JP2016524519A - 低温プラズマの発生装置、及び、関連する化学物質を製造するため方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔発明の分野〕
本発明は、特に、化学物質、とりわけ、例えば、硝酸、及び硫酸等の酸を製造するための化学工業プロセスにおいて使用される、低温プラズマを発生するための装置に関する。
化学物質を製造するための低温プラズマの使用は、従来の方法に対して、異なる利点を有している。特に、下記の反応:
そこで、本発明によって提起され、解決される技術的な課題は、低温プラズマを発生させるための、装置、及び、化学物質を製造するために関連する方法、又は、プロセスを提供することにあり、公知技術に関する上述の欠点を、未然に防ぐことを可能にする。
当該装置は、
外部電極及び内部電極であって、一方が他方を囲むように配置することで、それらの間にプラズマ発生領域を規定し、
内部電極、及び/又は、外部電極は、電源に接続されているか、又は、接続可能であることで、使用において、電位差を上記プラズマ発生領域に定め、
内部電極及び外部電極は、一方が、他方に対して回転可能であり、
外部電極は、上記プラズマ発生領域を横断すべき気体のための吸入口、及び、上記プラズマ発生領域を横断したプラズマガスの、少なくとも1つの再循環排出口を有している;と、
外部電極と内部電極との間に放電を引き起こすためのトリガー手段であって、上記トリガー手段は、二つの電極のうちの回転電極に接続され、好ましくは固定されている;と、
気体吸入手段であって、上記プラズマ発生領域を通じて気体を引き込むのに適しており、上記二つの電極のうちの回転電極に対して接続され、好ましくは固定されている気体吸入手段と、を含んでいる、低温プラズマ発生装置を提供する。
上述されているような、反応装置、又は、発生装置と、
反応装置、又は、発生装置に動作可能なように接続されていることで、そこから出された気体/蒸気を投入するように受け入れる凝縮装置と、を含んでいる、化学プラントも提供する。
添付された図面における形態が参照され、ここで、
・図1は、本発明の第一の実施形態に基づく低温プラズマ発生装置の縦断面における概略図を示しており、
・図2は、図1の装置の実施形態のうちの、変形例の縦断面における概略図を示しており、
・図3は、図1の装置を組み込んでいる反応装置の縦断面における概略図を示しており、
・図4は、図1の実施形態に基づいて実施される、一組の発生装置の夫々を組み込んでいる反応装置の縦断面における概略図を示しており、
・図5は、本発明の第二の実施形態に基づく低温プラズマ発生装置を組み込んでいる反応装置の縦断面における概略図を示しており、当該反応装置は、第一の操作モードで示されており、
・図6は、図5の反応装置の縦断面における概略図を示しており、第二の操作モードで示されており、
・図7は、第一の実施形態の変形例としての図5の装置を組み込んでいる反応装置の縦断面における概略図を示しており、
・図8は、第二の実施形態の変形例としての図5の装置を組み込んでいる反応装置の縦断面における概略図を示しており、
・図8Aは、本発明の第三の実施形態に基づく低温プラズマ発生装置、又は、反応装置の縦断面における概略図を示しており、
・図8Bは、本発明の付加的な実施形態に基づく低温プラズマ発生装置、又は、反応装置の縦断面における概略図を示しており、
・図9は、図5の反応装置の正面の概略図を示しており、
・図10は、図5の実施形態に基づいて実施される、一組の発生装置の夫々を組み込んでいる反応装置の正面の概略図を示しており、
・図11は、前出の図面のいずれか1つに基づく、第一の実施形態としての化学プラント、又は、低温プラズマ発生装置を組み込んでいる装置、及び/又は、関連する反応装置の基本ブロック図を示しており、
・図12は、図4の反応装置を組み込んでいる変形例に属する、図11のプラントを示しており、
・図13は、図1〜10のいずれか1つに基づく、第二の実施形態としての、化学プラント、又は、低温プラズマ発生装置を組み込んでいる装置、及び/又は、関連する反応装置の基本ブロック図を示しており、
・図14は、図1〜10のいずれか1つに基づく、第三の実施形態としての化学プラント、又は、低温プラズマ発生装置を組み込んでいる装置、及び/又は、関連する反応装置の基本ブロック図を示しており、
・図15は、図1〜10のいずれか1つに基づく、第五の実施形態としての化学プラント、又は、低温プラズマ発生装置を組み込んでいる装置、及び/又は、関連する反応装置の基本ブロック図を示している。
本発明の発生装置、反応装置、プラント、及び、方法又はプロセスの様々な実施形態及び変形例は、本明細書の以下において、これを上述の図面を参照して記載されている。
櫛の歯の高さを、1mm〜約100mmまでの間で変化させることができ、
単一の歯の厚さを、1mm〜約5mmまでの間で変化させることができ、
歯の中間軸を、1mm〜約10mmまでの間で変化させることができ、及び/又は、
櫛の全体の長さを、10mm〜約数メートルまでの間で変化させることができる。
−化学的により反応しやすく、領域521内において連続的に再循環する蒸気の形成と、
−液体が蒸発する温度に等しい値において、反応装置211の内部の温度を維持することである。
Claims (130)
