NO128521B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for gjennomføring av

høytemperaturreaks joner.

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat for å gjennomfbre hoytemperaturreaksjoner under tilforsel av energi fra plasmageneratorer, hvor reaktantene med innbyrdes motsatt retning fores sammen i et sylinderformig reaksjonsrom og reaksjonsproduktene fores sammen med et bråkjblingsmedium fo r å bråkjoles.

Det er kjent å utfore hoytemperaturreaksjoner, eksempelvis dissosiasjoner og fremstilling av hbytsmeltende forbindelser, i en varm gasstråle eller plasmastråle. I de fleste tilfeller er da fremgangsmåten således at reaksjonen, som tilfores energi fra en slik stråle, gjennomføres i en reaktor som med fordel roterer. Reaktorveggene kan avkjoles således at en del av reaktantene eller sluttproduktet "fryser ut" på veggene og danner en beskyttende foring. Derved oppnås en forbedret varmeisolasjon og bedre beskyttelse av veggene mot kjemiske påvirkninger . Disse reaktorer er sålede.s . utformet at energibæreren og reaktantene innfores på den ene side i overveiende aksial retning. På den andre siden avkjoles sluttproduktet og bortledes i aksial retning. Utlbpsåpningen for sluttproduktet er vanligvis stbrre enn innlopsåpningen for energibærer og reaktantef. Bråkjolingen begunstiges ved en forkortelse av blandings-strekningen for reaksjonsprodukter og bråkjolingsmediet som vanligvis tilfores radialt i form av gass eller væske. Ved en på forhånd gitt bråkjolingshastighet begrenses herved ydelsesgraden. Dessuten er ved de kjente fremgangsmåter energitapet på grunn av utstråling gjennom utlopsåpningen relativt hoyt.

