much worse as a result.

Bei einer bekannten Methode zur Azethylenherstellung mittels Plasmabrenners werden zum Abkühlen des Mischgases bis auf 2000 K im Brennerausgang kalte höhermolekulare Kohlenwasserstoffe der heii3en Ausströmung zugeschlagen. Das Mischgas wird dann anschließend auf 500 ⁰K abgeschreckt. Bei diesen Temperaturen fallt das Azethylen gasförmig an und läßt sich vom Kühlwasser trennen.In a known method for producing acetylene by means of a plasma torch, cold, higher molecular weight hydrocarbons are added to the hot outflow to cool the mixed gas down to 2000 K in the torch outlet. The mixed gas is then subsequently quenched ^{to 500 ° K.} At these temperatures, the acetylene is obtained in gaseous form and can be separated from the cooling water.

Auf eine Einrichtung, die nach dem hier geschilderten bekannten Verfahren arbeitet, bezieht sich das belgische Patent Nr. 604 989. Eine ähnliche Einrichtung betrifft das US-Patent 2 790 838 sowie US-Re 25 218.Belgian Patent No. 604,989 relates to a device which operates according to the known method described here. A similar device relates to U.S. Patent 2,790,838 and U.S. Re 25,218.

Nach dem belgischen Patent 604 989 ist in einer Lichtbogenkammer eine Stabelelektrode koaxial angeordnet, wobei der Lichtbogen zwischen Zylinder und Stab brennt. Um die zylindrische Lichtbogenkammer ist in der Nähe des Lichtbogenpfades eine ringförmige Ankerwicklung angeordnet, deren Feld den Lichtbogen auf einem Ringpfad rotieren laßt. Die zu verarbeitenden Kohlenwasserstoffe durchströmen den Ringspalt zwischen den Elektroden. Zum Kühlen wird ein weiterer Kohlenwasserstoff, beispielsweise Propan durchAccording to Belgian patent 604 989, a rod electrode is arranged coaxially in an arc chamber, with the arc burns between cylinder and rod. Around the cylindrical arc chamber is an annular one near the arc path Arranged armature winding, the field of which allows the arc to rotate on a ring path. The hydrocarbons to be processed flow through the annular gap between the electrodes. Another hydrocarbon, for example propane, is used for cooling

- 3 - No/Or- 3 - No / Or

BAD ORIG.NAL 1 " ö 8 . J / 1 U 2 tBAD ORIG.NAL 1 "ö 8th J / 1 U 2 t

Einlasse in der zylindrischen Elektrode dicht hinter der Lichtbogenzone zugeschlagen. Das Mischgas aus dissoziierten! Methan und aus Propan strömt dann zu einer Abschreckzone, in der das Mischgas bis auf 300 ⁰G im Wasserstrahl abgekühlt wird. Bei der Vorrichtung nach dem genannten belgischen Patent werden die Gase im Plasmabrenner gleichmäßig aufgeheizt.Inlets in the cylindrical electrode slammed close behind the arc zone. The mixed gas from dissociated! Methane and propane then flows to a quenching zone in which the mixed gas is ^{cooled down to 300 0} G in a water jet. In the device according to the aforementioned Belgian patent, the gases in the plasma torch are heated uniformly.

-Allen diesen bisher bekannten Methoden und Vorrichtungen ist gemeinsam, daß die Reaktionszone, in der das gewünschte Gas anfällt,-All these previously known methods and devices have in common, that the reaction zone in which the desired gas occurs,

Fremdgase enthält und^ daß sich die Gasmischung in einer relativ W langen Zeitdauer abspielt.Includes any foreign gases and ^ that the gas mixture takes place in a relatively long period of time W.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren zum Kracken von Gasen für Syntheseprozesse zu verbessern und ohne Fremdgase in der Reaktionszone, in der die Synthese stattfindet, zu arbeiten. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß bei der Synthese von Azethylen aus Kohlenwasserstoffen - insbesondere aus Methan - es für eine gute Ausbeute wesentlich ist, daß die Gase von etwa 36OO -⁰K bis unterhalb 1000 ⁰K in etwa einer ^ Millisekunde abgekühlt werden. Das Abschrecken bis auf 500 ⁰K muß dann innerhalb einer Sekunde erfolgen.The invention is based on the object of improving the known methods for cracking gases for synthesis processes and of working without foreign gases in the reaction zone in which the synthesis takes place. The invention is based on the knowledge that in the synthesis of acetylene from hydrocarbons - in particular from methane - it is essential for a good yield that the gases are cooled from about 3600 - ⁰ K to below 1000 ⁰ K in about one ^ millisecond . The quenching down to 500 ^° K must then take place within one second.

Demzufolge ist nach der Erfindung vorgesehen, daß durch einen periodischen Wechselbetrieb zwischen Brennphase und Totphase mindestens eines Plasmabrenners eine Teilmenge des Arbeitsgases während der Brennphase auf Temperaturen aufgeheizt wird, bei denen thermischesAccordingly, it is provided according to the invention that by a periodic Alternating between burning phase and dead phase of at least one plasma burner a subset of the working gas during the Burning phase is heated to temperatures at which thermal

- 4 - · No/0r- 4 - No / 0r

1098 13/1824 BAD ORIGINAL 1098 13/1824 BAD ORIGINAL

' PLA 66/8226'PLA 66/8226

Kracken eintritt und mit einer weiteren Teilmenge auf relativ kühlem Temperaturniveau aus der Totphase bei solcher Menge vermischt wird, daß sich innerhalb einiger Millisekunden eine Temperatur einstellt, bei der die gewünschten Verbindungen anfallen. Das Mischgas kann dann bis auf Temperaturen abgeschreckt werden, bei denen diese Verbindungen beständig sind. Wesentlich ist, daß durch den Wechselbetrieb starke Turbulenz entsteht, so daß die Reaktionstemperaturen für die Azethylensynthese auch innerhalb einer Millisekunde erreicht werden können.Cracking occurs and with a further subset on relative cool temperature level from the dead phase mixed with such an amount is that within a few milliseconds, a temperature is set at which the desired compounds occur. The mixed gas can then be quenched to temperatures at which these compounds are stable. It is essential that through the alternating operation creates strong turbulence, so that the reaction temperatures for the acetylene synthesis within a millisecond can be achieved.

Insbesonders wird zum Kracken von Methan zum Synthetisieren von Azethylen eine Teilmenge des Arbeitsgases während der Brennphase eines Plasmabrenners auf Temperaturen oberhalb 5000 ⁰K aufgeheizt und das Mischgas anschließend bis auf 500 ⁰K abgeschreckt.In particular, a subset of the working gas during the combustion phase of a plasma torch to temperatures above 5000 K ⁰ is heated to cracking of methane to synthesize acetylene and then quenched, the mixed gas to 500 ⁰ K.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist als Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß ein oder mehrere im Wechselbetrieb brennende Plasmabrenner mit ihren Austrittsöffnungen in eine Mischkammer münden, die am Kammeraus- (( gang eine Ab3chreckzone aufweist.According to one embodiment of the invention is provided as a device for performing the method according to the invention that a or several plasma torches burning alternately with their outlet openings open into a mixing chamber, which is located at the chamber outlet (( gang has a quenching zone.

Insbesondere ist vorgesehen, Paare von Plasmabrennern über entgegengesetzt gepolte Gleichrichter für einen Umsehaltbetrieb an einphasige Wechselspannung anzuschließen. Bei der Einrichtung nach der Erfindung ist auch vorgesehen, daß Paare von Plasmabrennern über vorgespannte Gleichrichter zum Erzielen eines Umschaltbetriebes an einphasige Wechselspannung angeschlossen werden. DieIn particular, it is provided that pairs of plasma torches are opposed across polarized rectifier for a changeover operation to connect single-phase AC voltage. In the device according to the invention it is also provided that pairs of plasma torches can be connected to single-phase alternating voltage via biased rectifiers to achieve switching operation. the

-5- 109813/1824 _No/Or -5- 109813/1824 _{No / Or}

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PLA 66/8226PLA 66/8226

Brennpausen im Umschaltbetrieb können mittels einer Steuereinrichtung dann eingestellt werden. Es ist besonders günstig, die Plasmabrenner eines Paares an der Mischkammer diametral gegenüberliegend anzuordnen. Bei drei Plasmabrennern kann jeder Brenner an einer Phase eines Drehstromnetzes über vorgespannte Gleichrichter angeschlossen werden. Für besonders hohe Leistungen können drei Paare von Plasmabrennern, die aus einem Drehstromnetz gespeist werden, die Mischkammer beschicken.Firing pauses in switching mode can be controlled by means of a control device then be discontinued. It is particularly advantageous for the plasma torches of a pair on the mixing chamber to be diametrically opposite to arrange. With three plasma torches, each torch can be connected to one phase of a three-phase network via preloaded rectifiers be connected. Three pairs of plasma torches, which are fed from a three-phase network, can be used for particularly high outputs load the mixing chamber.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen ,die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, näher erläutert werden.The invention is based on embodiments that are shown in the Drawings are shown schematically, will be explained in more detail.