- 化学物質、特に、酸、硝酸、硫酸、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸カルシウム、NO、NO2、NOx、NxOx、又は、酸化された揮発性有機化合物のいずれかを、反応装置(211、…、214)において、低温プラズマという手段によって製造するための化学プロセスであって、
第一の電極(51)、及び、第二の電極(522)を含み、一方に対して他方を配置することにより、それらの間にプラズマ発生領域(521)を規定している、上記反応装置(211、…、214)の発生装置(111、112、113)中において、上記低温プラズマを発生し、
その第一の電極(51)及び/又は第二の電極(522)は、電源(15、16)によって供給されることで、電位差を、それらの間における、上記プラズマ発生領域(521)に定め、
気体に、上記プラズマ発生領域(521)を横断させることによって、プラズマガスを得、
上記第二の電極(522)は液体電極であり、
上記第一の電極(51)は、回転可能であり、好ましくは、約2800rpmの最大回転速度にて駆動する、化学プロセス。 - 上記プラズマ発生領域(521)を横断した上記プラズマガスが、上記プラズマ発生領域(521)に再循環される、請求項1に記載の化学プロセス。
- 上記プラズマガスのうちの上記再循環される一部は、上記発生装置を離れる上記プラズマガス、又は、上記プロセスのさらなる工程に向けて上記反応装置を離れる上記化学物質、特に、上記酸に対して、1:10〜10:1の範囲内に含まれる割合にある、前述の請求項に記載の化学プロセス。
- 上記発生装置(111、112、113)が、実質的に水平な上記第一の電極(51)の長手方向軸(L)に配置されている、前述の請求項のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 少なくとも1つの上記発生装置(111、112、113)は、上記第一の電極(51)の長手方向軸(L)が上記液体電極(522)の自由表面(18)に対して、実質的に平行であるように配置されている、前述の請求項に記載の化学プロセス。
- 本体(52)は上記第一の電極(51)を囲んでおり、それは上記液体電極(522)に少なくとも部分的に浸漬されていることを条件とする、前述の請求項のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 上記液体電極(522)は、上記プラズマ発生領域(521)に入る上記気体を冷却するのに使用され、好ましくは上記プラズマ発生領域(521)に入る蒸気を発生させる、前述の請求項のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 上記第一の電極(51)と第二の電極(522)との間の距離が上記液体電極(522)の水準を制御することによって調整されている、前述の請求項のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 化学物質、特に、酸、硝酸、硫酸、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸カルシウム、NO、NO2、NOx、NxOx、又は、酸化された揮発性有機化合物のいずれかを、反応装置(201、202)において、低温プラズマという手段によって製造するための化学プロセスであって、
外部電極(2)、及び、内部電極(1)を含み、一方が他方を囲むように配置することで、それらの間にプラズマ発生領域(121)を規定する反応装置(201、202)の発生装置(101、102)中において、低温プラズマを発生し、
その内部電極(1)、及び/又は、外部電極(2)は、電源(15、16)によって供給されることで、電位差を、それらの間における上記プラズマ発生領域(121)に定め、
上記内部電極(1)及び外部電極(2)は、一方に対して他方を回転させ、
気体に、上記プラズマ発生領域(121)を横断させることによって、上記プラズマを得、
上記プラズマ発生領域(121)を横断した上記プラズマガスの一部を、上記プラズマ発生領域(121)に再循環させ、
上記外部電極(2)は、上記プラズマガスの流れに対して、少なくとも1つの再循環排出口(5)の下流に配置されている、プラズマガスの付加的な排出口(10)を有している、化学プロセス。 - 上記内部電極(1)は回転可能であり、上記外部電極(2)は固定されている、請求項9に記載の化学プロセス。
- 上記外部電極(2)及び内部電極(1)の両方が回転可能である、請求項9又は10に記載の化学プロセス。
- 上記外部電極(2)及び内部電極(1)は、夫々の上記長手方向軸(L)が、実質的に平行又は一致しており、上記軸の上記共通の方向は、好ましくは、関連している回転の軸(A)のそれにも一致するように配置されている、請求項9〜11のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 上記外部電極(2)及び内部電極(1)は、同軸上に配置されている、前述の請求項に記載の化学プロセス。
- 上記外部電極(2)及び内部電極(1)は、偏心して配置されている、請求項12に記載の化学プロセス。
