DE2428549C3 - Plasmaerhitzter chemischer Reaktor zum Behandeln von dispersen Materialien - Google Patents

Plasmaerhitzter chemischer Reaktor zum Behandeln von dispersen Materialien

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DE2428549C3 DE19742428549 DE2428549A DE2428549C3 DE 2428549 C3 DE2428549 C3 DE 2428549C3 DE 19742428549 DE19742428549 DE 19742428549 DE 2428549 A DE2428549 A DE 2428549A DE 2428549 C3 DE2428549 C3 DE 2428549C3
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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausrüstung zum Durchführen physikalischer und chemischer Prozesse, bei denen Plasma mit niedriger Temperatur verwendet wird, und betrifft einen plasmaerhitzten chemischen Reaktor zum Behandeln von dispersen Materialien, der eine senkrechte Reaktionskammer, im Oberteil der Reaktionskammer befindliche Mittel zur Zufuhr des dispersen Materials, Mittel zum Plasmaerhitzen und Zuleiten von Betriebsgas in den Unterteil der Reaklionskammer, Mittel zum Abführen gasförmiger Produkte aus der Reaktionskammer sowie einen unter der Reaktionskammer angeordneten und mit ihrem Unterteil verbundenen Bunker besitzt.
Der erfindungsgemäße Reaktor kann hauptsächlich zum Durchführen chemischer Reaktionen in Plasma mit niedriger Temperatur, aber auch zum Behandeln von dispersen Materialien mit dem Ziel, sie zu sphärodisieren (kugelähnlich machen), zum Erzeugen ultradisperser Pulver sowie zum Plasmaaufstäuben von schwerschmelzenden und anderen Materialien Verwendung finden. w
Es ist ein pläsmäerhilzter chemischer Reaktor zum Behandeln von dispersen Materialien und zwar zum Durchführen von chemischen Prozessen in einer schwebenden Schicht (Wirbelbett) bekannt (s. UdSSR-Urheberschein Nr. 2 52 300). Dieser Reaktor hat eine hs senkrechte Reaklionskammer, in deren Oberteil sich Mittel zum Durchführen dispersen Materials und in deren Unterteil Mittel zum Erhitzen und Zuleiten des Betriebsgases in die Reaklionskummer befinden, Diese Mittel sind in Form eines fackelariigen Plasmatron* ausgeführt das längs der senkrechten Achse der Reaklionskammer montiert ist.
Der Reaktor besitzt auch einen Bunker.
Das im fackelartigen Plasmatron erhitzte Betriebsgas slrömt von unten her in die Reaktionskammer. Mit Hilfe der Mittel zum Zuführen dispersen Materials wird das letztere von oben her in die Reaklionskammer geioiici, wo es zur Einwirkung eines Betriebsgas-Plasmasirahls mil einer Durchschnittsmassentemperatur von 3000 bis 5000" K ausgesetzt wird.
Gasförmige Produkte der Wechselwirkung zwischen dispersem Material und Beiriebsgas werden über Mittel zum Abführen gasförmiger Produkte entfernt, während die feste Phase in den Bunker geleitet wird.
Nachteil des bekannten Reaktors ist u. a., daß in ihm keine schwerschmelzenden dispersen Materialien und keine dispersen Materialien, bei deren Erhitzung geschmolzene Teilchen oder flüssige Schlacken entstehen, behandelt werden können, da die letzteren in die Plasmairondüse gelangen und eine Störung des Betriebs des Plasmatrons hervorrufen können.
Der bekannte Reaktor erlaubt es nicht, disperse Materialien mit dem Ziel sie zu sphärodisieren und aufzustäuben, zu behandeln, da hierbei geschmolzene Teilchen entstehen, die in die Plasmatrondü't· gelangen können.
Es ist ein Verfahren zur Behandlung von Feststoffteilen in Lichtbogenentladungen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt (s. DT-OS 16 67 188), welche ein Plasmatron, eine Vorrichtung zur Durchführung von grobkörnigen pulverförmigen Zusätzen und eine, eine für Verdampfung erforderliche Zone aufweisende Reaklionskammer enthält. Die zu behandelnden pulverformigen Zusätze bewegen sich hierbei mit Hilfe von transportierendem Gas in Richtung senkrecht zum im Plasmatron gebildeten Plasmastrom.