Fra U.S. patentskrift nr. 3275<*>+12 er kjent en hoytemperatur-fremgangsmåte og et apparat hvor det anvendes plasmabrennere som er rettet mot hverandre med en vinkel på 70-120°.. I dette patentskrift anfores at det ved bruk av plasmabrennere som var rettet mot hverandre med en vinkel på 180°C, innen 62 sekunder dannet seg en så sterk av-leiring av stbrknet titandioxyd foran delingsspalten (som var plas-ert i midten) at reaksjonen måtte avbrytes. Dette betraktes som meget forstyrrende ettersom det kraftige sammenstot av plasmastrålene med en innbyrdes vinkel over 160° og derav folgende hoyere blandingsgrad av reaktantene skulle gi et hoyere utbytte. ;Formålet med oppfinnelsen er å fjerne de ovennevnte ulemper. ;Lfolge den foreliggende oppfinnelse oppnås dette ved at reaktantene fra aksialt motsatte steder innfores i reaksjonsrommet i horisontal retning til en del av reaksjonsrommet mellom to sylinderformige oppdemningsringer, idet reaksjonsrommet på begge sider av denne del av reaksjonsrommet bringes til å rotere rundt en horisontal akse og bråkjblingsmidlet innfores radialt i denne del av reaksjonsrommet på begge sider av et ringspalteformig utlop, hvorved brå-kjolingsmidlet og reaksjonsproduktene blandes med hverandre, og reaksjonsproduktene sammen med bråkjblingsmidlet fores radialt ut gjennom det ringspålteformige utlbp. ;Oppfinnelsen angår også et apparat for utfbrelse av den foreliggende fremgangsmåte, med en sylinderformig reaksjonsbeholder som. ved sine ender er forsynt med tilforselsanordninger for reaktantene og som mellom tilforselsanordningene har et uttak for reaksjonsproduktene , og apparatet er særpreget ved at reaksjonsbeholderen har to koaksiale kammere som er dreibare om sin horisontale akse og forbundet med en dreieanordning og som hvert har en oppdemningsring på den side som vender mot det annet kammer, idet en del av reaksjonsrommet er dannet mellom oppdemningsringene og forsynt med en mantel med innlop for bråkjolingsmiddel som er anordnet på begge sider av en ring som er koaksial i forhold til oppdemningsringene og rager inn i delen av reaksjonsrommet og som har en innad åpen ringspalte som utad munner ut i en oppsamlingskanal for reaksjonsprodukt og bråkjolingsmiddel. ;På tegningen er skjematisk vist et apparat for utforelse av den foreliggende fremgangsmåte med energitilforsel fra to plasmageneratorer. • Fig. 1 viser et oppriss, delvis i snitt, av apparatet (snittlinjen 1-1 ifolge fig. 2), og fig. 2 viser et tverrsnitt langs linjen 2-2 ifolge fig. 1. ;Det viste apparats reaksjonsrom består av tre deler, hvorav to hver er utformet som et sylinderformig kammer 5 og den tredje del befinner seg mellom disse to kammere. Kammerne 5 er koaksialt anordnet i forhold til hverandre langs sine horisontale akser og hvert forsynt med en oppdemningsring 20 på de kammerender som vender mot hverandre. Ved den annen ende har hvert kammer 5 en sentral innlopsåpning 21 hvorigjennom plasmastrålen 1^- fra en av de to plasmageneratorer 1 kommer inn i kammeret. Plasmageneratorenes 1 roterende anoder er betegnet med 2 og anodenes ved h jordede stromtilfor sier med 3. De to kammere 5 er dreibart opplagret ved sin horisontale akse og forsynt med loperinger (hjulkranser) 6 som står i inngrep med en ikke vist dreieanordning. Hvert kammers 5 vegger, omfattende oppdemningsringen 20, har et hulrom 7 for et kjolemiddel som tilfores og fjernes via inn- og utlop 9. Tetningsringer er betegnet med 8. En tilforselsledning 15 for reaksjonsgods som sammen med plasmastrålen lh kommer inn i kammerne, munner ut i den sentrale innlopsåpning 21 ved hvert kammers 5 ytterste frontside. Den i aksial retning korte del 23 av reaksjonsrommet befinner seg mellom oppdemningsringene 20 og er rundt sin omkrets avstengt med en stasjonær mantel 2h. En ring 11 med et ringspalteformig utlop 22 rager inn i denne del 23 av reaksjonsrommet. Ringens 11 innvendige diameter er mindre enn. oppdemningsringenes 20 innvendige diameter. Mantelen 2h er på begge sider av ringen forsynt med radiale inn-lopsåpninger 10 for et bråkjolingsmiddel. Ringspalten som danner utlop et 22, er åpen ved sin innvendige omkrets og munner ved sin ytre omkrets ut i en ringkanalformig oppsamlingskanal 12 for reaksjonsprodukter og bråkjolingsvæske og som er forsynt med en utlopsror-stuss 17. En siktbunn 13 er anordnet i oppsamlingskanalen 12 i av-stand utad og rundt ringspalten 22. Gass kan gjennom en innlopsåpning 16 tilfores under siktbunnen 13 for å hindre en vedheftning av reaksjonsproduktene i oppsamlingskanaleu. ;Reaksjonsgodset mates inn i plasmastrålene lh gjennom tilforselsledningene 15 og blåses ved hjelp av plasmastrålene med motsatt* retning aksialt inn i reaksjonskammerne 5. Plasmastrålenes lh kjemiske sammensetning kan ved anvendelse av egnede plasmageneratorer 1 velges Innen vide grenser avhengig av reaksjonsbetingelsene. En del av reaktantene, f.eks. oxydpulver ved fordampning av oxyder, an-samles på innsiden av de roterende kammeres 5 avkjolte vegger- og danner avsatte skikt 19 på hvis overflater 18 reaktantene smelter og fordamper under innvirkning av plasmastrålenes lh hoye temperatur.