- 上記発生装置(101、102)は、上記内部電極(1)の長手方向軸(L)に、実質的に垂直に配置されている、請求項9〜14のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 上記発生装置(101、102)の上記電極(1、2)の1つを、約2800rpmの最大回転速度で駆動させる、請求項9〜15のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 上記プラズマガスのうちの上記再循環される一部は、上記発生装置を離れる上記プラズマガス、又は、上記プロセスのさらなる工程に向けて、反応装置を離れる、上記化学物質、特に、酸に対して、1:10〜10:1の範囲内に含まれる割合にある、請求項9〜16のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 上記発生装置(101、102)の上記内部電極(1)及び外部電極(2)の1つは、導電性液体に少なくとも部分的に浸漬されている、請求項9〜17のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 少なくとも1つの上記発生装置(101、102)は、上記内部電極(1)の長手方向軸(L)が上記導電性液体の自由表面(18)に対して、実質的に垂直であるように配置されている、前述の請求項に記載の化学プロセス。
- 導電性液体は、上記プラズマ発生領域(121)に入る上記気体を冷却するために使用され、好ましくは、上記プラズマ発生領域(121)に入る蒸気を発生させる、請求項9〜19のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 上記反応装置において生成した上記酸、及び、気体/蒸気に対する凝縮工程を含む、請求項9〜20のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 上記凝縮工程の下流において、液体−気体の分離工程をさらに含む、前述の請求項に記載の化学プロセス。
- 上記凝縮工程の下流において、少なくとも1回の冷却工程、好ましくは噴霧−冷却工程をさらに含む、請求項21に記載の化学プロセス。
- 上記酸の生成物を増やすのに適している付加的な反応工程を含み、当該付加的な反応工程が、上記凝縮工程、及び、好ましくは少なくとも1回の上記冷却工程の下流に設けられている、請求項21又は23に記載の化学プロセス。
- 上記付加的な反応工程は、好ましくは噴霧、又は、スプレー手段を用いることによって、凝縮した酸と、気体/蒸気との間の接触面の増大をもたらす、前述の請求項に記載の化学プロセス。
- 上記付加的な反応工程は、凝縮した酸の再循環をもたらす、請求項24又は25に記載の化学プロセス。
- 上記発生装置(111、112、113)の上記付加的な反応工程から気体/蒸気の再循環工程をさらに含む、請求項21〜23のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 上記酸は、H2SO4であり、上記プロセスは、硫黄の煙霧を生成する工程を含み、後者は、上記発生装置(111、112、113)の上記プラズマ発生領域(521)を横断する投入ガスである、前述の請求項に記載の化学プロセス。
- 上記プラズマ発生領域(521)への上記硫黄の煙霧の注入の前に、少なくとも1回の上記硫黄の煙霧の冷却工程を含む、前述の請求項に記載の化学プロセス。
- 上記酸は硝酸であり、上記発生装置(111、112、113)の上記プラズマ発生領域(521)を横断する上記投入ガスは空気である、前述の請求項のいずれか1項に記載の化学プロセス。
- 特に、酸、硝酸、硫酸、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸カルシウム、NO、NO2、NOx、NxOx、又は、酸化された揮発性有機化合物のいずれかを製造するためのプロセスにおいて使用するのに適している、低温プラズマの発生装置(111、112、113)であって、
その装置(111、112、113)は、第一の電極(51)、及び、第二の電極(52、522)を含んでおり、それらの間にプラズマ発生領域(521)を規定するように配置されており、
その第一の電極(51)及び/又は第二の電極(52、522)は、電源(515、516)に接続されているか、又は、接続可能であることで、使用において、電位差を上記プラズマ発生領域(521)に定め、
その装置(111、112、113)は、上記プラズマ発生領域(521)を横断すべき気体のための吸入口(58、55)、及び、上記プラズマ発生領域(521)を横断している上記プラズマガスのための少なくとも1つの再循環排出口(55、58)を有しており、
上記装置(111、112、113)は、上記第二の電極(52、522)が、液体電極であるように構成されており、
上記第一の電極(51)は、回転可能である、低温プラズマの発生装置(111、112、113)。 - 本体(52)を含み、上記本体(52)内に、上記第一の電極(51)が、少なくとも部分的に受け入れられている、請求項31に記載の発生装置(111)。
- 上記吸入口(58、55)及び/又は少なくとも1つの上記再循環排出口(55、58)が、上記本体(52)に収められている、前述の請求項に記載の発生装置(111)。
- 上記吸入口(58、55)、又は、少なくとも1つの上記再循環排出口(55、58)は、上記本体(52)の端、好ましくは底に配置されている、前述の請求項に記載の発生装置(111)。
- 少なくとも1つの上記再循環排出口(55、58)及び上記吸入口(58、55)は、上記本体(52)の側壁又は縁に配置されている、請求項33又は34に記載の発生装置(111)。