Eine solche Zuführung bietet jedoch keine günstigen Voraussetzungen für die Bearbeitung von polydispersem Material, da sich unterschiedliche Fraktionen des Materials entlang von verschiedenartigen Trajeklorien bewegen, was beim Vorhandensein von im Plasmatron vorherrschenden wesentlichen Temperalurgradienten dazu führt, daß die verschiedenen Fraktionen eine verschieden hohe Temperatur aufweisen und einige von ihnen hin zur Wandung der Reaktionskammer geleitet werden können, wodurch ein Einführen und eine Behandlung des dispe/sen Materials über den gesamten Querschnitt des Reaktors nicht gewährleistet ist, so daß diese Erscheinung zu einer Verringerung des Umwandlungsgrades des zu behandelnden Materials führt.
Es ist auch ein Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionen bekannt (s. DT-OS 19 62 989), bei welchem die Durchführung des Verfahrens in einer zwischen Elektroden angeordneten Eniladungskammer erfolgt, in welche eine in Plasmazustand befindliche Flüssigkeit eingeführt wird. Die Flüssigkeit verdampft hierbei und wird in der Zone des zwischen Elektroden liegenden Enlladungsraumes chemischen Reaktionen unterworfen.
Ein derartiges bekanntes Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß es njr für die Behandlung flüssiger Produkte verwendbar ist, wobei jedoch bei der Einführung dispersen Materials in eine derartige Entladungszone die Arbeitsweise des Brenners des Lichtbogens nicht stabil ist, so daß es nicht möglich ist, ein pulverförmiges M iterial zu behandeln, welches beim
Schmelzen Schlacke bildet.
Es ist auch eine Vorrichtung bekannt (s. DT-OS 18 14 557), bei der in der Reaktionskammer zwei auseinandergehende Elektroden angeordnet sind, zwischen denen ein Lichtbogen brennt. Das transportierende Gas wird in einer ionisierenden Einrichtung erwärmt und gelangt dann in eine Mischdüse, in welche von der Seile her das disperse Material zugeführt wird, dann transportiert das Gas dieses disperse Maienal in die Entladungszor.e des Lichtbogens, wo das Material erwärmt wird.
Eine derartige der Zuführung des dispersen Materials in die Entladungszone beeinflußt jedoch die Arbeitsweise des Brennens des Lichtbogens ungünstig und ermöglicht es nicht, ein pulverförmiges Material zu \·> behandeln, welches beim Schmelzen Schlacken bildet.
Gemäß all diesen bekannten Vorrichtungen ergibt sich somit der Nachteil, daß eine Störung der Wirkungsweise der Düsen bei Verwendung eines Schlacken bildenden Materials nicht verhindert werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hochintensiven plasmaerhitzten chemischen Keakiorzu schaffen, in dem disperse Materialien behandelt werden können, die bei der Erhitzung infolge von physikalischen und chemischen Umwandlungen gasförmige, flüssige und feste Produkte bilden, wobei zu den behandelten Materialien auch schwerschmelzende disperse Materialien und disperse Materialien mit niedriger Leitfähigkeit gehören.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Mittel zum Plasmaerhitzen und Zuleiten des Betriebsgases aus einer Reihe von Plasmatrons bestehen, deren Düsen sich am Umfang des Unterteils der Reaktionskammer befinden und senkrecht zur Vertikalachsc der Reak- i-, tionskammer gerichtet sind.
Die Mittel zum Abführen gasförmiger Produkte können im Oberteil der Reakiionskammer angeordnet sein.
Der Bunker kann mit Mitteln zum Abführen gasförmiger Produkte versehen sein.
Die Reaktionskammer kann sich mit dem Bunker durch ein Verbindungsstück verbinden unJ die Mittel zum Abführen gasförmiger Produkte aus dem Bunker können in Form eines Rohrstücks ausgeführt sein, daß «5 vor außen her das Verbindungsrohrstück umfaßt, wodurch das letztere auf der Außenseite durch abgeführte gasförmige Produkte erhitzt wird.
Unter dem Fachausdruck »disperses Material« sind flüssige oder feste Teilchen des zu behandelnden so Materials und auch sein Dampf zu verstehen.