In Figur 1A ist der Schaltplan eines Plasmabrenners für erindungsgemäßen Betrieb dargestellt.In Figure 1A is the circuit diagram of a plasma torch for inventive Operation shown.

Die Figur 1B zeigt eine Variante zur Ausführung nach Figur 1A, bei der der Lichtbogen in den an Wechselspannung angeschlossenen Plasmabrennern während einer Halbwelle erlischt (Totphase). In Figur 1C ist eine weitere Variante dargestellt, die mit Gleich-" richtern arbeitet, an die eine Vorspannung angelegt ist.FIG. 1B shows a variant of the embodiment according to FIG. 1A, in which the arc in the plasma torches connected to AC voltage is extinguished during a half-wave (dead phase). In Figure 1C, a further variant is shown, which with the same " judges works to which a bias voltage is applied.

Die Figuren 2, 3 und 4 geben Betriebskurven der Einrichtungen der Figuren 1A, 1B bzw. 1C wieder. Die Figur 5 gibt einen für die Einrichtung nach der Erfindung geeigneten Plasmabrenner im Längsschnitt wieder.Figures 2, 3 and 4 give operating curves of the devices of the Figures 1A, 1B and 1C again. Figure 5 gives one for that Device according to the invention suitable plasma torch in longitudinal section again.

In Figur 6 sind mit 6A bis 6F Momentaufnahmen eines an einphasigen Wechselstrom angeschlossenen Plasmabrenners für die Einrichtung nach der Erfindung wiedergegeben.
Die Figur 7 gibt eine erfindungagemäße Einrichtung mit zwei Plaama-In FIG. 6, 6A to 6F show snapshots of a plasma torch connected to a single-phase alternating current for the device according to the invention.
Figure 7 shows a device according to the invention with two plaama-

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

' - ⁶ - 109813/1824 ^No/^Or '- ⁶ - 109813/1824 ^No / ^Or

PLA 66/8226.PLA 66/8226.

brennern .wieder.burners. again.

In Figur 8A ist eine erfindungsgemäße Einrichtung mit einem einzigen Plasmabrenner dargestellt.In Figure 8A is a device according to the invention with a single Plasma torch shown.

In Figur 8B ist eine Variante der Ausführung nach Figur 8A dargestellt. Sie kann mit mehreren. Plasmabrennern arbeiten. In Figur 9A ist. eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung mit 6 Plasmabrennern wiedergegeben.A variant of the embodiment according to FIG. 8A is shown in FIG. 8B. She can work with several. Plasma torches work. In Figure 9A is. another embodiment of the device according to the invention reproduced with 6 plasma torches.

In Figur 9B ist das Schaltschema für eine Einrichtung nach Figur 9A dargestellt.FIG. 9B shows the circuit diagram for a device according to FIG. 9A.

Bei der Einrichtung nach Figur 1A ist mit 210 ein Transformator mit dem Eisenkern 211 und der Sekundärwicklung 212 bezeichnet. Die Primärwicklung ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Sie kann an eine Phase eines Wechselstromnetzes angeschlossen sein. Die Elektroden zweier Plasmabrenner 213 und 214 sind mit 215 und 216 sowie mit 217 und 218 bezeichnet. Die Elektrode 215 des Plasmabrenners 213 ist über die Anschlußleitung 219 mit einem T de der Sekundärwicklung verbunden, während die Elektrode 216 über einen Gleichrichter 221, Leitung 222, Drosselspule 223 und Anschlußleitung 224 mit dem anderen Ausgang der Sekundärwicklung 212 verbunden ist. Die Elektrode 217 des Plasmabrenners 214 ist mit der Anschlußleitung 219 verbunden, während die Elektrode 218 über den Gleichrichter 226 mit der Anschlußleitung 222 verbunden ist. Wesentlich ist, daß die Gleichrichter 221 und 226 entgegengesetzt gepolt sind, so daß in einer Halbwelle der Lichtbogen zwischen den Elektroden 215 und 216 brennt (Brennphase). In der nächsten Halbwelle brennt der Lichtbogen zwischen den Elektroden 217 undIn the device according to FIG. 1A, a transformer with the iron core 211 and the secondary winding 212 is designated by 210. The primary winding is not shown for the sake of simplicity. It can be connected to one phase of an alternating current network. The electrodes of two plasma torches 213 and 214 are labeled 215 and 216 as well as 217 and 218. The electrode 215 of the plasma torch 213 is connected to a T de of the secondary winding via the connecting line 219, while the electrode 216 is connected to the other output of the secondary winding 212 via a rectifier 221, line 222, choke coil 223 and connecting line 224. The electrode 217 of the plasma torch 214 is connected to the connecting line 219, while the electrode 218 is connected to the connecting line 222 via the rectifier 226. It is essential that the rectifiers 221 and 226 are polarized in opposite directions so that the arc between the electrodes 215 and 216 burns in a half-wave (burning phase). In the next half-wave the arc burns between electrodes 217 and

_₇_ 1088 12/1824 _Ho/Or _ ₇ _ 1088 12/1824 _{Ho / Or}

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PLA 66/8226PLA 66/8226

159370b159370b

218. Das ist die Brennphase de-s Plasmabrenners 214- Wenn der Gleichrichter 221 oder der Gleichrichter 226 sperrt, befindet sich der Plasmabrenner 213 bzw. 214 in der Totphase. Der Lichtbogen ist dann erloschen. Auch in der Totp.hase durchströmt das Arbeitsgas den jeweiligen Plasmabrenner weiter. Dadurch gelangt eine kalte Teilmenge des Arbeitsgases in die mit den Plasmabrennern verbunden zu denkende Mischkammer.218. That is the burning phase of the plasma torch 214- When the Rectifier 221 or rectifier 226 blocks, plasma torch 213 or 214 is in the dead phase. The arc is then extinguished. The working gas continues to flow through the respective plasma torch even in the dead phase. This arrives a cold portion of the working gas into the plasma torch connected to thinking mixing chamber.

Die Kurven der Figuren 2, 3 und 4 gelten für den Betrieb eines Plasmabrenners, der an einphasige Wechselspannung angeschlossen ist und ohne Gleichrichter arbeitet. Eine solche Einrichtung ist in Figur 8A dargestellt. Die Stromstärke des Lichtbogens hat dann etwa sinusförmigen Verlauf und die Lichtbogenspannung verläuft etwa mit dem Strom quadratisch. Der zeitliche Verlauf der Lichtbogenleistung folgt dann etwa überhöhten Sinushalbwellen. In Figur 2 ist idealisiert für Wechselstrom von 60 Hz die Lichtbogenleistung abgetragen. In einer Sekunde folgen dann also 120 Maxima aufeinander. The curves in FIGS. 2, 3 and 4 apply to the operation of a plasma torch which is connected to single-phase alternating voltage and works without a rectifier. Such a device is shown in Figure 8A. The current strength of the arc then has approximately sinusoidal curve and the arc voltage runs approximately square with the current. The time course of the arc power then follows approximately excessive sine half waves. In FIG. 2, the arc power is idealized for an alternating current of 60 Hz worn away. In one second, 120 maxima then follow one another.

Wird der Plasmabrenner von einem Kohlenwasserstoffgas, beispielsweise Methan, kontinuierlich durchströmt, so folgen heiße und kalte Teilmengen des Arbeitsgases dicht aufeinander. Das gilt, solange die Verweilzeit des Arbeitsga3es im Plasmabrenner mit der Periodendauer der Wechselspannung vergleichbar ist.If the plasma torch is powered by a hydrocarbon gas, for example Methane flows through continuously, so hot and cold partial quantities of the working gas follow one another closely. That applies as long as the dwell time of the working gas in the plasma torch is comparable to the period of the alternating voltage.

