PL201719B1

PL201719B1 - Sposób obróbki surowca fluorowęglowodorowego

Info

Publication number: PL201719B1
Application number: PL357816A
Authority: PL
Inventors: Der Walt Izak Jacobus Van; Klaus Hintzer; Werner Schwertfeger; Gerald Lee Bauer
Original assignee: 3 M Innovative Properties Comp; South African Nuclear Energy
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2009-05-29
Also published as: JP4643105B2; EP1254095A4; CA2399138C; CN1213973C; KR20020086903A; KR100808978B1; BR0108217A; RU2002122393A; ZA200205682B; AU3691301A; EP1254095A1; PL357816A1; CN1416412A; MXPA02007655A; US20040094399A1; CA2399138A1; AU2001236913B2; EP1254095B1; JP2003535671A; US7166198B2

Abstract

1. Sposób obróbki surowca fluorow eglowodorowego, w którym to sposobie wytwarza si e w stre- fie wysokiej temperatury pomi edzy co najmniej jedn a katod a i co najmniej jedn a anod a luk elektrycz- ny, za pomoc a którego i za pomoc a gazu plazmowego w tej strefie wytwarza si e plazm e termiczn a majac a p lomie n resztkowy, wprowadza si e do plazmy termicznej surowiec fluorow eglowodorowy za- wierajacy, co najmniej jeden zwi azek fluorow eglowodorowy aby utworzy c termicznie reaktywn a mie- szanin e ze zwi azkiem fluorow eglowodorowym dysocjuj acym w co najmniej jeden prekursor fluorow e- glowodoru lub reaktywne cz astki oraz ch lodzi si e reaktywn a termicznie mieszanin e prekursora fluoro- w eglowodorowego lub reaktywne cz astki aby utworzy c z prekursora fluorow eglowodorowego lub reak- tywnych cz astek produkt fluorow eglowodorowy, znamienny tym, ze surowiec fluorow eglowodorowy jest w postaci cieczy albo pary; surowiec fluorow eglowodorowy wprowadza si e do p lomienia resztko- wego wytwarzanej plazmy termicznej; zwi azek fluorow eglowodorowy surowca fluorow eglowodorowe- go zawiera pi ec lub wi ecej atomów w egla; prekursor fluorow eglowodorowy albo reaktywne cz astki maja mniej ni z piec atomów w egla; oraz ze produkt fluorow eglowodorowy zawiera co najmniej jeden zwi azek fluorow eglowodorowy posiadaj acy mniej ni z pi ec atomów w egla. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki surowca fluorowęglowodorowego.

Sposób obróbki surowca fluorowęglowodorowego, w którym to sposobie wytwarza się w strefie wysokiej temperatury pomiędzy co najmniej jedną katodą i co najmniej jedną anodą łuk elektryczny, za pomocą którego i za pomocą gazu plazmowego w tej strefie wytwarza się plazmę termiczną mającą płomień resztkowy, wprowadza się do plazmy termicznej surowiec fluorowęglowodorowy zawierający, co najmniej jeden związek fluorowęglowodorowy aby utworzyć termicznie reaktywną mieszaninę ze związkiem fluorowęglowodorowym dysocjującym w co najmniej jeden prekursor fluorowęglowodoru lub reaktywne cząstki oraz chłodzi się reaktywną termicznie mieszaninę prekursora fluorowęglowodorowego lub reaktywne cząstki aby utworzyć z prekursora fluorowęglowodorowego lub reaktywnych cząstek produkt fluorowęglowodorowy, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że surowiec fluorowęglowodorowy jest w postaci cieczy albo pary; surowiec fluorowęglowodorowy wprowadza się do płomienia resztkowego wytwarzanej plazmy termicznej; związek fluorowęglowodorowy surowca fluorowęglowodorowego zawiera pięć lub więcej atomów węgla; prekursor fluorowęglowodorowy albo reaktywne cząstki mają mniej niż pięć atomów węgla; oraz że produkt fluorowęglowodorowy zawiera co najmniej jeden związek fluorowęglowodorowy posiadający mniej niż pięć atomów węgla.

Korzystnie, gaz plazmowy jest gazem obojętnym, który pełni funkcję wyłącznie źródła ciepła oraz podtrzymuje plazmę i nie wchodzi w reakcję z prekursorem fluorowęglowodorowym lub reaktywnymi cząstkami.

Korzystnie, gaz plazmowy jest gazem reaktywnym, który, w plazmie termicznej, a zatem termicznie reaktywnej mieszaninie, dysocjuje na cząstki zawierające fluor i cząstki zawierające węgiel, które podczas schładzania termicznie reaktywnej mieszaniny, reagują z prekursorem fluorowęglowodorowym lub reaktywnymi cząstkami, aby utworzyć produkt fluorowęglowodorowy.

Korzystnie, surowiec nie jest bezpośrednio użytecznym produktem fluorowęglowodorowym zawierającym dwa lub więcej związków fluorowęglowodorowych, przy czym jeden związek znajdujący się w produkcie jest składnikiem dominującym, tak że stanowi większą część produktu.

Korzystnie, surowiec fluorowęglowodorowy ma postać cieczy i wprowadza się go do resztkowego płomienia plazmowego, a gaz plazmowy podaje się do strefy wysokiej temperatury.

Korzystnie, surowiec wprowadza się do resztkowego płomienia plazmowego podając go osiowo do resztkowego płomienia plazmowego w kierunku przeciwnym do kierunku poruszania się resztkowego płomienia plazmowego.

Korzystnie, surowiec fluorowęglowodorowy ma postać pary i wprowadza się go do strefy wysokiej temperatury wraz z gazem plazmowym.

Korzystnie, katoda i anoda są elektrodami palnika lub plazmotronu zasilanego ze źródła energii, przy czym resztkowy płomień plazmowy formuje się na wyjściu palnika plazmowego albo plazmotronu.

Korzystnie wytwarzanie plazmy termicznej, dysocjacja związku fluorowęglowodorowego oraz chłodzenie reaktywnej termicznie mieszaniny odbywa się w reaktorze plazmowym, do którego jest przymocowany palnik plazmowy lub plazmotron, oraz który posiada komorę reakcyjną, przy czym palnik plazmowy lub plazmotron są umieszczone w górnym końcu komory reakcyjnej i kierują płomień ku dołowi tak, że płomień resztkowy plazmy porusza się w dół do komory reakcyjnej, a palnik plazmowy albo plazmotron zawiera chłodzoną wodą pojedynczą gorącą katodę oraz zespół chłodzonych wodą do trzech anod, z łukiem elektrycznym przechodzącym między katodą a anodami.