Unter dem Fachausdruck »Betriebsgas« sind Gas oder ein Gasgemisch, Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch und auch ein Gas-Flüssigkeits-Gemisch, die in Plasmatrons erhitzt werden, zu verstehen.
Unter dem Fachausdruck »gasförmige Produkte« sind Betriebsgas und Produkte seiner physikalischen und chemischen Umwandlungen sowie auch ein Gemisch aus Betriebsgas und Produkten seiner physikalischen und chemischen Umwandlungen mit w> Produkten der physikalischen und chemischen Umwandlungen des behandeltenMalerials, die sich in der Gasphase befinden, zu verstehen.
Der erfindungsgemäße, plasmaerhitzte chemische Reaktor, der als Mittel zum Plasmaerhitzen und <λ Zuleiten des Betriebsgases eine Reihe von Plasmatrons, die am Umfang des Unterteils der Reaktionskammer sind, verwendet, besitzt den Vorteil, daß er konstruktiv einfach ist und zur Behandlung unterschiedlicher disperser Materialien mit dem Ziel verwendet werden kann, chemische Reaktionen im Plasma durchzuführen, die erwähnten Materialien zu sphärodisicren und aufzustäuben sowie uliradisperse Pulver und Materialien zu erhalten, die bei ihrer Erhitzung geschmolzene Teilchen oder flüssige Schlacken bilden, und auch schwerschmelzendc disperse Materialien und disperse Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit zu erhalten.
Weitere Vorteile des Reaktors sind aus der Beschreibung seiner Arbeitsweise unter I lin weis auf die Zeichnungen ersichtlich. Es zeigt
Fi g. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäücn plasmaerhitzien chemischen Reaktor zum Behandeln von dispersen Materialien;
F i g. 2 den Schnitt 11-11 der F i g. 1;
F i g. 3 den Schnitt IH-III der F i g. 2;
F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Variante des erfindungsgemäßen plasmaerhitzten chemischen Reaktors zum Behandeln vondispe ^n Materialien;
Fig.5 einen Längsschnitt durch eine dritte Variante des erfindungsgemäßen plasmaerhitzten chemischen Reaktors zum Behandeln von dispersen Materialien;
Fig.6 einen Längsschnitt durch eine weitere mögliche Variante des erfindungsgemäßen plasmaerhitzten chemischen Reaktors zum Behandeln von dispersen Materialien; und
Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine weitere Variante des erfindungsgemäßen plasmaerhiizten chemischen Reaktors zum Behandeln von dispersen Materialien.
Der plasmaerhitzte Reaktor zum Behandeln von dispersen Materialien enthält eine senkrechte Reakiionskammer 1 (F i g. 1). Im Oberteil der Reakiionskammer 1 befinden sich Mittel zum Durchführen dispersen Materials, die in Form eines Stutzens 2 ausgeführt sind und auch Mittel zum Plasmaerhitzen und Zuleiten von Betriebsgas, die in Form von Plasmatrons 3 aufgeführt sind, deren Düsen 4 am Umfang des Unterteils der Reaktionskammer 1 angeordnet und hauptsächlich senkrecht zur Vertikalachse der Reaktionskammer 1 gerichte! sind. Der Unterteil der Reaktionskammer I steht mit einem Bunker 5 in Verbindung. Im Oberteil der Reaktionskammer befinden sich Mittel zum Abführen gasförmiger Produkte, wobei diese Mittel in Form von Stutzen 6 ausgeführt sind. Das Plasmatron 3 ist folgendermaßen am Umfang des Unterteils der Reaktionskammer 1 angeordnet.