In Figur 6, sind in Abbildungen 6A bis 6F Momentaufnahmen der Plasmaflammen eines mit 60 Hz betriebenen Plasmabrenners wiedergegeben. Der Zeitabstand zwischen den einzelnen Abbildungen be-In FIG. 6, snapshots of the plasma flames of a plasma burner operated at 60 Hz are reproduced in FIGS. 6A to 6F. The time interval between the individual images is

10 8 8 13/1824 - ^ö * BAD ORIGINAL ^Nü/°^r 10 8 8 13/1824 - ^ö * BAD ORIGINAL ^Nü / ° ^r

PLA 66/8226PLA 66/8226

trägt etwa 1/4 sec. und die Belichtungszeit kann man mit 1/500 see. annehmen. Die Flamme nach Abbildung 6A tritt in der Nähe des Maximums der Leistungskurve auf, während die Abbildung 6B eine Flamme bei kleinerer Lichtbogenleistung wiedergibt. Die Flamme der Abbildung nach 60 tritt in der Nähe des Nulldurchgangs der Lichtbogenleistung auf. Ein Bild nach 6D ergibt sich für eine mittlere Lichtbogenleistung zwischen Maximum und Minimum. In Abbildung 6E ist eine Flamme für kleinere Leistung als bei 6D wiedergegeben. Bei der Abbildung nach 6F hat die Leistung ihr * Maximum erreicht.carries about 1/4 sec. and the exposure time can be 1/500 see. accept. The flame according to Figure 6A occurs near the maximum of the power curve, while Figure 6B is a Reproduces the flame at a lower arc power. The flame 60 occurs near the zero crossing of the arc power. An image according to FIG. 6D results for one Average arc power between maximum and minimum. In Figure 6E there is a flame for less power than 6D reproduced. In the illustration according to 6F, the power has reached its * maximum.

Durch die* zeitlich dichte Folge heißer und kalter Teilmengen des Arbeitsgases kann durch turbulente Mischung innerhalb einer Millisekunde das Temperaturniveau erreicht werden, bei dem die gewünschten Verbindungen anfallen. Nimmt man bei einem Plasmabrenner mit der Leistungskurve nach Figur 2 an,, daß das Arbeitsgas näherungs'weise konstante spezifische Wärme aufweist und daß der Strömungsdurchsatz etwa konstant ist, dann kann auf der Nullinie μ der Leistungskurve nach Figur 2 die Eintrittstemperatur, D., des Arbeitsgases angeschrieben werden. Das Kurvenmaximum ist dann ein Maß für die höchste Temperatur, D , der heißen Teilmenge. Die Temperatur der Gasmischung ergibt sich dann nachDue to the * chronologically dense sequence of hot and cold partial quantities of the working gas, the temperature level at which the desired compounds occur can be reached within a millisecond through turbulent mixing. Assuming with a plasma torch with the power curve of Figure 2 ,, that the working gas näherungs'weise constant specific heat, and in that the flow rate is approximately constant, then on the zero line μ of the power curve of Figure 2, the inlet temperature, D., of Working gas are written. The curve maximum is then a measure of the highest temperature, D, of the hot subset. The temperature of the gas mixture then results from

T₁ + (T_p-T) 2/ .T ₁ + (T _p -T) 2 / .

Bei einem Kurvenverlauf nach Figur 2 liegt die Temperatur de3 ?iischgase3 etwa 40$ unter der Maximaltemperatur der heißen Teilmenge. In a curve according to FIG. 2, the temperature is de3 ? iischgase3 about $ 40 below the maximum temperature of the hot subset.

BAD QFUG'NAL.BAD QFUG'NAL.

- <i - 1098 13/132 A ^No/Or - <i - 1098 13/132 A ^{No / Or}

PLA 66/8226PLA 66/8226

M)M) 1 b 9 3 7 Ü b1 b 9 3 7 o b

Der Kurvenverlauf nach Figur 2 gibt auch den Verlauf der Gesamtleistung zweier Plasmabrenner bei einer Gleichrichteranordnung nach Figur 1A wieder.The course of the curve according to FIG. 2 also gives the course of the total power two plasma torches with a rectifier arrangement according to Figure 1A again.

Eine Einrichtung nach Figur "IC arbeitet mit Gleichrichtern 236 und 238, an die eine solche Vorspannung angelegt ist, daß zwischen den Elektroden 215 und 216 der Lichtbogen in einer Halbwelle der Wechselspannung und zwischen den Elektroden 217 und 218 in der darauffolgenden Halbwelle brennt. Zwischen den Brennphasen beider Plasmabrenner kann eine Verzögerung vorgesehen werden,, so daß sich - über die gesamte Anlage gesehen - Pausen ergeben, in denen kein Lichtbogen brennt. Über die gesamte Anlage gesehen führt das zu einem Leistungsverlauf nach Figur 3. Die Brennphaaen im Umschaltbetrieb lassen sich durch geeignete Vorspannungen an den Gleichrichtern 236 und 238 einstellen. Dazu kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, mit der man auch einen weiteren Einfluß auf die Temperatur des Mischgases erreicht.A device according to Figure "IC operates with rectifiers 236 and 238, to which such a bias voltage is applied that between the electrodes 215 and 216 the arc in a half-wave of the AC voltage and burns between electrodes 217 and 218 in the subsequent half-wave. Between the burning phases of both Plasma torch can be provided with a delay, so that - Viewed over the entire system - there are pauses in which no arc is burning. Viewed over the entire system, this leads to a performance curve according to FIG. 3. The combustion phases in switching operation can be set by applying suitable bias voltages to rectifiers 236 and 238. A control device can do this be provided with which one also achieves a further influence on the temperature of the mixed gas.

In Figur 8A ist eine weitere Einrichtung nach der Erfindung wiedergegeben. Der Plasmabrenner 242 mit den Elektroden 240 und 241 wird durch einphasige Wechselspannung gespeist. Der Plasmabrenner hat einen Einlaß 243 für Arbeitsgas und einen Auslaß 244, durch den die Mischgase in die Mischkammer 249 geleitet werden. In der Mischkammer ist eine Kühlbarriere 246, die beispielsweise wassergekühlt sein kann, angeordnet. Das Kühlmittel wird über Anschlüsse 247 und 248 geleitet, die durch die Wand 249 der Mischkammer durchgeführt sind. Die Kühlbarriere 246 ist dicht hinter der AustrittsöffnungAnother device according to the invention is shown in FIG. 8A. The plasma torch 242 with the electrodes 240 and 241 is fed by single-phase alternating voltage. The plasma torch has an inlet 243 for working gas and an outlet 244 through which the mixed gases are passed into the mixing chamber 249. In the mixing chamber a cooling barrier 246, which can for example be water-cooled, is arranged. The coolant is supplied via connections 247 and 248 passed through the wall 249 of the mixing chamber. The cooling barrier 246 is close behind the exit opening

' BAD ORIGINAL'BAD ORIGINAL

- ¹⁰ - 109813/1824 ^No/Or - ¹⁰ - 109813/1824 ^{No / Or}

PLA 66/8226PLA 66/8226

1 b 9 3 7 U b1 b 9 3 7 U b

250 des Plasmabrenners angeordnet. Der Kammerausgang 251 ist als Abschreckzone ausgebildet, in der Wassersprühdüsen 253 angeordnet sind. Der Kopf mit den Sprürdüsen 253 befindet sich auf einer axialen Zuleitung 252 für Kühlmittel wie Wasser. Mit 254 ist abgesprühtes Kühlmittel bezeichnet. Die Gase werden dadurch unterhalb 1000 ⁰K, vorzugsweise auf 500 ⁰It, abgeschreckt. Die Endtemperatur des Mischgases kann durch Wahl der Temperatur und der versprühten Menge des Kühlmittels im Sinne der Erfindung beeinflußt werden. Es ist besonders vorteilhaft, die Zuleitung 251 axial beweglich auszuführen, um den Düsenkopf 253 im Kammerausgang nach optimalen Betriebsbedingungen einstellen zu können. Zweckmäßigerweise werden die Sprühdüsen so angeordnet, daß kein Kühlwasser in die Mischkammer 245 gelangt.250 of the plasma torch arranged. The chamber outlet 251 is designed as a quenching zone in which water spray nozzles 253 are arranged. The head with the spray nozzles 253 is located on an axial feed line 252 for coolants such as water. With 254 sprayed coolant is designated. The gases are ^{quenched below 1000 °} K, preferably to 500 ^° It. The final temperature of the mixed gas can be influenced within the meaning of the invention by choosing the temperature and the sprayed amount of the coolant. It is particularly advantageous to make the supply line 251 axially movable in order to be able to adjust the nozzle head 253 in the chamber outlet according to optimal operating conditions. The spray nozzles are expediently arranged in such a way that no cooling water gets into the mixing chamber 245.