Korzystnie, strefą wysokiej temperatury jest obszar w i wokół oraz w bezpośrednim sąsiedztwie łuku elektrycznego palnika plazmowego lub plazmotronu, i/lub obszar bezpośrednio poniżej palnika plazmowego lub plazmotronu wewnątrz rozszerzonej części lub obszaru komory reakcyjnej reaktora.

Korzystnie, rozprzestrzenianie się płomienia resztkowego plazmy termicznej, dysocjacja związku fluorowęglowodorowego oraz chłodzenie termicznie reaktywnej mieszaniny odbywa się w komorze reakcyjnej, przy czym rozprzestrzenianie się płomienia plazmy termicznej i dysocjacja związku fluorowęglowodorowego zachodzą w pierwszej strefie komory reakcyjnej, a chłodzenie termicznie reaktywnej mieszaniny zachodzi w drugiej strefie komory reakcyjnej, zaś plazmotron jest przymocowany do reaktora w pobliżu pierwszej strefy komory reakcyjnej tak, aby plazma mogła być wytwarzana i mogła się rozprzestrzeniać w pierwszej strefie komory reakcyjnej.

PL 201 719 B1

Korzystnie, podawanie gazu plazmowego do strefy wysokiej temperatury realizuje się przez wstrzykiwanie gazu plazmowego między anodę i katodę w taki sposób, że plazma termiczna tworzy wir w palniku plazmowym lub plazmotronie.

Korzystnie, dodatkowy gaz plazmowy wprowadza się między kolejne anody, aby podtrzymywać wir w pierwszej strefie komory reakcyjnej.

Korzystnie, chłodzenie drugiej strefy komory reakcyjnej realizuje się za pomocą układu samooczyszczającej się sondy szybkiego chłodzenia.

Korzystnie, samooczyszczająca się sonda szybkiego chłodzenia zawiera zewnętrzny element cylindryczny przymocowany do reaktora, zapewniający centralny kanał i przystosowany do ochładzania gorącego gazu lub termicznie reaktywnej mieszaniny przepływającej przez ten kanał; wiele rozmieszczonych obwodowo w odstępach wydłużonych zębów lub skrobaków wystających wewnątrz zewnętrznego elementu cylindrycznego do kanału; wewnętrzny element cylindryczny umieszczony z prześ witem wewną trz elementu zewnę trznego, przy czym element wewnę trzny jest również przystosowany do ochładzania gorącego gazu lub termicznie reaktywnej mieszaniny przepływającej wzdłuż obwodowej szczeliny między wymienionymi elementami; wiele rozmieszczonych obwodowo w odstępach wydłużonych zębów lub skrobaków wystających na zewnątrz z elementu wewnętrznego do kanału, przy czym zęby lub skrobaki są umieszczone schodkowo względem zębów lub skrobaków umieszczonych na elemencie zewnętrznym; oraz układ napędzający jeden element cylindryczny tak, aby ten oscylował względem drugiego elementu cylindrycznego.

Gaz plazmowy może, w jednym z przykładów wykonania wynalazku, być gazem obojętnym takim jak argon, azot, hel lub mieszaniną tych gazów. Jednak, w innym przykładzie wykonania wynalazku, gaz plazmowy może być gazem reaktywnym takim jak czterofluorometan (CF4). W kolejnym przykładzie wykonania wynalazku, gaz plazmowy może zawierać mieszaninę gazu obojętnego i gazu reaktywnego, jak opisane powyżej.

Mimo, że surowiec fluorowęglowodorowy może być mniej lub bardziej materiałem czystym zawierającym jeden związek fluorowęglowodorowy, taki jak C6F14, należy zauważyć, że materiał fluorowęglowodorowy nie będzie produktem bezpośrednio użytecznym zawierającym dwa lub więcej związków z rodziny związków fluorowęglowodorowych takich jak C5F12, CeF14, C7F16, C8F18, C4F8O, C8F16O, (C3F7)3N, C6F13H, C6F12H2 i im podobnych. Normalnie, jeden związek będzie występował w takim produkcie jako sk ładnik dominujący, tj. będzie stanowił główną część produktu.

W jednym z przykł adów wykonania wynalazku, surowiec fluorowę glowodorowy moż e mie ć postać ciekłą. Wtedy gaz plazmowy może być wprowadzany oddzielnie do strefy wysokiej temperatury.

Jednakże, w kolejnym przykładzie wykonania wynalazku, surowiec fluorowęglowodorowy ma postać lotną. Wtedy może być wprowadzany do strefy wysokiej temperatury wraz z gazem plazmowym lub może być wprowadzany niezależnie od gazu plazmowego, np. do palnika plazmowego lub plazmotronu, a gaz plazmowy jest podawany do strefy wysokiej temperatury.

W kolejnym przykł adzie wykonania wynalazku, surowiec fluorowę glowodorowy moż e począ tkowo znajdować się w postaci ciekłej, przy czym zamienia się w parę przed doprowadzeniem do strefy wysokiej temperatury wraz z gazem plazmowym lub też jest wprowadzany osobno, jak opisano powyżej. Odparowanie surowca może się odbywać przez przepływ płynnego surowca przez barboter w odpowiedniej temperaturze lub za pomocą dowolnej innej odpowiedniej wytwornicy par.

Typowymi wyrobami, które można uzyskać są czterofluorometan (CF4), czterofluoroetylen (C2F4), sześciofluoroetan (CZF6), sześciofluoropropylen (C3F6), sześciofluorobutylen (C4F6), cykliczny ośmiofluorobutan (c-C4F9), dekafluorobutan (C4F10), ośmiofluoropropan (C3F8) i inne łańcuchy CXFy gdzie x i y są liczbami całkowitymi.

Zasadniczo możliwe jest wykorzystanie dowolnego odpowiedniego plazmotronu lub palnika plazmowego. Katoda plazmotronu lub palnika plazmowego może zawierać odpowiednią wkładkę taką jak wkładka wolframowa lub grafitowa.