An der Wand der Reaktionskammer 1 ist ein Becher 7 (F i g. 2) angeschweißt in dem mit Hilfe einer Gewindeverbindung das Gehäuse 8 einer Elektrode 9 des Plasmatrons 3 eingeschraubt ist. Die Elektrode ist in das Gehäuse 8 eingeschweißt. In der Elektrode 9 befindet sich ein Kanal, der als Düse4 dient. Im Spall IO zwischen dem Gehäuse S und der Elektrode 9 ist ein Führungskörper 11, der zum Leiten eines Kühlmittels dient, vorgesehen. In der Wand der Reaktionskammer 1 befindet sich eine öffnung 12, die mit der Düse 4 koaxial ist und die Düse 4 mit einem Kanal 13 (Fig. 1, 2) im Unierteil der Reaktionskammer 1 verbindet, Zwischen dem Gehäuse 8 (Fig.2) und der Wand der Reaktionskammer 1 befindet sich eine ringförmige Dichtung 14. In der Wand der Reaktionskammer 1 sind öffnungen 15 (Fig.2 und 3) für das Kühlmittel vorgesehen. Zum Zu- und Abführen des Kühlmittels in die bzw. aus den öffnungen 15 sind an der Wand der Reaktionskammer 1 Flansche 16 (F i e. 3\ aneeschweißi in Hip Stni7pn 17 mit
Kanülen 18 eingeschraubt sind Die Kanäle 18 der Slul/cn 17 stehen mit ringförmigen Kanälen 19 und senkrechten Kanälen 15 in Verbindung, die in der Wand der Kckationskammcr I vorgesehen sind.
Der Hunker 5 kann mit Mitteln ?um Abführen von gasförmigen Produkten ausgerüstet werden, wobei diese Mittel in form von Stut/cn 20 (I' i g. 4) ausgeführt sind.
Die Reaklionskammcr 1 kann mit dem Hunker S durch ein Verbindungsrohrstück 21 (fig. 5) verbunden werden, während die Mittel zum Abführen von gasförmigen Produkten aus dem Bunker 5 in form eines Rohrstücks 22 ausgeführt sind, daß von außen her das Rohrsiück 21 umfaßt.
Im Oberteil der Reaktionskammer kann eine Plasmacrhil/ungscinrichtung vorgesehen werden, wie dies bei der Reaklionskammcr 23 (I ig. b) der fall ist. Diese Plasma'-inrichlung ist in form eines koaxialen Piasmalrons 24 mit hohlci zentraler Elektrode 25 ausgeführt, die /um Erhitzen des der Reaktionskammer 23 zuzuführenden dispersen Materials dient. Zwischen den koaxialen Plasmatrons 24 und den Plasmatrons 3 sind Mittel zum Anführen von gasförmigen Produkten aus der Reaklionskammcr I angeordnet, die in form von Stutzen 26 ausgeführt sind Die Stutzen 26 können sich in zwei verschiedenen I lohen befinden. <* ic dies aus I i g. 7 ersichtlich ist.
Der phismacrhil/tc chemische Reaktor kann auch eine Plasmucrhit/ungseinrichiung besitzen, die in form einer Mischkammer 27 mil radial liegenden Plasmalrons 28 ausgeführt ist.
Der crfindungsgemäßc. plasmaerhiizic chemische Reaktor zum Behandlen von dispersen Materialien arbeitet folgendermaßen:
Das zu bchindclndc disperse Material wird mit der erforderlichen Geschwindigkeit über den Stutzen 2 (I" ig. 1) der Rcaklionskammer 1 zugeführt. In dieselbe Kammer wird über die Düsen 4 das in den Plasmalrons 3 erhitzte Bciricbsgas geleitet. Hierbei strömt das Ueiricbsgas nach oben, erhitzt das sich entgegengesetzt bewegende disperse Material und wird dann über die Stutzen 6 abgeführt. Das disperse Material wird während seiner Abwärtsbewegung physikalischen und chemischen Umwandlungen unterzogen. In der Reaktionskammer 1 kann das disperse Material verdampfen und sich zersetzen. In diesem Fall werden die Vcrdampfungs- und Zersetzungsprodukie zusammen mil dem Betriebsgas über die Stutzen 6 abgeführt. Geschmolzene Teilchen des dispersen Materials und/ oder Schlacke fliegen durch den Unierteil der Reaklionskammer 1 in den Bunker 5, von wo sie ununterbrochen oder periodisch entfernt werden.
Ls isl ein Vorleil der beschriebenen Variante des plasmaerhitzten chemischen Reaktors zum Behandeln von dispersen Materialien, daß dank der Anordnung des Plamatrons 3 am Umfang des Unterteils der Reaktionskammer 1 die gebildete schmelz.flüssige Schlacke, die an den Wänden der Kammer 1 herabfließen kann, und das disperse Material die Plasmatrons in ihrer Tätigkeit nicht stören und keinen Einfluß auf ihre Arbeitsweise haben.