Wenn die Einrichtung nach Figur 8A mit Methan als Arbeitsgas betrieben werden soll, ist dieses über den Einlaß 243 zuzuführen. Der Plasmabrenner 242 liefert abwechselnd heiße und kalte Zonen an Teilmengen des Gases. Bei entsprechender Auslegung de Plasmabrenners 242 wird Methan bei Temperaturen oberhalb 3500 ⁰K in Kohlenstoff- und Wasserstoffatome sowie in Moleküle und Radikale der Konstitutionsformeln CH, CH_? und CKL dissoziiert. Die Kühlbarriere 246 unterstützt die turbulente Mischung in der Mischkammer 245 der heißen un,d kalten Teilmengen. Die heiße Teilmenge wird dadurch spontan bis auf Temperaturen des Mischgases, die bei 2500 ⁰K bis 4200 ⁰K - vorzugsweise bei 36ΟΟ ⁰K - liegen sollen, abgekühlt. Der zugehörige Druck liegt bei etwa einer Atmosphäre. Azethylen fällt dabei im geschilderten Temperaturbereich als stabiles Rekombinationsprodukt mit einer maximalen Ausbeute bei 3600 ⁰KIf the device according to FIG. 8A is to be operated with methane as the working gas, this is to be supplied via inlet 243. The plasma torch 242 supplies alternately hot and cold zones to subsets of the gas. With appropriate design de plasma torch 242 methane at temperatures above 3500 ⁰ K in carbon and hydrogen atoms as well as molecules and radicals of the constitutional formulas CH, _CH? and CKL dissociated. The cooling barrier 246 supports the turbulent mixing in the mixing chamber 245 of the hot and cold subsets. The hot subset thereby to temperatures of the mixed gas that at 2500 K to 4200 ⁰ ⁰ K spontaneous - preferably at 36ΟΟ ⁰ K - are intended to be cooled. The associated pressure is around one atmosphere. Acetylene falls in this described temperature range as a stable recombination product with a maximum yield at 3600 ⁰ K

109813/1824109813/1824

- 11 - No/0r- 11 - No / 0r

ORJGi_NAL ORJGi _NAL

PLA 66/8226PLA 66/8226

1S9370S1S9370S

an. Durch die beschriebene Strömungsführung wird das Mischgäs auf 500 ⁰K mittels der Wassersprühdüsen 253 abgeschreckt. Es ist darauf zu achten, daß das Kühlwasser nicht in Gase auf Temperaturen oberhalb 25OO ⁰K gesprüht wird, um ein Abspalten von Sauerstoff zu vermeiden, der die Azethylenausbeute verringern würde. Beim Auslegen des Plasmabrenners ist darauf zu achten, daß die Temperatur in den heißen Teilmengen des Arbeitsgases oberhalb der Temperatur liegt, bei der das zu verarbeitende Gas dissoziiert. Um ein sicheres und ruhiges Brennen des Lichtbogens und ausreichende Sicherheit beim Wiederzünden nach den Totphasen zu erreichen, ist es günstig, den Plasmabrenner so auszulegen, daß die maximale Temperatur bei 500C ⁰K liegen. In der Praxis stellte sich bei 2 Megawatt elektrischer Lichtbogenleistung stabiler Betriebszustand ein.at. The described flow guide the Mischgäs at 500 ⁰ K is quenched by means of water spray nozzles 253rd It is important to ensure that the cooling water is not sprayed into the gases to temperatures above 25OO ⁰ K, a cleaving to avoid oxygen, which would reduce the Azethylenausbeute. When designing the plasma torch, care must be taken that the temperature in the hot partial quantities of the working gas is above the temperature at which the gas to be processed dissociates. In order to achieve a safe and quiet burning of the arc and sufficient safety when re-igniting after the dead phases, it is advantageous to design the plasma torch so that the maximum temperature is 500C ⁰ K. In practice, the operating state was stable at 2 megawatts of electrical arc power.

Die Temperatur der heißen Teilmengen des Arbeitsgases hängt vom Gasdurchsatz durch den Plasmabrenner ab. Bei geringerem Gasdurchsatz steigt die Gastemperatur an. Mit sinkendem Gasdurchsatz sinkt jedoch auch die Strömungsgeschwindigkeit des Gases, für die die untere Grenze dadurch festgelegt ist, daß das Mischgas innerhalb einer Millisekunde bis unterhalb 1000 K abgekühlt werden soll.Die Strömungsgeschwindigkeit hängt im übrigen noch von den bekannten Prinzipien der Aerodynamik ab.The temperature of the hot partial quantities of the working gas depends on the gas throughput through the plasma torch. With lower gas throughput the gas temperature rises. With decreasing gas throughput, however, the flow velocity of the gas also decreases for the the lower limit is determined by the fact that the mixed gas is cooled to below 1000 K within one millisecond The flow velocity also depends on the known principles of aerodynamics.

Grundsätzlich ist es weiterhin vorteilhaft, den Düsenkopf 253 so dicht wie möglich hinter der Mischkammer anzuordnen, um die chemische Reaktionszeit für Nebenprodukte zu verkürzen.In principle, it is also advantageous to arrange the nozzle head 253 as close as possible behind the mixing chamber in order to avoid the chemical Shorten reaction time for by-products.

Tn Figur ÜB hat man sich außer dem dargestellten PlasmabrennerTn Figure ÜB one has in addition to the plasma torch shown

BAD ORIGINAL _₁₂_ -109813/1824 _No/Or BAD ORIGINAL _ ₁₂ _ -109813/1824 _{No / Or}

PLA 66/8226PLA 66/8226

159370b159370b

242 mit dem Einlaß 243 und dem Auslaß 244 zwei weitere Plasmabrenner vorzustellen, die in die Mischkammer 254' münden. Alle drei Plasmabrenner können durch eine gemeinsame, einphasige Wechsel-242 with the inlet 243 and the outlet 244 two further plasma torches imagine, which open into the mixing chamber 254 '. All three plasma torches can be operated by a common, single-phase alternating

spannung synchron betrieben werden. Die Mischkammer 245 verjüngtvoltage can be operated synchronously. The mixing chamber 245 is tapered

sich zum Kammerausgang 251 , in dessen Abschreckzone weder ein Düsensprühkopf 253 angeordnet ist. Die abgeschreckten Mischgase werden nach oben über einen Auslaß 261 abgeleitet und das Kühlwasser fließt über ein am Boden eingesetztes Ableitungsrohr 262 ab.to the chamber exit 251, in its quenching zone neither a Nozzle spray head 253 is arranged. The quenched mixed gases are discharged upward via an outlet 261 and the cooling water drains through a drain pipe 262 inserted at the bottom.

Die Einrichtung nach Figur 7 arbeitet nach den Prinzipien, wie sie im Zusammenhang mit den Figuren 1A und 2A erläutert wurden. Der Plasmabrenner 213 weist Elektroden 215 und 216, sowie einen Einlaß 264 für Methan und einen Auslaß 265 für Mischgas auf, das in die Mischkammer 266 geleitet wird. Der Plasmabrenner 214 weist die Elektroden 217 und 218 auf, sowie einen Einlaß 267 für Methan und einen Auslaß 268 für Mischgas, das wieder in die Mischkammer mündet. Die Mischkammer 266 weist einen düsenförmigen Kammerausgang nach Art von Beschleunigungsdüsen auf. Im Kammerausgang sind * wieder ein Düsenkopf, hier mit 271 bezeichnet, auf einem Zuleitungsrohr 269, in dem ein Ventil 270 eingebaut ist, koaxial angeordnet. Zuleitungsrohr und Düsenkopf können wieder axial verstellt werden. Das Plasmabrennerpaar mit den Brennern 213 und 214 kann mit einer einphasigen Wechselspannungsquelle über entgegengesetzt gepolte Gleichrichter 221 und 226 angeschlossen sein. Dann entlädt der Plasmabrenner 213 beispielsweise eine heiße Teilmenge des Arbeitsgasea in die Mischkammer 266,während der Plasmabrenner 214 gerade eine kalte Teilmenge entlädt. Zwischen den Elektroden 217 undThe device according to FIG. 7 operates according to the principles as explained in connection with FIGS. 1A and 2A. The plasma torch 213 has electrodes 215 and 216, as well as an inlet 264 for methane and an outlet 265 for mixed gas which is passed into the mixing chamber 266. The plasma torch 214 has the electrodes 217 and 218, as well as an inlet 267 for methane and an outlet 268 for mixed gas, which again opens into the mixing chamber. The mixing chamber 266 has a nozzle-shaped chamber outlet in the manner of acceleration nozzles. Are in the chamber exit * again, a nozzle head, here designated by 271, on a supply pipe 269, in which a valve is installed 270, arranged coaxially. The supply pipe and nozzle head can be adjusted axially again. The pair of plasma torches with torches 213 and 214 can be connected to a single-phase AC voltage source via rectifiers 221 and 226 of opposite polarity. The plasma torch 213 then discharges, for example, a hot partial amount of the working gas a into the mixing chamber 266, while the plasma torch 214 is just discharging a cold partial amount. Between electrodes 217 and

BAD ORIGINAL - 13 - 1 090 1 3/.1824 No/orBAD ORIGINAL - 13 - 1 090 1 3 / .1824 No / or

PXA 66/8226PXA 66/8226

159370b159370b

brennt dann kein Lichtbogen; der Plasmabrenner 214 befindet sich in Totphase. Die Mischkammer 266 ist so auszulegen, daß sich die heiße Teilmenge des Arbeitsgases rasch abkühlt. Über den Gasdurchsatz und die Strömungsgeschwindigkeit in den Plasmabrennern und unter Berücksichtigung der Netzfreq.uenz der Plasmabrennerstromversorgung, lassen sich durch die Auslegung der Mischkammer 266 optimale Reaktionsbedingungen schaffen. Die heißen Teilmengen des Arbeitsgases, die während der Brennphasen der Plasmabrenner 213 und 214 aufgeheizt werden, können Temperaturen oberhalb 5000 K aufweisen, bei denen Methan thermisch gekrackt wird. In der Mischkammer 266 wird die Temperatur der Mischgase zwischen 2500 K und 4200 ⁰K - vorzugsweise bei 3600 °K - eingestellt. Ein Düsenkopf 271 sorgt wieder für das Abschrecken der Mischgase.then no arc burns; the plasma torch 214 is in the dead phase. The mixing chamber 266 is to be designed in such a way that the hot partial quantity of the working gas cools down quickly. Through the design of the mixing chamber 266, optimal reaction conditions can be created via the gas throughput and the flow rate in the plasma torches and taking into account the mains frequency of the plasma torch power supply. The hot partial quantities of the working gas that are heated during the combustion phases of the plasma torches 213 and 214 can have temperatures above 5000 K, at which methane is thermally cracked. In the mixing chamber 266, the temperature of the mixed gases between 2500 K and 4200 K is ⁰ - preferably at 3600 ° K - adjusted. A nozzle head 271 again ensures that the mixed gases are quenched.