Surowiec w postaci ciekłej, może być wprowadzany do palnika plazmowego lub plazmotronu, tj. do łuku elektrycznego pomiędzy elektrody albo do resztkowego płomienia plazmowego. Ciekły surowiec może być wprowadzany do resztkowego płomienia plazmowego albo stycznie, albo lub osiowo w kierunku przeciwnym płomienia, albo też pod dowolnym żądanym kątem. Jednakże uważa się, że przez podawanie osiowe surowca, w kierunku przeciwnym do poruszania się resztkowego płomienia plazmowego, tj. osiowo ku górze, uzyskuje się szczególnie dobre rezultaty ponieważ całość ciekłego surowca może zostać odparowana przez resztkowy płomień plazmowy, zanim dotrze do plazmy w stanie całkowicie gazowym.

PL 201 719 B1

Podawanie ciekłego surowca do resztkowego płomienia plazmowego realizuje się zwykle przez wtryskiwanie poprzez dyszę wtryskującą. Podczas rozruchu, aby ochronić, to jest ochłodzić, dyszę, ciekły surowiec korzystnie wtryskuje się tuż przed zainicjowaniem plazmy. Inaczej, podawanie surowca do plazmy termicznej realizuje się po zainicjowaniu plazmy.

Ponadto, surowiec może być wprowadzany przez pojedynczy wlot albo punkt wtryskiwania, albo dyszę, albo przez wtrysk zwielokrotniony, albo wiele punktów wlotowych, albo dysz, co jak się uważa, zwiększa ilość surowca, jaka może zostać odparowana przez resztkowy płomień plazmowy.

Chłodzenie drugiej strefy komory reakcyjnej jest realizowane za pomocą układu samooczyszczającej się sondy szybko chłodzącej, której jeden z elementów cylindrycznych jest napędzany tak, aby oscylował względem drugiego elementu cylindrycznego.

Układ napędowy może, przykładowo, zawierać znajdujący się pod napięciem sprężyny tłok napędzający ramię przymocowane do jednego z elementów cylindrycznych.

Zamiast jakichkolwiek odpowiednich układów szybkiego chłodzenia można wykorzystać gwałtowne rozprężenia otrzymanego gazu, chłodzenie gazu za pomocą innego gazu, który jest zimny, itp.

Komora reakcyjna może pracować pod ciśnieniem sięgającym od bliskiego próżni do podwyższonego ciśnienia, w zależności od specyfiki reakcji, tj. w zależności od surowca oraz żądanego związku fluorowęglowodorowego, który ma być otrzymany. Odprowadzanie może odbywać się przez sondę szybkiego chłodzenia.

Element wewnętrzny sondy może być umieszczony centralnie lub koncentrycznie wewnątrz elementu zewnętrznego. Na elementach zewnętrznym i wewnętrznym może być umieszczona taka sama liczba zębów lub skrobaków. Zęby lub skrobaki mogą być rozmieszczone w równych odległościach od siebie. Zęby lub skrobaki mogą przebiegać równolegle do siebie.

Elementy mogą być puste wewnątrz i/lub mogą być wyposażone w kanały umożliwiające przepływ przez nie cieczy chłodzącej, takiej jak woda, aby ostudzić lub szybko ochłodzić gorący gaz.

W wyniku oscylacji jednego z cylindrycznych elementów względem drugiego, usuwa się zestalony lub przesublimowany materiał osadzający się na powierzchniach elementów, w kanale przepływu gazu biegnącym w pierścieniowej szczelinie między elementami.

Sonda szczególnie nadaje się do stosowania w reaktorze plazmowym opisanym wyżej, jednak nie jest ona ograniczona wyłącznie do takiego stosowania. Zwykle, element zewnętrzny jest przymocowany do reaktora, podczas gdy element wewnętrzny oscyluje względem elementu zewnętrznego.

Przedmiot wynalazku został zobrazowany w korzystnych przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony schemat przepływowy instalacji do realizacji sposobu obróbki surowca fluorowęglowodorowego, według jednego z przykładów wykonania wynalazku; fig. 2 - sondę szybkiego chłodzenia reaktora z fig. 1, w widoku perspektywicznym, a fig. 3 przedstawia uproszczony schemat przepływowy instalacji do realizacji sposobu obróbki surowca fluorowęglowodorowego, według innego przykładu wykonania wynalazku

Na fig. 1, indeksem 10 ogólnie oznaczono instalacje służącą do realizacji sposobu obróbki surowca fluorowęglowodorowego według jednego z przykładów wykonania wynalazku.

Instalacja 10 zawiera reaktor plazmowy 12, który ma wydłużony kształt i jest usytuowany pionowo. Reaktor 12 jest chłodzony wodą (nie przedstawiono) i ma podwójne ściany (nie przedstawione) z otworami próbkowania (nie przedstawiono), które są rozmieszczone na różnych wysokościach w ścianie bocznej reaktora. Otwory próbkowania są wykorzystywane do charakteryzowania plazmy, która formuje się w górnej części reaktora dla różnych gazów, oraz do uzyskanie rozkładu temperatur, modeli przepływu i danych dotyczących składu gazu z wnętrza reaktora, podczas gdy płonie plazma.

Linia podajnika surowca 14 prowadzi do boku reaktora 12 i jest wpasowana w skierowaną do góry, dyszę wtryskową 16.

Instalacja 10 zawiera palnik plazmowy lub plazmotron 20, przymocowane do górnego końca reaktora 12. Palnik plazmowy lub plazmotron 20 zawierają, chłodzoną wodą, gorącą katodę (nie przedstawioną) oraz zestaw do trzech, chłodzonych wodą, anod (nie przedstawione). Gorąca katoda ma wkładkę wolframową (nie przedstawiona). Linia przepływu 22 wprowadzanego gazu plazmowego prowadzi do palnika plazmowego 20. Podczas pracy, gaz plazmowy wprowadza się do palnika przez linię płynięcia 22 i wtryskuje do palnika plazmowego 20 między katodę i anody w taki sposób, aby powstały strumień gazu uformował wir stabilizujący plazmę.

Instalacja 10 zawiera także samo-oczyszczającą się sondę szybkiego chłodzenia 30, wystającą do dolnego krańca reaktora 12. Samo-oczyszczająca się sonda szybkiego chłodzenia 30 zawiera podłużny, chłodzony wodą, cylindryczny element zewnętrzny 32, który jest przymocowany do reaktora 12.