Heim Behandeln dispersen Materials in einem plasmaerhitzicn chemischen Reaktor, dessen Variante aus fig. 4 ersichtlich ist, wird das aus den Plasmatrons kommende Betriebsgas teilweise in den Oberteil der KcaktionskiimmcT 1 geleitet, wo es das disperse Material, das sich entgegengcscizl zum ßctricbsgasstrom bewegt, auf die erforderlichen Tcnperaturcn
crhi!/t, beispielsweise auf Temperaturen, die zum Verdampfen der feuchtigkeit und'oder der flüchtigen Bestandteile des dispersen Materials ausreichend sind. Diese feuchtigkeit und/oder flüchtigen Bestandteile werden aus der Reaktionskammer 1 zusammen mit dem nach oben geleiteten Teil des Betriebsgases über die Stutzen 6 entfernt. Das erhitzte disperse Material, aus dem feuchtigkeit und/oder flüchtige Bestandteile entfernt sind, wird einer Weiterbehandlung im gleichgerichteten Strom unterzogen, der aus dem Restteil des Hctriebsgascs besteht, der nach unten geleitet wird und über die am Bunker 5 angebrachten Stutzen 20 abgeführt wird.
Die Verwendung der in f i g 4 dargestellten Variante des piasmacrhilztcn chemischen Reaktors ermöglicht es. das Betriebsgas in zwei Ströme zu unterteilen, von denen jeder bestimmte Bchandlungsproduktc des dispersen Materials tract. Hierdurch wird es möglich, die Konzentration gasförmiger PmHnlcir im ^!rom ?.u erhöhen sowie infolgedessen den Auschcidungsprozcß desselben zu vereinfachen und zu verbilligen.
Disperses Material kann auch in einem plasmacrhitzlen chemischen Reaktor behandelt werden, dessen mögliche Variante aus f i g. 5 ersichtlich ist.
In diesem fall umspulen der in den Plasmatrons 3 auf !lohe Temperaturen erhitzte Belriebsslrom und die gasförmigen, in den Bunker 5 geleiteten Produkte sowohl ^le Innen· als auch die Außenwände des Verbindungsrohrstücks 21 und sorgen dafür, daß die Temperatur seiner Innenwände ausreichend hoch, beispielsweise höher als die Schmelztemperatur des behandelten Materials, bleibt. Auf diese Weise werden die Wärmcvcrluste über die Wände des plasmaerhitz.cn chemischen Reaktors vermindert, eine hohe Temperatur des ßctricbsgassiroms auf einer größeren Länge der Reaktionszone aufrechterhalten und hierdurch die !Effektivität des plasmaerhitz.ten chemischen Reaktors im ganzen vergrößert. Außerdem erstarren die schmelz.flüssige Schlacke oder das disperse Material, die auf die heiße Innenand des Verbindungsrohrstücks 21 gelangen, auf dieser Wand nicht, sondern fließen ungehindert in den Bunker 5 herab.
Beim Verwenden des plasmaerhitztcn chemischen Reaktors zum Behandeln von dispersen Materialien in der aus Fig. 6 ersichtlichen Variante wird das disperse Material mit Hilfe von Zuführungsmiiteln, die in Form einer hohlen Elektrode 25 ausgeführt sind, in einer Plasmacrhitzungscinrichtung, die in Form eines koaxialen Plasmatrons 24 ausgeführt ist, vorerhitzt und gelangt dann in die Reaktionskammer 23. Im gleichgerichteten Strom aus Hochiemperatur-Betriebsgas. der im koaxialen Plasmatron! 24 erzeugt ist, wird das disperse Material erhitzt und beschleunigt. Beim Erhitzen können aus dem dispersen Material Feuchtigkeit und/oder flüchtige Bestandteile ausgeschieden werden, die zusammen mit dem Betriebsstrom aus der Reaktionskammer 23 über die Stutzen 26 abgeführt werden.
Die Temperatur des Betriebsgasstroms, der über die Stutzen 26 abgeführt wird, soll höher als die Temperatur sein, auf die das disperse Material erhitzt werden muß. um aus ihm Feuchtigkeit und/oder flüchtige Bestandteile zu entfernen.