- 少なくとも1つの上記再循環排出口(55、58)は、実質的に、上記本体(52)の断面積と同じか、より大きな出口面積を規定している、請求項33〜35のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記本体(52)は、上記プラズマガスのための複数の再循環排出口(55)を有しており、その排出口(55)は、好ましくは、上記本体(52)の側壁又は縁に配置されている、請求項31〜36のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記本体(52)及び上記第一の電極(51)は、夫々の上記長手方向軸(L)が実質的に平行又は一致しており、好ましくは、上記軸の上記共通の方向は、上記第一の電極(51)の回転の軸(A)のそれに対しても一致している、請求項31〜37のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記本体(52)及び上記第一の電極(51)は、同軸上に配置されている、前述の請求項に記載の発生装置(111)。
- 上記本体(52)及び上記第一の電極(51)は偏心して配置されている、請求項38に記載の発生装置(113)。
- 上記本体(52)及び/又は上記第一の電極(51)は、実質的に円筒状の形状を有している、請求項32〜40のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記本体(52)の上記断面積は、上記第一の電極(51)の上記断面積よりも約25〜100倍の大きさを有している、請求項32〜41のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記本体(52)及び上記第一の電極(51)の両方とも、実質的に円形の断面を有しており、上記本体(52)の直径は、上記第一の電極(51)の直径よりも約5〜10倍の大きさを有している、請求項32〜42のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記本体(52)は、好ましくはそれらの側壁又は縁に配置されている、少なくとも1つの液体吸入口(555)を有しており、当該配置にすることで、上記液体吸入口(555)が、上記本体(52)を液体電極(522)に部分的に浸漬することを可能にする、請求項32〜43のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 少なくとも1つの上記液体吸入口(555)及び少なくとも1つの上記再循環排出口(55、58)は、上記本体(52)の夫々の一部において、実質的に一方が他方に直交して配置されている、前述の請求項に記載の発生装置(111)。
- 上記第一の電極(51)は、軸形である、請求項31〜45のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記第一の電極(51)は、回転可能な軸(501)上に固定されており、後者は好ましくは上記本体(52)内に受け入れられている、請求項31〜46のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記第一の電極(51)は、上記液体電極(522)の自由表面(518)に対して、実質的に平行に配置されている、請求項31〜47のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記プラズマ発生領域(521)を通じて気体を引き込むのに適している気体吸入手段(54)を含んでいる、請求項31〜48のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記気体吸入手段(54)は、回転翼又は羽根車を含んでおり、後者は、回転可能な上記第一の電極(51)に対し、好ましくは接続されており、より好ましくは固定されており、上記回転翼又は羽根車は、好ましくは、少なくとも部分的に、プラスチック材料でできている、前述の請求項に記載の発生装置(111)。
- 上記気体吸入手段は、上記本体(52)の外側に配置されている、回転翼又は羽根車(64)、好ましくは、遠心回転翼又は羽根車を含んでいる、請求項2に従属しているときの、請求項39〜50のいずれか1項に記載の発生装置(112)。
- 上記気体吸入手段は、上記本体(52)の内径の約70〜95%、より好ましくは約60〜90%の範囲内に含まれる直径を有している回転翼又は羽根車(54)を含んでいる、請求項2に従属しているときの、請求項40又は41に記載の発生装置(111)。
- 上記第一の電極(51)に繋がっている、すり電気接点手段(558)を含んでいる、請求項31〜52のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記第一の電極(51)と第二の電極(51、522)との間に放電を引き起こすためのトリガー手段(53)を含んでいる、請求項31〜53のいずれか1項に記載の発生装置(111)。
- 上記トリガー手段(53)は、上記第一の電極(51)に接続されており、好ましくは固定されている、前述の請求項に記載の発生装置(111)。
- 上記トリガー手段(53)は、尖端効果に基づいている、請求項45又は46に記載の発生装置(101)。
- 上記トリガー手段(53)は、実質的に櫛形である、請求項45〜47のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 前述の請求項のいずれか1項に記載の発生装置(111、112、113)と、