Die beiden Plasmabrenner 213 und 214 können an der Mischkammer 266 besonders vorteilhaft so angeordnet sein, daß die Plasmabrennerauslässe 265 und 268 diametral gegenüberliegend münden .The two plasma torches 213 and 214 can particularly advantageously be arranged on the mixing chamber 266 in such a way that the plasma torch outlets 265 and 268 open diametrically opposite.

In Figur 5 ist ein Plasmabrenner im Längsschnitt wiedergegeben, der sich als Plasmabrenner 242 in den Figuren 8A und 8B oder als Brenner 213 und 214 in Figur 7 sowie ala Plasmabrenner 301, 302, 303, 304, 305 und 306 in Figur 9A eignet. Für die besondere Ausführung nach Figur 5 wird im Rahmen der Erfindung kein Schutz begehrt. Diese Ausführungsform ist Gegenstand des Patentes In Figure 5, a plasma torch is shown in longitudinal section, which is shown as a plasma torch 242 in Figures 8A and 8B or as Torches 213 and 214 in Figure 7 as well as plasma torches 301, 302, 303, 304, 305 and 306 in Figure 9A. For the special execution According to FIG. 5, no protection is sought within the scope of the invention. This embodiment is the subject of the patent

(Anmeldung W 38 684 VIIId/21h (PLA 65/8222))der gleichen Erfinder.(Application W 38 684 VIIId / 21h (PLA 65/8222)) by the same inventors.

Die Auslaßdüse des Plasmabrenners nach Figur 5 ist verhältnismäßig weit und läßt die Gase aus der Lichtbogenkammer 34'nahezu ungehindert in die Mischkammer abströmen.The outlet nozzle of the plasma torch of Figure 5 is proportionate wide and leaves the gases from the arc chamber 34 'almost unimpeded flow into the mixing chamber.

BAD ORIGINAL 1098 13/1 824BATH ORIGINAL 1098 13/1 824

- 14 - No/Or- 14 - No / Or

PLA 66/8226PLA 66/8226

In Figur 5 sind Zylinderelektrocten der Lichtbogenkammer mit 11 und 12 -bezeichnet» Die Zylinderelektroden sind durch einen ringseheibenförmigen Gasverteiler 12 gegeneinander distanziert. Die Gasverteilerringscheibe besteht im wesentlichen aus zwei Baueinheiten,:.; die aus unterschiedlichem Material gefertigt sein können. Der innenliegende Ringkopf 14 kann aus Kupfer bestehen und einen ringförmigen Kühlkanal 15 enthalten. Als Kühlmittel kann Wasser dienen. Der Kühlkanal 1'5 ist mit Einlaß- und Auslaßrohren versehen zu denken. In Figur b ist lediglich das Einlaßrohr 16 dargestellt Der Ringkopf 14- wirkt als Hitzeschild. Der äußere Teil 17 der Gasverteilerringscheibe 13 kann aus einem anderen Material, wie beispielsweise Stahl, gefertigt sein. Er enthält eine Vielzahl von Verteilerkanälen. Die Seitenwände der Gasverteilerringscheibe 13 sind gegen die benachbarten Elektroden 11 und 12 durch Isolierringe 21 und 22 elektrisch isoliert.In FIG. 5, cylinder electrodes of the arc chamber are denoted by 11 and 12. The cylinder electrodes are spaced apart from one another by a gas distributor 12 in the form of a ring disk. The gas distribution ring disk essentially consists of two structural units:.; which can be made of different materials. The inner ring head 14 can consist of copper and contain an annular cooling channel 15. Water can serve as a coolant. The cooling channel 1'5 is to be thought of as being provided with inlet and outlet pipes. In Figure b , only the inlet pipe 16 is shown. The ring head 14 acts as a heat shield. The outer part 17 of the gas distribution ring disk 13 can be made of a different material, such as steel. It contains a large number of distribution channels. The side walls of the gas distribution ring disk 13 are electrically insulated from the adjacent electrodes 11 and 12 by insulating rings 21 and 22.

In der anderen Schnittfläche des Ringes 17 ist ein radialer Einlaß 24- für Arbeitsgas dargestellt. Hinter dem Ringkopf 14 ist ein Ringverteilerkanal 25 mit seitlichen Öffnungen oder Schlitzen 29 und 30 angeordnet. Der Ringverteiler 25 ist mit der Bohrung 24 verbunden. Das Arbeitsgas strömt dann über die Spalte zwischen der. Gasverteilerringscheibe gleichmäßig verteilt in die Lichtbogenkammer. Das Arbeitsgas wird also über eine Vielzahl am Umfang der Lichtbogenkammer gleichmäßig verteilter Zuführungsstellen eingeleitet. Das Arbeitagas kann in der Gasverteilerringscheibe auch über zwei halbkreisförmige Verteilungaleitungen zugeführt werden.In the other cut surface of the ring 17 is a radial inlet 24- shown for working gas. Behind the ring head 14 is a ring distribution channel 25 with lateral openings or slots 29 and 30 arranged. The ring distributor 25 is connected to the bore 24. The working gas then flows through the gap between the. Gas distribution ring washer evenly distributed in the arc chamber. The working gas is therefore over a large number at the scope of the Arc chamber of evenly distributed feed points initiated. The working gas can also be in the gas distributor ring disc are supplied via two semicircular distribution lines.

Vor dem inneren Rand der Isolierringe 21 und 22 sind isolierendeIn front of the inner edge of the insulating rings 21 and 22 are insulating

1 0 S S 1 :7 1 8 2 41 0 S S 1: 7 1 8 2 4

- 15 - No/Or- 15 - No / Or

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PLA 66/8226PLA 66/8226

159 3 70b159 3 70b

Dichtungsringe 27 und 28 angeordnet. Die Dichtungsringe können außerdem durch Isolierringe 113 und 114 gegen Strahlungswärme geschützt sein. Sie können aus Keramik oder aus einem anderen Isolierstoff gefertigt sein.Sealing rings 27 and 28 arranged. The sealing rings can also be protected against radiant heat by insulating rings 113 and 114 be. They can be made of ceramic or some other insulating material.

Die Zylinderelektrode 11 der Lichtbogenkammer besteht aus zwei Teilen. Der äußere Teil 31 kann beispielsweise aus Stahl und der innere Elektrodenteil 32 aus Kupfer gefertigt sein. Das KupferteilThe cylinder electrode 11 of the arc chamber consists of two parts. The outer part 31 can, for example, made of steel and the inner electrode part 32 be made of copper. The copper part

32 hat an der Oberfläche "zur Lichtbogenkammer 34 eine dünne Wand32 has a thin wall on the surface "to the arc chamber 34"

33 die mit dem Teil 32 einen im wesentlichen zylindrischen Kühlspalt 35 einschließt. Die Wand 33 ist gleichzeitig die Wand der Lichtbogenkammer. Der Kühlspalt 35 wird über den Ringverteiler 37 und die Zuführung 38 mit Kühlwasser gespeist, das über den Ringsammler 36 und die Abführung 39 abgeleitet wird. Zwischen dem äußeren Elektrodenteil 3I und dem inneren Teil 32 sind Dichtungsringe 41 , 42, 43 und 44 angeordnet. In einer ringförmigen Aussparung 45 im Elektrodenteil 32 ist eine Feldringspule 46 untergebracht. Amiineren Ende der Elektrodenabrundung der Wand 33 liegt ein Rücken 48. Der Rücken 48 verdeckt den Isolierring 113 gegen direkte Wärmestrahlung vom Lichtbogen 49 in der Lichtbogenkammer 34 und gegen Strahlung des aufgeheizten Gases in der Umgebung des Lichtbogens 49. Die Innenwände der zylindrischen Elektrode haben eine Abrundung 15» die dem Verlauf des magnetischen Feldes in diesem Bereich entspricht.33 which, with part 32, has a substantially cylindrical cooling gap 35 includes. The wall 33 is also the wall of the arc chamber. The cooling gap 35 is via the ring distributor 37 and the feed 38 is fed with cooling water, which is via the ring collector 36 and the discharge 39 is derived. There are sealing rings between the outer electrode part 3I and the inner part 32 41, 42, 43 and 44 arranged. A field ring coil 46 is accommodated in an annular recess 45 in the electrode part 32. At the end of the electrode rounding of the wall 33 is a back 48. The back 48 covers the insulating ring 113 from direct Thermal radiation from the arc 49 in the arc chamber 34 and against radiation of the heated gas in the vicinity of the arc 49. The inner walls of the cylindrical electrode have a Rounding 15 »the course of the magnetic field in this Area corresponds.