Kin unbedeutender Teil des Betriebsgases, der in den Plasmatrons 3 erhitzt ist, strömt aus dem Unterteil der Rcaklionskammer 23 nach oben dem dispersen Material entgegen, das durch einen Betriebsgasstrom erhitzt und beschleunigt isl. der in einem koaxialen Piasmairon 24
erzeugt wurde, und wird dann über die Stutzen 26 abgeführt. Das erhitzte disperse Material setzt seine Abwärtsbewegung fort und gelangt in den gleichgerichteten Strom des Hochtemperatur-Bclriebsgases, der aus dem Restieil des in den Plasmatrons 3 erhitzten ·, Betriebsgases besteht. Beim weiteren Erhitzen wird das disperse Material, aus dem Feuchtigkeit und/oder Tüchtige Bestandteile entfernt sind, physikalisch-chemischen Umwandlungen unterzogen, die im Allgemeinfall zur Folge haben, daß gasförmige, flüssige oder feste Produkte sowie auch Schlacke cntMeiion können.
Der gleichgerichtete Gasstrom gibt seine Energie an das zu erhitzende disperse Material und an die Wände des Unterteils der Reaktionskammer 23 und des Bunkers 5 ab, wodurch die Temperatur des gleichgcrichleten Stroms gesenkt wird Die Mindestlempcratur des gleichgerichteten Gassiroms soll in der Zone, in der die Endprodukte entstehen, über der optimalen Temperatur liefen, äüf uic udS utipcf Sc mdici'id! Ci l'iiiii Ύ*ei υ cm iViüu.
Der gleichgerichtete Gasstrom wird zusammen mit ?n den gasförmigen Produkten über die Stutzen 20 abgeführt, während Schlacke oder feste und flüssige Produkte in den Bunker 5 gelangen, von wo sie ununterbrochen oder periodisch entfernt werden.
Neben den durch das Trennen der Ströme erhaltenen Vorteilen ermöglicht die Verwendung der aus F i g. 6 ersichtlichen Variante des plasmaerhilzten chemischen Reaktors, die Länge der Hochlemperaturzone zu vergrößeren und das erhitzte disperse Material in die Reaktionskammer 23 mit der für den Behandlungsprozeß erforderlichen Geschwindigkeit zu leiten, da die Teilchen des dispersen Materials im gleichgerichteten Belriebsgasstrom, der im koaxialen Plasmatron 24 erhitzt ist, beschleunigt werden. Die Verwendung einer Plasmaerhitzungseinrichtung in Form des koaxialen 3^ Plasmatrons ermöglicht es, das erforderliche Gesetz der Temperatur- und Geschwindigkeitsänderung des Betriebsgasstroms auf dem ganzen vom dispersen Material zurückgelegten Weg einzuhalten.
Eine andere Variante des plasmaerhitzten chemi- *o sehen Reaktors zum Behandeln von dispersen Materialien ist aus F i g. 7 ersichtlich und arbeitet folgendermaßen:
Das Betriebsgas wird in Plasmatrons 28 erhitzt und in eine Mischkammer 27 geleitet. Gleichzeitig wird der Mischkammer 27 über den Stutzen 2 disperses Material zugeführt, das in der Mischkammer 27 mit dem Hochtemperaturgasstrom durchgemischt wird, der aus in den Plasmatrons 28 erhitztem Betriebsgas gebildet wird so
Der Hochtemperaturgasstrom wird weiter in den Oberteil der Reaklionskammer 23 geleitet. Das disperse Material wird in der Mischkammer 27 und im Oberteil der Reaktionskammer 23 durch den HochtemperaturgasEtrom erhitzt Der Hochtemperaturgasstrom, der gasförmige Produkte trägt, die beim Erhitzen des dispersen Materials entstanden sind, wird über die höherliegenden Stutzen 26 abgeführt.
Das gesamte in den Plasmatron 3 erhitzte Betriebsgas wird nach oben dem dispersen Material cntgegengeleitet, das im gleichgerichteten Belriebsgasstrom erwärmt und beschleunigt ist. Der letztgenannte Strom entsteht in der Mischkammer 27. Der in den Plasmastrom erhitzte Betriebsgasstrom und die durch die weitere Erhitzung dispersen Materials entstandenen gasförmigen Produkte werden hauptsächlich über die niedriger liegenden Stutzen 26 abgeführt. Der unbedeutende Restteil des Betriebsgassiroms und der gasförmigen Produkte wird über die höher liegenden Stutzen 26 abgeführt.