上記発生装置(111、112、113)における上記第一の電極(51)、及び/又は、第二の電極(52、522)に接続されているか、又は、接続可能である高い周波数又は高い電圧の発生装置と、を含んでいる、発生装置のアセンブリ。 - 上記発生装置(111、112、113)における上記電極(51、52、522)のうちの1つを、好ましくは約2800rpmの最大回転速度で、回転するように駆動させるのに適しているモータをさらに含んでいる、前述の請求項に記載の発生装置のアセンブリ。
- 特に、酸、硝酸、硫酸、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸カルシウム、NO、NO2、NOx、NxOx、又は、酸化された揮発性有機化合物を製造するためのプロセスにおいて使用するのに適している、反応装置(211、…、214)であって、
その装置(211、…、214)は、少なくとも1つの発生装置(111、112、113)、又は、前述の請求項のいずれか1項に記載の発生装置のアセンブリを含み、上記装置(211、…、214)は、少なくとも1つの上記発生装置(111、112、113)において発生した上記プラズマガスが関与する反応によって上記反応装置において得られた気体/蒸気を出すための少なくとも1つの排出口(510)を有している、反応装置(211、…、214)。 - その装置(211)は、少なくとも1つの上記発生装置(111、112、113)における上記液体電極(522)を受け入れるのに適している槽領域(580)を有している、前述の請求項に記載の反応装置(211)。
- 外部のケーシング(511)を含んでおり、少なくとも1つの上記発生装置(111、112、113)は、少なくとも部分的に上記ケーシング(511)の内部に配置されている、請求項60又は61に記載の反応装置(211)。
- 上記ケーシング(511)は、上記槽領域(580)を規定している、請求項61又は62に記載の反応装置(211)。
- 上記ケーシング(511)は、導電性液体吸入口(513)及び気体吸入口(512)を有しており、好ましくは、一方が他方に隣接して配置されている、請求項62又は63に記載の反応装置(211)。
- 上記ケーシング(511)は、好ましくは、その上端の一部に配置されている、気体/蒸気の排出口(510)を有している、請求項60〜64のいずれか1項に記載の反応装置(211)。
- 上記液体電極(522)の水準を、制御及び/又は調整するための手段(518)を含んでいる、請求項60〜65のいずれか1項に記載の反応装置(211)。
- 複数の発生装置(111、112、113)、及び/又は、請求項58又は59に記載の、発生装置のアセンブリの夫々を含んでいる、請求項60〜66のいずれか1項に記載の反応装置(211)。
- 少なくとも1つの上記発生装置(111、112、113)は、上記第一の電極(51)の長手方向軸(L)が、実質的に水平なように配置されている、請求項60〜67のいずれか1項に記載の反応装置(211)。
- 請求項60〜68のいずれか1項に記載の反応装置(211、…、214)、又は、請求項31〜57のいずれか1項に記載の発生装置(111、112、113);と、
上記反応装置(211、…、214)、又は、上記発生装置(111、112、113)に動作可能なように接続されていることで、そこから出された上記気体/蒸気を投入するように受け入れる凝縮装置(70)と、を含んでいる、化学プラント(300、…、305)。 - 上記凝縮装置(70)の下流に配置されている、液体−気体分離装置(80)をさらに含む、請求項69に記載の化学プラント(302)。
- 上記凝縮装置(70)の下流に配置されている、少なくとも1つの冷却装置(90)をさらに含んでおり、当該冷却装置は、好ましくは霧反応装置(90)を含んでいる、請求項69に記載の化学プラント(303、304)。
- 上記凝縮装置(70)の下流、及び、好ましくは少なくとも1つの冷却装置(90)の下流に配置されている、少なくとも1つの接触反応装置(40)をさらに含んでいる、請求項69又は71に記載の化学プラント(303、304)。
- 上記接触反応装置(40)は、凝縮した生成物の循環手段(42〜44)を含んでいる、前述の請求項に記載の化学プラント(303、304)。
- 上記反応装置(211、…、214)における上記接触反応装置(40)から気体を引き寄せるのに適している、上記接触反応装置(40)と上記反応装置(211、…、214)との間の連絡手段(47、48、124)をさらに含む、請求項72又は73に記載の化学プラント(304)。
- 上記冷却装置(90)、及び/又は、上記接触反応装置(40)は、上記(複数の)装置内で受け取った、凝縮された生成物の霧状化手段(94、46)を含んでいる、請求項72〜74のいずれか1項に記載の化学プラント(303、304)。
- 硫黄の煙霧を生成するのに適しており、上記反応装置(201、202)の上流に配置されている、少なくとも1つの硫黄のバーナー(30)をさらに含んでいる、請求項69に記載の化学プラント(304)。
- 上記(複数の)バーナー(30)の下流、及び、上記反応装置(201、202)の上流に配置されている、少なくとも1つの冷却装置(35)を含んでいる、前述の請求項に記載の化学プラント(304)。