Zur abgerundeten Stirnseite der zylindrischen Elektrode 11 benachbart ist eine spiegelbildlich ausgebildete zylindrische Elektrode 12 angeordnet. Die zylindrische Elektrode 12 hat einen äußeren TeilAdjacent to the rounded end face of the cylindrical electrode 11 a mirror-inverted cylindrical electrode 12 is arranged. The cylindrical electrode 12 has an outer part

1 0 9 S ί G' / 1 8 2 A - ^{1 b} - BAD ORIGINAL ^{No /Or} 1 0 9 S ί G '/ 1 8 2 A - ^{1 b} - BAD ORIGINAL ^{No / Or}

PLA 66/8226PLA 66/8226

51 und einen inneren Teil 52 mit einer dünnen Wand 53. Hinter der Wand 53 verläuft ein im wesentlichen zylindrischer Kühlkanal 55. Der Kühlspalt wird über einen Ringverteiler 56 und eine Zuführung 58 mit Kühlmittel versorgt, daß über einen Sammler 57 und den Auslaß 59 abfließt. Dichtungsringe 61, 62, 63 und 64 verhindern ein Auslaufen des Kühlmittels. In der Aussparung 65 ist außerdem wieder eine Feldringspule untergebracht, die hier mit 66 bezeichnet ist. Die Innenwand 53 der zylindrischen Elektrode hat wieder einen ringförmig verlaufenden Rücken, der hier mit 68 bezeichnet ist. Er dient zur Abdeckung des Isolierringes 114 und des Dichtungsringes 28. Die zylindrische Elektrode hat wieder einen abgerundeten Bereich 60, der in seinen Verlauf dem des Magnetfeldes der Feldspule 66 an dieser Stelle entspricht.51 and an inner part 52 with a thin wall 53. Behind the wall 53 runs a substantially cylindrical cooling channel 55. The cooling gap is supplied with coolant via a ring distributor 56 and a feed 58, that via a collector 57 and the outlet 59 drains. Sealing rings 61, 62, 63 and 64 prevent the coolant from leaking out. In the recess 65 is also again housed a field ring coil, which is denoted by 66 here. The inner wall 53 of the cylindrical electrode again has one ring-shaped back, which is denoted here by 68. It serves to cover the insulating ring 114 and the sealing ring 28. The cylindrical electrode again has a rounded area 60 which, in its course, corresponds to that of the magnetic field of the field coil 66 corresponds at this point.

Die Feldspulen 46 und 66 sind so zu erregen, daß ihre Felder im Mittelbereich zwischen den Feldspulen gleichgerichtet sind. Im diskusförmig erweiteten Bereich der Lichtbogenkammer 34 verlaufen die magnetischen Feldlinien dann in der Mitte radial,und an den Seiten ist der Feldverlauf den Abrundungen 50 und 60 angepaßt. Das Magnetfeld verläuft dann auf der ganzen Lichtbogenatrecke senkrecht zum Lichtbogen 49. Werden die Feldspulen 46 und 66 30 erregt - beispielsweise mit Gleichstrom - so entsteht dann ein Magnetfeld, das den Lichtbogen über die als Wand der Lichtbogenkammer dienenden Elektroden mit hoher Geschwindigkeit rotieren läßt.The field coils 46 and 66 are to be excited so that their fields in Central area between the field coils are rectified. Run in the area of the arc chamber 34 that is widened in the shape of a disc the magnetic field lines then radially in the center, and at the On the sides, the course of the field is adapted to the roundings 50 and 60. The magnetic field then runs vertically over the entire arc section to the arc 49. If the field coils 46 and 66 30 are excited - for example with direct current - this then creates a magnetic field that pushes the arc over the wall of the arc chamber Rotating electrodes at high speed.

Die Zylinderelektroden zwischen»denen der Lichtbogen 49 brennt, sind gegeneinander durch die Isolierringe 21 und 22 elektrisch isoliert. Gegen die übrigen Bauteile der Lichtbogenkammer 34 sindThe cylinder electrodes between which the arc 49 burns, are electrically isolated from one another by the insulating rings 21 and 22. Against the other components of the arc chamber 34 are

109813/1824' - 17 - No/Or 109813/1824 ' - 17 - No / Or

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PLA 66/8226PLA 66/8226

die Zylinderelektroden durch Isolierringe 72 und 73 isoliert. Ein Verschlußstopfen, dertdie lichtbogenkammer an einer Seite abschließt, ist mit 70 bezeichnet. An der anderen Kammerseite ist eine mit 71 bezeichnete Düse angeordnet. Die Elektrodenanschlüsse sind mit 111 und 112 angegeben.the cylinder electrodes are insulated by insulating rings 72 and 73. A closure stopper which t is the arc chamber terminating at one side, is designated by the 70th A nozzle labeled 71 is arranged on the other side of the chamber. The electrode connections are indicated by 111 and 112.

Der Verschlußstopfen 70 besteht aus einem topfförmigen Bauteil 75 mit einem Planschrand 76 und ist aus wärmeleitendem Material gefertigt. Das Bauteil 75 kann aus Kupfer gefertigt sein. Auf der Innenseite zur Lichtbogenkammer 34 ist der Boden des Bauteiles 75 verhältnismäßig dünn, um gut gekühlt zu werden, aber andererseits dick genug, um den in der Lichtbogenkammer entstehenden hohen Betriebsdruck auszuhalten. Zwischen Verschlußstopfen und Zylinderelektrode 11 ist ein Zylinderspalt ausgebildet, der zur Lichtbogenkammer 34 offen ist. Das in den Spalt eindringende, gekühlte Arbeitsgas dient als Isolation gegen die Zylinderelektrode. Das äußere Kernstück des Verschlußstopfens ist mit 77 bezeichnet und hat im wesentlichen zylindrische Form. Wasser oder ein anderes Kühlmittel kann über eine zentriscbe Bohrung 78 zugeführt werden, durchströmt dann den Kühlspalt 79 und wird über einen Ringsammler 80 und Auslaßbohrung 81 abgeleitet. Dichtungsringe 82 und 83 sind in Nuten untergebracht. Der Dichtungsring 82 ist gegen direkte Strahlung verdeckt angeordnet. Um Brückenbildung im Spalt zwischen Verschlußstopfen 75 und Zylinderelektrode 11 zu vermeiden, kann zusätzlich kaltes Gas über diesen Zylinderapalt zugeleitet werden.The sealing plug 70 consists of a cup-shaped component 75 with a face 76 and is made of thermally conductive material. The component 75 can be made of copper. On the On the inside of the arc chamber 34, the bottom of the component 75 is relatively thin in order to be cooled well, but on the other hand thick enough to withstand the high operating pressure created in the arc chamber. Between the plug and the cylinder electrode 11, a cylinder gap is formed which is open to the arc chamber 34. The cooled working gas penetrating into the gap serves as insulation against the cylinder electrode. The outer The core of the sealing plug is denoted by 77 and is essentially cylindrical in shape. Water or another coolant can be supplied via a central bore 78, then flows through the cooling gap 79 and is via a ring collector 80 and outlet bore 81 derived. Sealing rings 82 and 83 are housed in grooves. The sealing ring 82 is covered from direct radiation arranged. In order to avoid bridging in the gap between the plug 75 and the cylinder electrode 11, it is also possible cold gas can be fed in through this cylinder gap.

Die mit 71 bezeichnete Düse iat gegen die Wand der Zylinderelektrod* 12 durch Isolierring 73 und Dichtungsring 85 elektrisch isoliert.The nozzle marked 71 is against the wall of the cylinder electrode * 12 electrically isolated by insulating ring 73 and sealing ring 85.