PL 201 719 B1

Element zewnętrzny 32 posiada centralny kanał, do którego wystają, równo oddalone od siebie, wydłużone promieniowo, wystające do wewnątrz zęby lub skrobaki 34. Wewnątrz kanału elementu zewnętrznego 32, jest umieszczony z obwodowym prześwitem, wydłużony, chłodzony wodą, cylindryczny element wewnętrzny 36. Na elemencie wewnętrznym 36 znajdują się równo oddalone, promieniowo na zewnątrz wystające zęby lub skrobaki 38. Są one rozmieszczone w odstępie obwodowym względem zębów 34. Zęby 34, 38 mogą ciągnąć się na całej długości elementów 32, 36. Elementy 32 i 36 mają zasadniczo tę samą długość. Element wewnętrzny 36 jest wyposażony w środku w układ napędowy (nie przedstawiony) taki, jak obciążony sprężyną tłok napędzający ramię, do wprowadzania w ruch oscylacyjny elementu 36 względem elementu zewnętrznego 32 tak, jak zaznaczono strzałką 40. Usuwanie zanieczyszczeń stałych z elementów 32, 36 dokonuje się za pomocą oscylujących zębów 34, 38. Przez przesunięcie sondy szybkiego chłodzenia 30 w górę i w dół, efektywna długość reaktora może się zwiększać lub zmniejszać, tym samym optymalizuje się długość reaktora.

Sonda szybkiego chłodzenia 30 jest więc dwupierścieniową chłodzoną wodą sondą zaprojektowaną do ochładzania gazu plazmowego lub reaktywnej termicznie mieszaniny, która powstaje wewnątrz reaktora 12, do temperatury poniżej 200°C z szybkością około 105°C/sekundę. Sonda jest sondą samo-oczyszczającą się co zapobiega jej zablokowaniu przez materiał zestalony lub przesublimowany na jej powierzchni, podczas pracy.

Linia przepływu 50 prowadzi z dolnego końca sondy szybkiego chłodzenia 30 do filtra 52, a linia przepływu 50 prowadzi z filtra 52 do pompy próżniowej 56. Linia wyciągania produktu 58 prowadzi od odpływu pompy. Za pomocą pompy próżniowej 56, w reaktorze 12 wytwarzane jest podciśnienie.

Podczas pracy, w trakcie dostarczania do palnika plazmowego 20 poprzez linię przepływu 22 gazu plazmowego, takiego jak argon, wytwarza się pomiędzy katodą i anodami, w górnej części komory reakcyjnej (nie przedstawiono) reaktora 12, plazma. Plazma pali się ku dołowi i tworzy się, przemieszczający się w dół rozprzestrzeniający się poprzecznie plazmowy płomień resztkowy. Dysza 16 wtryskująca surowiec jest umieszczona w płomieniu resztkowym. Ciekły surowiec zawierający co najmniej jeden związek fluorowęglowodorowy mający pięć lub więcej atomów węgla, jest wtryskiwany przez dyszę 16, tj. w kierunku o 180° przeciwnym względem kierunku przemieszczania się resztkowego płomienia plazmowego. Surowiec odparowuje, tj. w całości przekształca się do postaci gazowej w czasie reakcji z gazem plazmowym. Związek fluorowęglowodorowy surowca dysocjuje do prekursorów fluorowęglowodorowych lub cząstek reaktywnych. Proces ten zachodzi w górnej strefie komory reakcyjnej reaktora 12. Ponieważ reaktywna termicznie mieszanina przemieszcza się w dół do dolnej strefy komory reakcyjnej, tj. do strefy, w której jest umieszczona sonda szybkiego chłodzenia, mieszanina reaktywna termicznie zostaje ochłodzona tworząc produkt plazmowy zawierający co najmniej jeden lub więcej żądanych związków fluorowęglowodorowych, mających mniej niż pięć atomów węgla.

Na fig. 3 jest przedstawiona instalacja 100 służąca do realizacji sposobu obróbki surowca fluorowęglowodorowego, według innego przykładu wykonania wynalazku.

Elementy instalacji 100, które są takie same lub podobne do tych z instalacji 10 opisanej w odniesieniu do fig. 1 i 2, zostały oznaczone tymi samymi numerami referencyjnymi.

Instalacja 100 zawiera butlę zasilającą 102 zawierającą zapas gazu plazmowego CF4. Linia zasilająca 22 gazu plazmowego, wyposażona w zawór sterujący 104 i zawór odcinający 106, prowadzi z butli 102. Linia 108 prowadzi od linii zasilają cej 22, od strony dopł ywu prą d zaworu 106 do barbotera 110. Linia 108 jest wyposażona w zawór 109. Linia 112 prowadzi od barbotera 110 i jest wyposażona w zawór 114. Linia 112 prowadzi do linii 22 od strony odpływu zaworu 106.

W instalacji 100, surowiec jest najpierw odparowywany w barboterze 110 a nastę pnie, w postaci pary, jest doprowadzany wraz z gazem plazmowym CF4 między katodę i anodę. Barboter 110 zawiera więc surowiec w postaci ciekłej. Pęcherzyki gazu plazmowego CF4 przechodzą przez ciekły surowiec. Gaz plazmowy CF4 nasyca surowiec w postaci pary, zanim zostanie on wprowadzony do reaktora 12.

W konkretnych przykładach wykonania, omówionych niżej, wykorzystano palnik plazmowy 30 kW lub plazmotron. Szybkość przepływu gazu plazmowego wynosiła 3 kg/godzinę. Przed rozpoczęciem badań lub przykładów, układ został odpowietrzony do ciśnienia około 10 kPa i przepłukany argonem. Plazma została zainicjowana za pomocą wysokonapięciowego rozrusznika (nie przedstawiony) i podtrzymywana przez 30 kW źródło energii. Po zakończeniu etapu inicjalizowania plazmy argonowej, wykonano przełączenie na docelowy gaz plazmowy. Jednakże, należy zauważyć, że w przypadku innego systemu reaktora, plazmotron może być bezpośrednio zainicjowany żądanym gazem plazmowym, w zależności od konstrukcji plazmotronu.

PL 201 719 B1

P r z y k ł a d 1

Wykorzystano instalację 10, pracującą z plazmą argonową. Surowiec stanowił ciekły półprodukt zawierający fluorowęglowodory C6F14-C10F22, przy czym C6F14 stanowił ponad 90% surowca (podstawa molowa). Stwierdzono, że po trzech godzinach reaktor pozostawał ciągle stosunkowo czysty, na zimnych powierzchniach reaktora odłożyła się jedynie cienka warstewka węgla. Uzyskane wyniki zostały przedstawione w tablicach 1 i 2.