- 硝酸、又は硫酸を製造するためのプラントである、請求項61〜69のいずれか1項に記載の化学プラント。
- 特に、酸、硝酸、硫酸、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸カルシウム、NO、NO2、NOx、NxOx、又は、酸化された揮発性有機化合物のいずれかを製造するためのプロセスにおいて使用するのに適している低温プラズマの発生装置であって、
その装置(101、102)は、
一方が他方を囲むように配置することで、それらの間にプラズマ発生領域(121)を規定する、内部電極(1)及び/又は外部電極(2)、
ここで、上記内部電極(1)及び/又は外部電極(2)は、電源(15、16)に接続されているか、又は、接続可能であることで、使用において、電位差を上記プラズマ発生領域(121)に定め、
上記内部電極(1)及び外部電極(2)は、一方に対して他方が回転可能であり、
上記外部電極(2)は、上記プラズマ発生領域(121)を横断すべき気体のための吸入口(8)、及び、上記プラズマ発生領域(121)を横断した少なくとも1つの上記プラズマガスのための再循環排出口(5)を有している;と、
上記外部電極(1)と内部電極(2)との間に放電を引き起こすためのトリガー手段(3、3a)であって、上記二つの電極(1、2)のうちの回転電極(1)に接続され、好ましくは固定されている、トリガー手段(3、3a);と、
上記プラズマ発生領域(121)を通じて気体を引き込むのに適している、気体吸入手段(4)であって、上記二つの電極(1、2)のうちの回転電極(1)に接続され、好ましくは固定されている気体吸入手段(4);と、を含んでおり、
ここで、上記外部電極(2)は、上記プラズマガスの流れに対して、少なくとも1つの再循環排出口(5)の下流に配置されている、プラズマガスの付加的な排出口(10)を有している、低温プラズマの発生装置。 - 上記内部電極(1)は、回転可能である、請求項79に記載の発生装置(101)。
- 上記外部電極(2)及び内部電極(1)の両方は、回転可能である、請求項79又は80に記載の発生装置(101)。
- 上記外部電極(2)及び内部電極(1)は、夫々の長手方向軸(L)が、実質的に平行又は一致しており、上記軸の上記共通の方向は、好ましくは、関連している回転の軸(A)のそれにも一致するように配置されている、請求項79〜81のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記外部電極(2)及び内部電極(1)は、同軸上に配置されている、請求項82に記載の発生装置(101)。
- 上記外部電極(2)及び内部電極(1)は、偏心して配置されている、請求項82に記載の発生装置(113)。
- 上記外部電極(2)及び内部電極(1)は、実質的に円筒形の形状を有している、請求項79〜84のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記内部電極(1)は、軸形である、請求項79〜85のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記内部電極(1)の中間支持材(7)を含み、当該中間支持材(7)は、上記二つの電極(1、2)の間において電気絶縁性を確保するのに適している、請求項79〜86のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記外部電極(2)の断面積は、上記内部電極(1)の断面積よりも約25〜100倍の大きさを有している、請求項79〜87のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記外部電極(2)及び内部電極(1)は、両方、実質的に円形の断面を有しており、上記外部電極(2)の直径は、上記内部電極(1)の直径よりも約5〜10倍の大きさを有している、請求項79〜88のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記内部電極(1)は、好ましくは、約20〜200mmの範囲内に含まれる直径で、実質的に円形の断面を有している、請求項79〜89のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記外部電極(2)、及び/又は、上記内部電極(1)は、約200mmと同じか、より大きな長さを有している、請求項79〜90のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記気体吸入口(8)は、上記外部電極(2)の端に、好ましくは底に配置されている、請求項79〜91のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 少なくとも1つの上記再循環排出口(5)は、上記外部電極(2)の側壁又は縁に配置されている、請求項79〜92のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 