Bei Verwendung der aus F i g. 7 ersichtlichen Variante des plasmaerhilzten chemischen Reaktors kann, außer dem mil getrennter Abführung der Ströme und vergrößerten Länge der Hochtemperaturzone verbundenen Vuiiciicn, uic tri iuiuci IilIh; Furiuewegungsgeschwindigkeit des dispersen Materials bei seinem Eintritt in den entgegengesetzt gelichteten Belriebsgasstrom gewährleistet und hierdurch optimale Bedingungen für die Erhitzung des dispersen Materials geschaffen werden.
Das Abführen des ganzen Betriebsgasstroms, der in den Plasmatrons 28 erhitzt ist. und des in den Plasmatrons 3 erhitzten Betriebsgasstroms über die Stutzen 26 ermöglicht es, die Temperatur der erwähnten Ströme am Austritt aus der Reaktionskammer 23 zu senken. In diesem Fall kann die Temperatur der Ströme nur unbedeutend über der Temperatur des dispersen Materials im Bereich der Stutzen 26 liegen, wodurch Energieverluste mit den Abgasen vermindert werden und hierdurch der Wirkungsgrad des plasmaerhitzten chemischen Reaktors erhöht wird.
Zweckmäßigerweisc wird das koaxiale Plasmatron 24 (Fig. 6) bei geringen Durchsatzmengen dispersen Materials in der Größenordnung von einigen Dutzend Kilogramm pro Stunde verwendet, wenn des Vorerhitzen des dispersen Materials keinen wesentlichen Energieaufwand erfordert.
Vorzugsweise wird die Mischkammer 27 (F i g. 7) bei großen Durchsatzmengen dispersen Materials in der Größenordnung von tausend Kilogramm verwendet, wenn zum Vorerhitzen des dispersen Materials eine bedeutende Energiemenge erforderlich ist
Die gemeinsame Verwendung der Mischkammer 27 mit den Plasmatrons 28 und der Mittel zur Plasmaerhitzung, die aus einer Reihe der am Umfang des Unterteils der Reaktionskammer 23 angeordneten Plasmatrons bestehen, ermöglicht es, im weiten Bereich die Energiezuleitung in die Reaktionskammern 23 zu regeln, sowie das Verhältnis zwischen Betriebsgasmengen und Energiemengen zu ändern, die über die Plasmatrons 28 und 3 der Reaktionskammer zugeführt werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Plasniiierhitzer chemischer Reaktor zum Behandeln von dispersen Materialien, der eine senkrechte Reaklionskammer, im Oberteil der Reaktionskammer befindliche Mittel zur Zufuhr des dispersen Materials, Mittel zum Plasmaerhit/en und Zuleiten von Betriebsgas in den Unterteil der Reaktionskammer, Mittel zum Abführen gasförmiger Produkte aus der Reaktionskammer sowie einen unter der Reaklionskammer angeordneten und mit ihrem Unterteil verbundenen Bunker besitzt, d a durch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Plasmacrhitzen und Zuleiten des Betriebsgases aus einer Reihe von Plasmatrons (3) bestehen, deren Düsen (4) sich am Umfang des Unterteils der Reaklionskammer (i) befinden und senkrecht zur Vertikalebene der Reaktionskammer (1) gerichtet sind.
2. Plasmaerftitzer chemischer Reaktor nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,daß die Mittel zum Abführen gasförmiger Produkte im Oberteil der Reaktionskammer (I) angeordnet sind.
3. Plasmaerhitzer chemischer Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bunker (5) mit Mitteln zum Abfuhren gasförmiger Produkte versehen ist.
4. Plasmaerhitzer chemischer Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die w Reaktionskammer (1) mit dem Bunker (5) durch ein Verbindungsrohrstück (21) verbunden ist, und die Mittel zum Abführen gasförmige; Produkte aus dem Bunker (5) in Form eines Rvihrstücks (22) ausgeführt sind, das von außen her das Verb idungsstück (21) umfaßt, wodurch das letztere auf der Außenseite durch abgeführte gasförmige Produkte erhitzt wird.
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