P r z y k ł a d 2

Wykorzystano tu tę samą instalację co w przykładzie 1. W tym przykładzie wykorzystano palnik plazmowy CF4 i gaz plazmowy CF4. Wyniki tego badania zostały porównane do tych z przykładu 1, co przedstawiono w tablicach 1 i 2. Jedyną istotną różnicą między przykładami 1 i 2 jest to, że w przykładzie 1 jest wymagane ostateczne oddzielenie gazów plazmowych, ponieważ argon użyty w plazmie w przykł adzie 1 jest gazem oboję tnym i nie bierze udział u w reakcji. Nadmiar argonu, zatem, musi zostać oddzielony, w dodatkowym etapie procesu.

T a b l i c a 1 - Wyniki

	Przykład 1 Gaz plazmowy Ar	Przykład 2 Gaz plazmowy CF4
Wydajność palnika plazmowego (%)	44,00000	77,0000
Energia wejściowa (kW)	7,5000	25,8000
Energia wyjściowa (kW)	9,70000	25,7000
Entalpia poniżej palnika (kWh/kg)	1,10000	6,6000
Czas pracy (min)	182,00000	188,0000
Szybkość podawania płynnego surowca (kg/h)	1,87000	0,9100
Masa podanego surowca (kg)	5,67000	2,8500
Masa osadu względem masy podanej (kg/kg)	0,00457	0,0147

Jak można zobaczyć na tablicy 1, szybkość przepływu masy surowca w przykładzie 1 jest prawie dwukrotnie większa niż w przykładzie 2. Jednakże, osadu w przykładzie 1 było znacznie mniej niż w przykł adzie 2. Konwersja wspomagana argonem z przykł adu 1 jest bardziej wydajna z punktu widzenia surowca dla instalacji i konfiguracji układu, jak pokazano na fig. 1.

T a b l i c a 2 - Wyniki Analityczne

Produkty plazmowe	Przykład 1 Gaz plazmowy, Ar	Przykład 2 Gaz plazmowy, CF4
Powietrze / Ar (%)	-	-
CF4 (%)	4,4	15,7
C2F6 (%)	10,6	8,7
C2F4(%)	43,7	46,8
C3F8(%)	16,5	15,6
C3F6(%)	14,6	8,0
Inne	10,2	5,2

W tablicy 2 stężenia związków produktu, jak zanalizowano za pomocą chromatografii gazowej, zostały znormalizowane w odniesieniu do składników wynikłego produktu plazmowego, aby uprościć porównanie między różnymi przykładami. Zabieg ten eliminuje zniekształcenie prawie 90% mieszaniny argon/powietrze w przykładzie 1 i 10% powietrze w przykładzie 2. Jednakże, należy

PL 201 719 B1 zauważyć, że nadmierna ilość argonu w pierwszym badaniu ciągle musi być odzyskiwana ze strumienia produktu, tak jak powietrze w obu przypadkach.

Konfiguracja reaktora z fig. 1, opisana powyżej wraz ze specyficznymi warunkami procesu, co także opisano wyżej, została ustawiona do produkcji TFE (C2F4). Gdy zachodzi potrzeba maksymalizowania produkcji dowolnych innych produktów fluorowęglowodorowych mających mniej niż 5 atomów węgla, niezbędna będzie zmiana warunków reaktora, aby otrzymać odpowiedni uzysk tego specyficznego produktu.

P r z y k ł a d 3

W tym przykładzie szereg róż nych ciekł ych fluorowęglowowodorów, jak pokazano w tablicy 3, zostało przekształconych w produkty użyteczne, takie jak czterofluoroetylen (TFE) sześcio-fluoropropylen (HDP) i fluorowęglowodory cykliczne C4F8, z Uwypukleniem TFE. Wykorzystano instalację przedstawioną na fig. 1. Tak więc, surowiec, w postaci pary, został wprowadzony do plazmotronu między katodę a anodę. Postać pary została osiągnięta za pomocą barbotera 110, przez który gaz plazmowy CF4 został nasycony bąbelkami. Ciśnienia par różnych surowców i temperatura barbotera określają odparowanie, a zatem i szybkość przepływu surowca podawanego do plazmy.

Reaktor plazmowy 12 pracował w normalnych warunkach rozruchowych przez około 5 minut, po czym CF4 został skierowany przez ciekły surowiec do barbotera przy ciśnieniu barbotera 130 kPa (abs). CF4 nasycony parami surowca został doprowadzony do palnika plazmowego, w którym utrzymywane było ciśnienie około 10 kPa (abs). Prąd plazmowy został dobrany w taki sposób, aby uzyskać żądaną entalpię. Prawie wszystkie badania rozpoczynały się przy entalpii około 6,4 kWh/kg gazu plazmowego, a po około godzinie obniżała się do około 4 kWh/kg gazu plazmowego. Szybkość podawania surowca, potencjał plazmotronu i prąd, temperatura surowca, temperatura wody chłodzącej i ciśnienia reaktora były mierzone i rejestrowane w funkcji czasu w sposób ciągły. Próbki GC zostały pobrane w warunkach równowagi stałej, aby przedstawić każde badanie.

Tablica 3 przedstawia warunki robocze dla różnych badań uporządkowanych według malejącej masy cząsteczkowej (mW) surowca ciekłego. Niektóre czasy badania były krótsze niż pozostałe, np. badania ciekłych surowców C5 i C6 z uwagi na ich większą szybkość parowania i ograniczoną pojemność barbotera. W niektórych przypadkach temperatura barbotera była zmieniana aby zbadać wpływ większego parowania na wydajność, a zatem na szybkość podawania do plazmy.

Tablica 4 przedstawia względny uzysk produktu w funkcji entalpii plazmy przy dwóch poziomach, w szczególności przy wylocie palnika plazmowego i bezpośrednio od strony dopływu sondy szybkiego chłodzenia. Zasadniczo obserwuje się, że dla tych samych warunków układu (Wolty, Ampery, masowe natężenie przepływu CF4, temperatura barbotera) entalpia zmniejsza się wraz ze zmniejszaniem się masy cząsteczkowej (mW) cieczy. Wynika to ze zwiększonej ilości par obecnych w strumieniu gazu dla próbek o większym ciśnieniu pary, co ma wpływ na zwiększenie całkowitego przepływu masy przez palnik. Wydajność palnika plazmowego określa energię, która jest tracona wewnątrz palnika w wyniku promieniowania. W wynikach analitycznych uwzględniono jedynie najbardziej znaczące produkty. Inne produkty, takie jak C3F8, C4F6, C4F10 itp. stanowią jedynie około 1 do 2% wszystkich Gazów produktu. Ogólnie mówiąc, przy temperaturach barbotera od temperatury otoczenia do około 40°C, ciecze o mniejszych masach cząsteczkowych (C5F12 i C6F14) dają najlepszy uzysk TFE. Głównym powodem tego jest ich większa szybkość odparowania (podawania) przy tej samej szybkości podawania gazu plazmowego CF4.