少なくとも1つの上記再循環排出口(5)は、上記外部電極(2)の断面積と実質的に同じか、より大きな出口面積を規定している、請求項79〜93のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記外部電極(2)は、上記プラズマガスのための複数の再循環排出口(5)を有しており、当該排出口(5)は、好ましくは、上記外部電極(2)の側壁又は縁に配置されている、請求項79〜94のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記外部電極(2)は、上記プラズマガスの流れに対して、少なくとも1つの再循環排出口(5)の下流に配置されている、プラズマガスの付加的な排出口(10)を有している、請求項79〜95のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記付加的な排出口(10)は、上記外部電極(2)の側壁又は縁に配置されている、請求項79〜96のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記トリガー手段(3)は、上記電極(1、2)の回転電極(1)に固定されている、請求項79〜97のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記トリガー手段(3)は、尖端効果に基づいている、請求項79〜98のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記トリガー手段(3)は、実施的に櫛形である、請求項79〜99のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記気体吸入手段は、上記内部電極(1)及び外部電極(2)のうちの回転電極(1)に固定されている回転翼又は羽根車(4)を含んでおり、当該回転翼又は羽根車(4)は、好ましくは、少なくとも部分的にプラスチック材料でできている、請求項79〜100のいずれか1項に記載の発生装置(101)。
- 上記気体吸入手段は、上記内部電極(1)に固定されている回転翼又は羽根車(4)を含み、上記回転翼又は羽根車(4)は、好ましくは、上記外部電極(2)の内径の約70〜95%、より好ましくは60〜90%の範囲内に含まれる直径を有している、請求項101に記載の発生装置(101)。
- 請求項79〜102のいずれか1項に記載の発生装置(101、102)と、
上記発生装置(101、102)における内部電極(1)及び/又は外部電極(2)に接続されているか、又は、接続可能である高い周波数又は高い電圧の発生装置と、を含んでいる、発生装置のアセンブリ。 - 上記発生装置(101、102)の上記電極(1、2)の回転を、好ましくは約2800rpmの回転数の最大速度で、駆動させるのに適しているモータをさらに含んでいる、前述の請求項に記載の発生装置のアセンブリ。
- 特に、酸、硝酸、硫酸、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸カルシウム、NO、NO2、NOx、NxOx、又は、酸化された揮発性有機化合物を製造するためのプロセスにおいて使用するのに適している反応装置(201、202)であって、
その装置(201、202)は、
少なくとも1つの発生装置(101、102)であって、
一方が他方を囲むように配置することで、それらの間にプラズマ発生領域(121)を規定する、外部電極(1)及び内部電極(2)、
ここで、上記内部電極(1)及び/又は外部電極(2)は、電源(15、16)に接続されているか、又は、接続可能であることで、使用において、電位差を上記プラズマ発生領域(121)に定め、
上記内部電極(1)及び外部電極(2)は、一方が、他方に対して回転可能であり、
上記外部電極(2)は、上記プラズマ発生領域(121)を横断すべき気体のための吸入口(8)、及び、上記プラズマ発生領域(121)を横断したプラズマガスのための少なくとも1つの再循環排出口(5)を有している;と、
上記外部電極(1)と内部電極(2)との間に放電を引き起こすためのトリガー手段(3、3a)であって、上記二つの電極(1、2)のうちの回転電極(1)に接続され、好ましくは固定されているトリガー手段(3、3a);と、
上記プラズマ発生領域(121)を通じて気体を引き込むのに適している、気体吸入手段(4)であって、上記二つの電極(1、2)のうちの回転電極(1)に接続され、好ましくは固定されている気体吸入手段(4);と、を含んでいる、発生装置(101、102)、
又は、少なくとも1つの上記発生装置(101、102)、及び、上記発生装置(101、102)の上記内部電極(1)及び/又は外部電極(2)に接続されているか、又は、接続可能な高い周波数又は高い電圧の発生装置を含んでいる、発生装置のアセンブリ、
を含んでおり、
上記装置(201、202)は、導電性液体を受け入れるのに適している槽領域(180)を有しており、上記配置は、上記発生装置(101、102)の上記内部電極(1)及び外部電極(2)のうちの1つが、上記槽領域(180)に部分的に受け入れられ、使用において、上記導電性液体に少なくとも部分的に浸漬されるようになっており、
上記装置(201、202)は、少なくとも1つの上記発生装置において発生した上記プラズマガスが関与する反応によって、上記反応装置において得られた気体/蒸気を出すための排出口(510)を有している、反応装置(201、202)。 - 外部のケーシング(11)を含んでおり、少なくとも1つの上記発生装置(101、102)は、少なくとも部分的に上記ケーシング(11)の内部に配置されている、前述の請求項に記載の反応装置(201)。
- 上記ケーシング(11)は、上記槽領域(180)を規定し、後者は、好ましくは実質的に球形又は鉢形である、前述の請求項に記載の反応装置(201)。