109813/1824109813/1824

- 18 - No/Or- 18 - No / Or

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PLA 66/8226PLA 66/8226

159370b159370b

Der Dichtungsring 85 ist gegen Strahlung verdeckt angeordnet. Auch hier ist wieder ein Zylinderspalt ausgebildet. Er ist mit 86 bezeichnet und dient der Isolation der Düse 71 gegen die Kammerwand der Zylinderelektrode 12. In den Spalt 86 kann ebenfalls wieder kaltes Gas eingeleitet werden, um die Isoliereigenschaften zu verbessern und um Brückenbildung durch Verunreinigung zu vermeiden. Die Zuführungskanäle sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Die Düse 71 hat eine Öffnung bzw. einen Austrittskanal 88, der wieder der besseren Kühlung wegen durch eine dünne Wand 89 gebildet wird. Hinter der konisch ausgebildeten Wand befindet sich ein Kühlspalt 90, um ein Kühlmittel - wie Wasser - hindurchleiten zu können. Das Kühlmittel wird über einen Verteiler 91 und Zuführung 93 zugeleitet und über den Sammler 92 und die Abführung 94- abgeleitet. The sealing ring 85 is arranged in such a way that it is hidden from radiation. Even a cylindrical gap is formed here again. It is labeled 86 and serves to isolate the nozzle 71 from the chamber wall of the cylinder electrode 12. In the gap 86, again cold gas can be introduced in order to improve the insulating properties and to avoid bridging due to contamination. The feed channels are not shown for the sake of clarity. The nozzle 71 has an opening or an outlet channel 88, which is again formed by a thin wall 89 for better cooling will. A cooling gap 90 is located behind the conical wall in order to guide a coolant, such as water, through it can. The coolant is via a distributor 91 and supply 93 fed and discharged via the collector 92 and the discharge 94-.

In der Zylinderelektrode 12 ist .an geeigneter Stelle ein Kanal bzw. eine Durchführung 96 ausgebildet, über die der elektrische Anschluß 97 an die Feldspule 66 herangeführt ist. Eine weitere Durchführung, die der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt ist, hat man sich in der Zylinderelektrode 11 vorzustellen, um die Feldspulen 46 zu erregen.In the cylinder electrode 12 there is a channel at a suitable point or a bushing 96 is formed through which the electrical connection 97 is brought up to the field coil 66. Another implementation, which is not shown for the sake of clarity, has one imagines in the cylinder electrode 11 in order to excite the field coils 46.

Die Zylinderelektroden 11 und 12 können durch der Einfachheit halber nicht dargestellte Klammern gegen die Isolierscheiben 21 und 22 gepreßt werden, um die Gasverteilerringscheibe 1j> festzuhalten, damit sie den hohen Betriebsdruck in der Lichtbogenkammer standhält. Durch solche Klammern können auch die Verschlußstopfen 70The cylinder electrodes 11 and 12 can be pressed against the insulating washers 21 and 22 by means of clamps (not shown for the sake of simplicity) in order to hold the gas distributor ring washer 1j> in place so that it can withstand the high operating pressure in the arc chamber. The sealing plugs 70

10S813/1824 - 19 - No/Or10S813 / 1824 - 19 - No / Or

BAD ORiGlNALORIGlNAL BATHROOM

PIA 66/8226PIA 66/8226

und die Düse 71 mit der Lichtbogenkammer zusammengehalten werden. Diese Klammern können jeweils aus einem Paar Halterungsringen bestehen, die die Bohrungen für Bolzen aufweisen. Wo es ,auf elektrische Isolation ankommt, ist darauf zu achten, daß isolierende Zwischenlagen verwendet werden. Die Halterungsringe können auf den Schultern 101 und 102 aufgelegt werden, sowie auf dem Flanschrand 103 des Verschlußstopfens 70 und der Stirnfläche 104 der Düse 71. Diese Halterungsringe können dann mittels Schraubenbolzen zusammengeschraubt werden. Der Verschlußstopfen 70 kann auch mit der Zylinderelektrode 11 direkt verschraubt sein und die Düse 71 unmittelbar mit der Zylinderelektrode 12. Zur elektrischen Isolation der Schraubenbolzen können Isolierrohre und Isolierscheiben verwendet werden.and the nozzle 71 is held together with the arc chamber. These brackets can each consist of a pair of retaining rings that have holes for bolts. Where there, on electric If insulation is important, it must be ensured that insulating intermediate layers are used. The retaining rings can be on the shoulders 101 and 102 are placed, as well as on the flange edge 103 of the plug 70 and the end face 104 of the nozzle 71. These retaining rings can then be screwed together by means of screw bolts will. The sealing plug 70 can also be screwed directly to the cylinder electrode 11 and the nozzle 71 directly to the cylinder electrode 12. Insulating tubes and insulating washers can be used for electrical insulation of the screw bolts be used.

Der Plasmabrenner nach Figur 5 eignet sich, an Einphasenwechselspannung bzw. an einer Phase eines Dreiphasensystems angeschlossen zu werden. Die Lichtbogenlänge kann durch Wahl verschiedener Stärken des Ringes 13 verlängt oder gekürzt werden.The plasma torch according to FIG. 5 is suitable for single-phase alternating voltage or to be connected to one phase of a three-phase system. The arc length can be selected by choosing different Strengths of the ring 13 can be lengthened or shortened.

Bei der Einrichtung nach Figur 9A sind 6 gleichartige Plasmabrenner 301, 302, 303, 304, 305 und 306 mit Einlassen für Methan oder ein anderes Arbeitsgas vorgesehen. Die Einlasse sind mit 311, 312, 313, 3H, 315 und 316 bezeichnet. Die Auslässe weisen die Bezugszeichen 321 bis 326 auf. Sie Runden in die Mischkammer 328. Der Kammerausgang 33O der Mischkammer 328 ist düsenförmig ausgebildet. In seinem Inneren ist koaxial zur Wand des Kämmeraueganges wieder ein Düsenkopf 332 zum Abschrecken der Mischgase angeordnet.In the device according to FIG. 9A, there are 6 plasma torches of the same type 301, 302, 303, 304, 305 and 306 with inlets for methane or other working gas. The inlets are with 311, 312, 313, 3H, 315 and 316. The outlets have the reference symbols 321 to 326. You lap into the mixing chamber 328. The chamber exit 33O of the mixing chamber 328 is designed in the shape of a nozzle. In his Inside is coaxial to the wall of the Kämmeraueganges again Arranged nozzle head 332 for quenching the mixed gases.

109813/1824109813/1824

- 20 - No/0r- 20 - No / 0r

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PIA 66/8226PIA 66/8226

Die in Figur 9A kugelförmig dargestellte Mischkammer 328 kann zylindrisch ausgebildet sein, wobei in einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse drei Plasmabrenner in einem Winkelabstand von 120 am Umfang angeordnet sind und drei weitere Plasmabrenner in einer zweiten Ebene.The mixing chamber 328, shown spherically in FIG. 9A, can be of cylindrical design, in a plane perpendicular to the Cylinder axis three plasma torches are arranged at an angular distance of 120 on the circumference and three further plasma torches in one second level.

In Figur 9B ist das Schaltungsschema für die Einrichtung nach Figur 9A wiedergegeben. Diese Schaltung eignet sich,um die Plasmabrenner nach Figur 9A an ein Drehstromnetz anzuschließen. In Figur 9B sind drei in Sternschaltung verbundene Primärwicklungen 341, äi 342 und 343 aiit Netzleitungen 344, 345 und 346 verbunden. Die Sekundärwicklungen des Transformators sind mit 347, 348 und 349 bezeichnet und in Dreieckschaltung verbunden. Die Elektroden der Plasmabrenner 302 und 305 aind über Gleichrichter 352 und 355 an der Sekundärwicklung 347 angeschlossen. An der Sekundärwicklung 348 sind die Plasmabrenner 303 und 306 über Gleichrichter 353 und 356 angeschlossen. An der Sekundärwicklung 349 sind die ElektrodenFIG. 9B shows the circuit diagram for the device according to FIG. 9A. This circuit is suitable for connecting the plasma torch according to FIG. 9A to a three-phase network. In Figure 9B are three connected in a star connection primary windings 341, 342 and 343 connected ai Aiit power lines 344, 345 and 346th The secondary windings of the transformer are labeled 347, 348 and 349 and are connected in a delta connection. The electrodes of the plasma torches 302 and 305 are connected to the secondary winding 347 via rectifiers 352 and 355. The plasma torches 303 and 306 are connected to the secondary winding 348 via rectifiers 353 and 356. The electrodes are on the secondary winding 349

der Plasmabrenner 301 und 304 über die Gleichrichter 351 und 354 angeschlossen. Der Aufbau und die Funktionsweise entsprechen im Einzelnen den bereits geschilderten Prinzipien. Es ist besonders vorteilhaft, die Auslässe eines Plasmabrennerpaares beispielsweise 301 und 304 an der Mischkammer so anzuordnen, daß sie gegenüberliegend münden.the plasma torches 301 and 304 are connected via the rectifiers 351 and 354. The structure and the mode of operation correspond in detail to the principles already described. It is particularly beneficial to arrange the outlets of a pair of plasma torches, for example 301 and 304, on the mixing chamber so that they are opposite one another flow out.