Tablica 5 podsumowuje bilans mas obliczony dla każdego badania. Przepływ wyjściowy procesu nie był mierzony. Jednakże, ponieważ w produkcie nie było śladów materiałów kondensujących się, założono iż 100% surowca uległo konwersji do produktów gazowych. Na tej podstawie obliczono zużycie CF4 jako różnicę między szybkością przepływu CF4 doprowadzanego i odprowadzanego. Kolumna bilansu węgla, jednakże wskazuje, że prawie we wszystkich badaniach został dodany dodatkowy węgiel, prawdopodobnie z grafitowej powłoki wewnątrz reaktora. Zjawisko to jest bardziej zauważalne przy wysokiej entalpii niż przy jej niższych wartościach.

Ważnym aspektem procesu konwersji jest zużycie CF4. CF4 było używane we wszystkich badaniach za wyjątkiem ostatniego. Przy wysokich entalpiach zużywano większe ilości CF4, niż przy niskich. Odwrotnie, w badaniu 7 (C5F12) zawartość CF4 w produkowanych gazach była wyższa niż początkowo podawana do plazmy. Prawdopodobnym wyjaśnieniem tego zjawiska jest to, że CF4 formuje się jako półprodukt we wstępnym procesie krakingu, przynajmniej dla niektórych cieczy, oraz to, że szybkość formowania CF4, w tym przykładzie (krótka długość łańcucha węglowego) przekracza zużycie.

PL 201 719 B1

Z pozoru, wysoka entalpia wydaje się być korzystna dla produkcji TFE, zjawisko, które jest bardziej widoczne w przypadku cieczy o większej masie cząsteczkowej. Jednakże, bliższe badanie ujawnia, że to także jest związane z wysokim zużyciem CF4 jak i utylizacją węgla pochodzącego z erozji powłoki grafitowej. Odkrycia te pokazują raczej, że energia jest tracona na przekształcanie cennego gazu plazmowego (CF4) na TFE zamiast na przekształcanie ciekłego surowca. Kolejną wadą dużej entalpii jest zjawisko erozji anody w plazmotronie, co zostanie przedstawione poniżej.

Przeciwnie, części badań niskiej entalpii (pierwszy wiersz w każdym badaniu, tablica 4) jasno ilustruje, że uzysk TFE jest zasadniczo proporcjonalny do szybkości podawania ciekłego fluorowęglowodoru. Jakiekolwiek rozbieżności należy złożyć na karb wahań w szybkości zużycia CF4. Ponadto, zużycie CF4 pozostawało na stosunkowo niskie - około 0.5 kg/h przez całą tablicę, z wyjątkiem badania 7 opisanego powyżej, które nieoczekiwanie okazało się być negatywne. Ponieważ CF4 jest bardzo wartościowym artykułem, wykorzystywanym tu jako gaz plazmowy, tj. jako źródło ciepła, w idealnych warunkach nie powinien brać udziału w produkcji żądanych gazów, ale raczej być zawracanym podczas cyklu procesu. Tak więc, odkrycie w badaniu 7 było nie tylko nieoczekiwane ale silnie zachęcające, ponieważ oznacza, że ciekłe fluorowęglowodory o niskiej masie cząsteczkowej, takie jak C5F12 mogą być wykorzystane jako dodatkowe źródło CF4, a dostarczane we właściwej proporcji mogą być wprowadzane w dowolnym cyklu produkcyjnym do ustalania samopodtrzymującej się konwersji surowców fluorowęglowodorowych w reaktorze plazmowym, przy zachowaniu kosztów wejściowych surowców.

Szybkość produkcji TFE wydaje się być proporcjonalna do szybkości podawania ciekłych fluorowęglowodorów, niezależnie od właściwości fizycznych cieczy (masy cząsteczkowej), a ponieważ szybkość podawania surowca (odparowywanie) ewidentnie zmienia się proporcjonalnie do ciśnienia pary konkretnego surowca, który ma być przetwarzany, założono, iż szybkość produkcji dla surowców o większych masach cząsteczkowych może być zwiększona przez podwyższenie temperatury ciekłego surowca w komorze barbotera powyżej górnej granicy 40°C w bieżących badaniach. Kolejne badania przy wyższych temperaturach i wydłużonym czasie (nie przedstawione) okazały się zachęcające.

Wzrokowa kontrola reaktora, po badaniach trwających do 4 godzin, nigdzie w systemie nie pokazała istotnych pozostałości. Powłoka grafitowa wewnątrz reaktora wygląda na taką, która służyła jako zużywające się źródło węgla, niemniej jest wielce prawdopodobne, że podstawowa erozja została spowodowana zużyciem mechanicznym z powodu dużej prędkości gazu. Jest zatem możliwe w długotrwałych badaniach, że erozja powłoki może stopniowo się zmniejszać do punktu, w którym grafit pozostanie stały jako całość.

W ż adnym z badań w sondzie szybkiego chł odzenia lub w filtrach nie pojawiał y się zatory, które zwykle występują kiedy surowy węgiel wprowadza się do takiego reaktora (badania nie przedstawione). Podobnie, w czasie szeregu badań wstępnych (także, nie przedstawione) osad węgla z węglowych wkładek w katodzie powodował zwarcie elektryczne między katodą i anodą. To zjawisko było bardziej wyraźne w dłuższych badaniach, a w szczególności przy wysokich wartościach entalpii. W czasie przedstawianych badań, jednakże, nie zaobserwowano w plazmotronie jakiegokolwiek znaczącego osadu w żadnej postaci.

Oczywistym jest, że wprowadzenie fazy gazowej ciekłych surowców do plazmy jest rozwiązaniem korzystnym i daje stosunkowo dobre wyniki przy niskich kosztach utrzymania. Ponadto, względne uzyski produktów mogą być sterowane za pomocą odpowiedniej regulacji czy to parametrów procesu, czy doprowadzanej mieszaniny, czy też obu z nich.