- 上記ケーシング(11)は、好ましくは対向して配置されている、導電性液体吸入口(13)及び気体吸入口(12)を有している、請求項105又は106に記載の反応装置(201)。
- 上記内部電極(1)は、使用において、上記槽領域(180)に受け入れられている導電性液体に、少なくとも部分的に浸漬されるように配置されている、請求項105〜108のいずれか1項に記載の反応装置(201)。
- 少なくとも1つの上記発生装置(101、102)は、その長手方向軸(L)、好ましくは、上記内部電極(1)の長手方向軸が、上記導電性液体の自由表面(18)に対して、実質的に垂直であるように配置されている、請求項105〜109のいずれか1項に記載の反応装置(201)。
- 上記槽領域(180)の内部における上記導電性液体の水準を、制御及び/又は調整するための手段(18)を含んでいる、請求項105〜110のいずれか1項に記載の反応装置(201)。
- 少なくとも1つの上記発生装置(101、102)は、上記内部電極(1)の長手方向軸(L)が、実質的に鉛直であるように配置されている、請求項105〜111のいずれか1項に記載の反応装置(201)。
- 請求項79〜104のいずれか1項に記載の、複数の発生装置(101、102)及び/又は発生装置のアセンブリの夫々を含んでいる、請求項105〜112のいずれか1項に記載の反応装置(201)。
- 上記第二の電極は、格子形(222)である、請求項105〜113のいずれか1項に記載の装置(114)。
- 好ましくは、上記ケーシング(11)の下部に配置されている、液体排出口(17、217)を含んでいる、請求項105〜114のいずれか1項に記載の装置(201、202、114)。
- 上記ケーシング(11)の内部に規定されている反応環境を、冷却又は加熱するための手段を含んでいる、請求項105〜115のいずれか1項に記載の装置(201、202)。
- 液体のための吸入口を有していない、請求項105〜116のいずれか1項に記載の装置(201、202、114)。
- 窒素及び酸素を投与するための手段、及び/又は、圧力下において上記気体の生成物を保管するための圧縮手段をさらに含んでいる、請求項105〜117のいずれか1項に記載の装置(201、202、114)。
- ファン及び/又は熱交換器をさらに含んでいる、請求項105〜118のいずれか1項に記載の装置(201、202、114)。
- 請求項105〜119のいずれか1項に記載の反応装置(201、202)、又は、請求項79〜103のいずれか1項に記載の発生装置(101、102)と、
上記反応装置(201、202)、又は、上記発生装置(101、102)に動作可能に接続されていることで、そこから出された上記気体/蒸気を投入するように受け入れる、凝縮装置(70)と、
を含んでいる、化学プラント(300、…、304)。 - 上記凝縮装置(70)の下流に配置されている、液体−気体分離装置(80)をさらに含んでいる、請求項120に記載の化学プラント(302)。
- 上記凝縮装置(70)の下流に配置されている少なくとも1つの冷却装置(90)をさらに含んでおり、当該冷却装置(90)が、好ましくは霧反応装置(90)を含んでいる、請求項120に記載の化学プラント(303、304)。
- 上記凝縮装置(70)の下流であり、好ましくは少なくとも1つの冷却装置(90)の下流に配置されている、少なくとも1つの接触反応装置(40)をさらに含んでいる、請求項120又は122に記載の化学プラント(303、304)。
- 上記接触反応装置(40)は、凝縮した生成物の再循環手段(42〜44)を含んでいる、前述の請求項に記載の化学プラント(303、304)。
- 上記反応装置(201、202)における上記接触反応装置(40)から気体を引き寄せるのに適している、上記接触反応装置(40)と、上記反応装置(201、202)との間の連絡手段(47、48、124)をさらに含んでいる、請求項123又は124に記載の化学プラント(304)。
- 上記冷却装置(90)及び/又は上記接触反応装置(40)は、上記(複数の)装置内で受け取った、凝縮した生成物の噴霧手段(94、96)を含んでいる、請求項122〜125のいずれか1項に記載の化学プラント(303、304)。
- 硫黄の煙霧を生成するのに適しており、上記反応装置(201、202)の上流に配置されている、少なくとも1つの硫黄のバーナーをさらに含んでいる、請求項120に記載の化学プラント(304)。
- 上記バーナー(30)の下流、及び、上記反応装置(201、202)の上流に配置されている、少なくとも1つの冷却装置(35)を含んでいる、前述の請求項に記載の化学プラント(304)。
- 硝酸、又は硫酸を製造するためのプラントである、請求項120〜128のいずれか1項に記載の化学プラント。
- 化学物質、特に、酸、硝酸、硫酸、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸カルシウム、NO、NO2、NOx、NxOx、又は、酸化された揮発性有機化合物のいずれかを製造するための化学プロセスであって、前述の請求項のいずれか1項に記載の発生装置(101、102)、発生装置のアセンブリ、反応装置(201、202)又はプラント(300、…、304)を使用する、化学プロセス。
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