Ein stabiles Brennen des Lichtbogens wird durch in die Stromversorgung eingeschaltete Drosselspulen gefördert. Bei einer Schaltungsanordnung nach Figur 9B können die Transformatorwicklungen mit hoher Induktivität ausgelegt werden, wobei es sich dann er-A stable burning of the arc is created through in the power supply switched-on inductors promoted. In a circuit arrangement according to FIG. 9B, the transformer windings be designed with high inductance, whereby it then

-21- 109813/1824 _No/Or -21- 109813/1824 _{No / Or}

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PIiA 66-/8226PIiA 66- / 8226

tibrigt, weitere Induktivität einzuschalten.it is necessary to switch on further inductance.

Wenn Einrichtungen mit einem einzigen Plasmabrenner nach Figur 8A für hohe Lichtbogenleistung ausgelegt werden, stellen sie bei __ einem Leistungsverlauf nach Figur 2 eine einseitige Belastung eines Drehstromnetzes dar. - Die Totphasen liegen dann in den Zwickeln zwischen den Leistungskurven -. Um eine gleichmäßige Belastung zu erzielen, sind deshalb für große Leistungen Einrichtungen nach Figur 7 und 1C vorteilhaft. Die Leistungskurve dieser Einrichtungen folgt dann der nach Figur 3 je Phase. Mit einer Schaltung, wie sie in Figur 7 dargestellt ist, läßt sich auch ein Leistungsverlauf nach Figur 4 je Plasmabrenner erreichen. Die Temperatur des Mischgases ergibt sich dann zu T. + (T-T.;) 1/ .If devices with a single plasma torch according to Figure 8A are designed for high arc power, they make at __ a power curve according to Figure 2 represents a one-sided load of a three-phase network. - The dead phases are then in the gussets between the performance curves -. In order to achieve an even load, there are facilities for high performance Figures 7 and 1C advantageous. The performance curve of these facilities then follows that of Figure 3 for each phase. With a circuit like her is shown in Figure 7, a power curve according to Figure 4 can also be achieved for each plasma torch. The temperature of the mixed gas then results in T. + (T-T .;) 1 /.

ι ρ χ j_r ι ρ χ j _r

Für hohe Leistungen ist es vorteilhaft, drei Paare von Plasmabrennern zu verwenden, wie es sich aus den Figuren 9A und 9B ergibt. Mit einer solchen Anlage läßt sich eine besonders gleichmäßige Belastung des Drehstromnetzes erzielen.For high outputs it is advantageous to have three pairs of plasma torches to be used, as can be seen from FIGS. 9A and 9B. With such a system, a particularly uniform Achieve load on the three-phase network.

Die Plasmabrenner eines Paares können an der Mischkammer diametral gegenüberliegend angeordnet sein, um heiße und kalte Teilmengen des Gases gegeneinander strömen zu lassen, wodurch sich besonders kräftige Turbulenz und rasches Abkühlen der heißen Teilmenge ergibtThe plasma torches of a pair can be diametrically opposed to the mixing chamber be arranged opposite one another to allow hot and cold subsets of the gas to flow against each other, which makes it particularly strong turbulence and rapid cooling of the hot portion results

Je länger die Totphasen im Plasmabrenner andauern, um so schwieriger ist es, den Lichtbogen in der. nächsten Spannungahalbwelle wieder zu zünden. Eine Ztindhilfe ist in Figur 1B dargestellt, die mit überlagerter Hochfrequenzspannung geringer Stromstärke arbeitet.The longer the dead phases in the plasma torch, the more difficult is to put the arc in the. next voltage half-wave to re-ignite. An ignition aid is shown in Figure 1B, which works with superimposed high-frequency voltage of low amperage.

109813/1824109813/1824

* ²². " BAD ORIGINAL ^Ηθ/°^Γ * ²² . "BAD ORIGINAL ^{Ηθ /} ° ^Γ

PIA 6.6/8226 ■PIA 6.6 / 8226 ■

Die Hochfrequenzspannung wird in den Generatoren 229 und 230 erzeugt und zwischen Gleichrichter und Elektrode einerseits sowie an die andere Elektrode direkt aufgesohaltet. Die Hochfrequenzströme sind gegen die Stromversorgung für den lichtbogen durch Hochfrequenzdrosseln 231 und 232 abgeblockt. Die Hochfrequenzgeneratoren 229 und 230 sind gegen die Speisespannung durch Kondensatoren 233 und 234 abgeschirmt. Die Impedanz dieser Spulen fördert gleichzeitig einen stabilen Lichtbogenbetrieb.The high frequency voltage is generated in the generators 229 and 230 and between the rectifier and the electrode on the one hand and directly on the other electrode. The high frequency currents are blocked from the power supply for the arc by high-frequency chokes 231 and 232. The high frequency generators 229 and 230 are shielded from the supply voltage by capacitors 233 and 234. The impedance of these coils at the same time promotes stable arc operation.

Die gute Syntheseausbeute mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch die' starke Turbulenz aufgrund des geschilderten Wechselbetriebes ermöglicht. Dieser Wechselbetrieb bei Plasmabrennern läßt sich auf vielfältige Weise durchführen. Wesentlich ist, daß dabei keine reaktionsfremden Gase verwendet werden.The good synthesis yield with the process according to the invention is by the 'strong turbulence due to the alternating operation described enables. This alternating operation in plasma torches can be carried out in a variety of ways. It is essential that in doing so no non-reactive gases are used.

16 Patentansprüche
9 Figuren16 claims
9 figures

-23- 1098 13/1824 _No/0r-23- 1098 13/1824 _N o / 0r

' BAD ORiGiNAL'BAD ORiGiNAL

Claims

PLA claims

1. A method for cracking gases for synthesis processes, characterized in that by a periodic alternation between the burning phase and the dead phase of at least one plasma torch. Partial amount of the working gas based on temperatures is heated, at den.en thermal cracking occurs and with a further subset at a relatively cool temperature level is mixed from the dead phase at such an amount that a temperature is set within a few milliseconds, in which the desired connections occur.

2. The method according to claim 1, characterized in that for cracking hydrocarbons to synthesize acetylene, the temperature of the mixed gas is set from 250O ⁰ K to 4200 K and the mixed gas is quenched ^{to below 1000 0 K.}

3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that the temperature of the mixed gas is set to 3600 ^° K and the mixed gas is then quenched ^{to 500 ° K.}

4. The method according to claims 1 and 2 _f, characterized in that for cracking methane to synthesize acetylene, a portion of the working gas is ^{heated to temperatures above 5000 0} K during the burning phase of a plasma torch and the

• SAD ORIGINAL - 24 - 1098 13/1824 ^N ° / ° ^r

PLA 66/8226

The temperature of the mixed gas is set from 250O ⁰ K to 4200 ⁰ K and the mixed gas is then quenched ^{to below 1000 0 K.}

5. The method according to claims 1 and 4, characterized in that the temperature of the mixed gas is set to 360O ⁰ K and the mixed gas is then quenched to 500K.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that cold working gas is used for quenching.

7. Device for performing the method according to one of claims 1 to 6, characterized in that one or more Plasma torches burning in alternating operation open with their outlet openings into a mixing chamber which has a Has quenching zone.

8. Device according to claim 7, characterized in that pairs of plasma torches via oppositely polarized rectifiers are connected to single-phase AC voltage for switching operation.

9. Device according to claim 7, characterized in that pairs of plasma torches connected to single-phase alternating voltage via preloaded rectifiers to achieve switching operation are.

1098 13/18241098 13/1824

25 - No/Or25 - No / Or

BATH ORIGINAL

PLA 66/8226

10. Device according to claim 9 »characterized by a control · device for setting firing pauses in switchover mode.

11. Device according to claim 8 or 9 »characterized in that the plasma torches of a pair on the mixing chamber are diametrically opposed are arranged opposite one another.

12. Device according to claim 7, characterized in that, with three plasma torches, each torch is connected to one phase of a three-phase network connected via biased rectifier.

13. Device according to claim 7 and claim 8 or 9, characterized characterized by having three pairs of plasma torches on the Mixing chamber are arranged.

14. Device according to claim 7, characterized in that water spray nozzles are arranged in the quenching zone.

15. Device according to claim 7, characterized in that cooling barriers are arranged in the quenching zone.

16. Device according to one of claims 7 to 10 or 12 to 13, characterized in that each plasma torch is assigned a high-frequency ignition system blocked by throttles in the feed line.

BATH ORIGINAL

- ²⁶ - 1098 13/1824 ^{No / Or}

LeerseiteBlank page