Uważa się, że sposób według wynalazku zapewnia środki do konwersji dowolnej ciekłej substancji chemicznej zawierającej fluor i węgiel, która nie jest bezpośrednio użyteczna, włączając w to związki fluorowęglowodorowe mające pięć lub więcej atomów węgla, w produkty użyteczne takie jak TFE, za pomocą wysokotemperaturowej pirolizy. W szczególności, wynalazek zapewnia środki do konwersji ciekłego półproduktu fluorowęglowodorowego na użyteczne wysokowartościowe fluorowe produkty gazowe.

PL 201 719 B1

T a b l i c a 3 - Warunki Pracy

Nu- mer Bada- nia	Identyfikacja próbki ciekłego fluorowę- glowodoru	Całkowita szybkość podawania (kg/h)	Surowiec ciekły	Ciśnienie reaktora	Moc wejściowa plazmy	Czas badania (minuty)
CF4	Mate- riał ciekły	Temperatura (°C)	Ciśnienie par (kPa)	(kPa abs)	Napięcie (V)	Prąd (A)	Całkowi- ty	Surowiec ciekły
1	FC 3283	3,0	0,15	25	1,1	10,7	114	150	175	157
(C3F7)3N	3,0	0,15	25	1,1	11,0	114	250	175	157
2	FC 3255	3,0	0,44	25	5,6	11,3	125	140	138	130
C8F18	3,0	0,44	25	5,6	11,3	114	251	138	130
3	FC 74	3,0	0,39	25	6,1	10,5	125	140	131	130
60% C8F18	3,0	0,39	25	6,1	10,5	111	250	131	130
4	FC 6003	3,0	0,45	25	5,6	10,2	125	140	132	126
C8F18+X*	3,0	0,45	25	5,6	10,8	110	250	132	126
5	PF 5070	4,9	1,7	33	14	12,9	156	145	97	89
C7F16	3,0	1,5	28	13	12,7	136	146	68	64
6	PF 5060	3,9	2,4	18	22	11,0	143	145	64	77
C8F14	4,0	2,8	31	38	12,5	163	145	64	77
	PF5050 ^C5^F12	3,0	4,4	17	64	12,8	166	145	64	63
1	2,0	4,0	15	57	9,0	127	250	64	63
	1,0	4,0	20	70	8,3	120	250	64	63

* X= inne związki, prawdopodobnie inne fluorowęglowodory

T a b l i c a 4 - Analiza otrzymanego gazu i plazmy

Numer Badania	Identyfikacja próbki ciekłego fluorowęglowodoru	Moc wejścio- wa	Efektywno ść palnika	Entalpia (kWh/kg)	Produkty plazmowy (% objętości)
CF4	C2F6	C2F4	C3F6
(kW)	(%)	Palnik	Sonda	*88	*138	*100	*150
1	FC 3283	17,1	71	3,8	1,2	77,5	3,9	13,5	0,6
(C3F7)3N	28,5	72	6,5	1,8	60,8	6,7	28,2	2,3
2	FC 3255	17,5	70	3,5	0,5	86, 1	3,3	10,8	0,0
C8F18	28,5	71	5,9	1,8	54,2	7,8	33,8	2,8
3	FC 74	17,5	74	3,8	1,4	75,7	4,2	15,4	0,8
60% C8F18	27,7	74	6,0	2,9	76,8	4,8	16,1	1,1
4	FC 6003	17, 5	71	3,6	0,4	78,7	4,7	14,8	0,7
C8F18+X**	27,5	74	5,9	3,0	58,3	7,7	30,0	2,1
5	PF 5070	22,4	85	2,7	1,6	69,0	6,0	24,0	1,0
C7F16	19,8	80	3,5	1,9	59,0	12,0	28,0	0,0
6	PF 5060	20,7	82	2,7	1,6	57,0	5,2	32,0	5,8
C6F14	23,6	85	2,9	1,8	56,0	6,0	34,0	4,0
	PF5050	24,1	81	2,6	1,3	53,0	0,0	47,0	0,0
7	^C5^F12	31,7	84	4,4	2,0	39,0	11,0	50,0	0,0
		30,0	79	4,7	2,3	29,0	11,0	54,0	0,0

* masa cząsteczkowa związku wyprodukowanego w kg/mol ** X= inne związki, prawdopodobnie inne fluorowęglowodory *** obliczona kalorymetrycznie na podstawie pomiarów w obwodach wody chłodzącej

PL 201 719 B1

T a b l i c a 5 - Bilans przepływu masy

Nu-	Identyfika-	Wejście	Produkty	% Błąd

Ba-	ciekłego	Szybkość poda-	Masa	Zużycie	Szyb-	Szyb-	Szyb-	Szyb-	Bilans	Bilans
dania	fluorowę-	wania surowca	cząstecz	CF4	kość	kość	kość	kość	węgla	fluoru
	glowodoru	(kg/h)	kowa		prze-	prze-	prze-	prze-
				surowca		pływu	pływu	pływu	pływu
				ciekłego		CF4	C2F6	C2F4	C3F6
		CF4	Materiał	(kg/kmol)	(kg/h)	(kg/h)	(kg/h)	(kg/h)	(kg/h)	(%)	(%)
			ciekły
1	FC 3283	3,0	0,15	521	0,58	2,44	0,19	0,48	0,03	-11	2
	(C3F7) 3N	3,0	0,15		1,21	1,79	0,31	0,94	0,12	-25	4
2	FC 3255	3,0	0,45	438	0,13	2,87	0,17	0,41	0,00	-2	0
	CeF18	3,0	0,45		1,29	1,71	0,38	1,21	0,15	-23	4
3	FC 74	3,0	0,40	438	0,46	2,54	0,22	0,59	0,05	-8	1
	60% C8F18	3,0	0,40		0,50	2,50	0,24	0,60	0,06	-9	2
4	FC 6003	3,0	0,36	438	0,46	2,54	0,24	0,54	0,04	-8	1
	C8F18+X *	3,0	0,36		1,19	1,81	0,38	1,06	0,11	-22	4
5	PF 5070	4,9	1,70	388	0,66	4,24	0,58	1,68	0,10	-7	1
	C7F16	3,0	1,53		0,56	2,44	0,78	1,31	0,00	-6	1
6	PF 5060	3,7	2,40	338	0,58	3,12	0,45	1,99	0,54	-8	2
	C6F14	4,0	2,86		0,53	3,47	0,58	2,39	0,42	-9	2
7	PF5050	3,0	4,40	288	-0,69	3,69	0,00	3,71	0,00	-5	1
	^C5^F12	2,0	4,00		0,38	1,62	0,96	3,42	0,00	-9	2
		1,0	4,00		-0,72	1,72	0,76	2,51	0,00	0	0