De fordampende mengder av reaktantene erstattes kontinuerlig av det gjennom tilforselsledningene 15 innmatede reaksjonsgods. I reaksjonsrommets del 23 kommer de gjennom de to tilforselslednirg er 15 tilforte og til plasmatemperatur oppvarmede og fordampede reaktanter, f.ekSo oxyder, sammen og stoter mot hverandre. Reaksjonsproduktene bråkjoles av det gjennom innlopene 10 radialt innforte bråkjolingsmiddel. De bråkjolte r.eaksjonsprodukter strommer sammen med bråkjblingsmidlet radialt gjennom ringspalten 22 inn i oppsamlingskanalen 12 og forlater apparatet gjennom utlopsrorstussen 17. Da reaksjonsrommets del 23 er kort i aksial retning, kommer bråkjolings-midlet tett nær oppdemningsringene 20 i denne del 23 av reaksjonsrommet, og da ringens 11 innvendige diameter er mindre enn oppdemningsringenes 20 innvendige diameter, kommer intet bråkjolingsmiddel inn i kammerne 5. Bråkjolingen finner sted hurtig og inten-sivt. I det viste eksempel har kammerne 5 den samme lengde slik at reaksjonsrommets del 23 befinner■seg i midten mellom innlopsåpningene 21. Kammerne 5 kan imidlertid, avhengig av reaksjonsbetingelsene, også ha forskjellig lengde. Gass som blåses inn gjennom innlbps-åpningen 16, strommer gjennom .siktbunnen 13 og inn i oppsamlingskanalen 12 og hindrer en vedheftning av reaksjonsproduktene i oppsamlingskanalen. Gassen unnviker sammen med reaksjonsproduktene og bråkjblingsmidlet gjennom utlopsrorstussen 17.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for å gjennomfore hbytemperaturreaksjoner med energitilforsel fra plasmageneratorer, hvor reaktantene med i forhold til hverandre motsatt retning fores sammen i et sylinderformig reaksjonsrom og reaksjonsproduktene fores sammen med et bråkjolingsmiddel for bråkjoling av reaksjonsproduktene, karakterisert ved at reaktantene fra aksialt motsatte steder (21) innfores i reaksjonsrommet (5,23) i horisontal retning til en del (23) av reaksjonsrommet mellom to sylinderformige oppdemningsringer (20) , idet reaksjonsrommet (5) på begge sider av denne del (23) av reaksjonsrommet bringes til å rotere rundt en horisontal akse og bråkjblingsmidlet innfores radialt i denne del (23) av re-aks jonsrommet på begge sider av et ringspalteformig utlop (22), hvorved bråkjblingsmidlet og reaksjonsproduktene blandes med hverandre, og reaksjonsproduktene sammen .med bråkjblingsmidlet fores radialt ut gjennom det ringspalteformige utlop (22).

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1,karakterisert ved at i det minste en av reaktantene. ' slås ned på veggen til den roterende del av reaksjonsrommet og fordampes og bringes til reaksjonstempera-tur ved hjelp av tilfort energi mens den på veggen nedslåtte mengde reaktant opprettholdes ved tilfbrsel av reaktanten.

3. Apparat for utfbrelse av fremgangsmåten ifolge krav 1 eller 2, med en sylinderformig reaksjonsbeholder som ved sine ender er forsynt med tilforselsanordninger for reaktantene og som mellom til-for selsanordningene har et uttak for reaksjonsproduktene, karakterisert ved at reaksjonsbeholderen har to koaksiale kammere (5) som er dreibare orii sin horisontale akse og forbundet med en dreieanordning (6) og som hvert har en oppdemningsring (20) på den side som vender mot det annet kammer, idet en del (23) av reaksjonsrommet er dannet mellom oppdemningsringene (20)og forsynt med en mantel (2<*>+) med innlbp (10) for bråk jolingsmiddel som er anordnet på begge sider av en ring (11) som er koaksial i forhold til oppdemningsringene (20) og rager inn i delen(23) av reaksjonsrommet og som har en innad åpen ringspalte (22) som utad munner ut i en oppsamlingskanal (12) for reaksjonsprodukt og bråkjolingsmiddel.