* X = inne związki, prawdopodobnie inne fluorowęglowodory

Claims

1. Sposób obróbki surowca fluorowęglowodorowego, w którym to sposobie wytwarza się w strefie wysokiej temperatury pomiędzy co najmniej jedną katodą i co najmniej jedną anodą łuk elektryczny, za pomocą którego i za pomocą gazu plazmowego w tej strefie wytwarza się plazmę termiczną mającą płomień resztkowy, wprowadza się do plazmy termicznej surowiec fluorowęglowodorowy zawierający, co najmniej jeden związek fluorowęglowodorowy aby utworzyć termicznie reaktywną mieszaninę ze związkiem fluorowęglowodorowym dysocjującym w co najmniej jeden prekursor fluorowęglowodoru lub reaktywne cząstki oraz chłodzi się reaktywną termicznie mieszaninę prekursora fluorowęglowodorowego lub reaktywne cząstki aby utworzyć z prekursora fluorowęglowodorowego lub reaktywnych cząstek produkt fluorowęglowodorowy, znamienny tym, że surowiec fluorowęglowodorowy jest w postaci cieczy albo pary; surowiec fluorowęglowodorowy wprowadza się do płomienia resztkowego wytwarzanej plazmy termicznej; związek fluorowęglowodorowy surowca fluorowęglowodorowego zawiera pięć lub więcej atomów węgla; prekursor fluorowęglowodorowy albo reaktywne cząstki mają mniej niż pięć atomów węgla; oraz że produkt fluorowęglowodorowy zawiera co najmniej jeden związek fluorowęglowodorowy posiadający mniej niż pięć atomów węgla.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz plazmowy jest gazem obojętnym, który pełni funkcję wyłącznie źródła ciepła oraz podtrzymuje plazmę i nie wchodzi w reakcję z prekursorem fluorowęglowodorowym lub reaktywnymi cząstkami.

3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz plazmowy jest gazem reaktywnym, który, w plazmie termicznej, a zatem termicznie reaktywnej mieszaninie, dysocjuje na czą stki zawierają ce fluor i cząstki zawierające węgiel, które podczas schładzania termicznie reaktywnej mieszaniny, reagują z prekursorem fluorowęglowodorowym lub reaktywnymi cząstkami aby utworzyć produkt fluorowęglowodorowy.

PL 201 719 B1

4. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e surowiec nie jest bezpoś rednio uż ytecznym produktem fluorowęglowodorowym zawierającym dwa lub więcej związków fluorowęglowodorowych, przy czym jeden związek znajdujący się w produkcie jest składnikiem dominującym, tak że stanowi większą część produktu.

5. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e surowiec fluorowę glowodorowy ma postać cieczy i wprowadza się go do resztkowego płomienia plazmowego, a gaz plazmowy podaje się do strefy wysokiej temperatury.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że surowiec wprowadza się do resztkowego płomienia plazmowego podając go osiowo do resztkowego płomienia plazmowego w kierunku przeciwnym do kierunku poruszania się resztkowego płomienia plazmowego.

7. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e surowiec fluorowę glowodorowy ma postać pary i wprowadza się go do strefy wysokiej temperatury wraz z gazem plazmowym.

8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że katoda i anoda są elektrodami palnika lub plazmotronu zasilanego ze źródła energii, przy czym resztkowy płomień plazmowy formuje się na wyjściu palnika plazmowego albo plazmotronu.

9. Sposób, według zastrz. 8, znamienny tym, ż e wytwarzanie plazmy termicznej, dysocjacja związku fluorowęglowodorowego oraz chłodzenie reaktywnej termicznie mieszaniny odbywa się w reaktorze plazmowym, do którego jest przymocowany palnik plazmowy lub plazmotron, oraz który posiada komorę reakcyjną, przy czym palnik plazmowy lub plazmotron są umieszczone w górnym końcu komory reakcyjnej i kierują płomień ku dołowi tak, że płomień resztkowy plazmy porusza się w dół do komory reakcyjnej, a palnik plazmowy albo plazmotron zawiera chłodzoną wodą pojedynczą gorącą katodę oraz zespół chłodzonych wodą do trzech anod, z łukiem elektrycznym przechodzącym między katodą a anodami.

10. Sposób, według zastrz. 9, znamienny tym, że strefą wysokiej temperatury jest obszar w i wokół oraz w bezpośrednim sąsiedztwie łuku elektrycznego palnika plazmowego lub plazmotronu, i/lub obszar bezpośrednio poniżej palnika plazmowego lub plazmotronu wewnątrz rozszerzonej części lub obszaru komory reakcyjnej reaktora.

11. Sposób, według zastrz. 10, znamienny tym, że rozprzestrzenianie się płomienia resztkowego plazmy termicznej, dysocjacja związku fluorowęglowodorowego oraz chłodzenie termicznie reaktywnej mieszaniny odbywa się w komorze reakcyjnej, przy czym rozprzestrzenianie się płomienia plazmy termicznej i dysocjacja związku fluorowęglowodorowego zachodzą w pierwszej strefie komory reakcyjnej, a chłodzenie termicznie reaktywnej mieszaniny zachodzi w drugiej strefie komory reakcyjnej, zaś plazmotron jest przymocowany do reaktora w pobliżu pierwszej strefy komory reakcyjnej tak, aby plazma mogła być wytwarzana i mogła się rozprzestrzeniać w pierwszej strefie komory reakcyjnej.

12. Sposób, według zastrz. 11, znamienny tym, że podawanie gazu plazmowego do strefy wysokiej temperatury realizuje się przez wstrzykiwanie gazu plazmowego między anodę i katodę w taki sposób, że plazma termiczna tworzy wir w palniku plazmowym lub plazmotronie.

13. Sposób, według zastrz. 12, znamienny tym, że dodatkowy gaz plazmowy wprowadza się między kolejne anody, aby podtrzymywać wir w pierwszej strefie komory reakcyjnej.

14. Sposób, według zastrz. 11, znamienny tym, że chłodzenie drugiej strefy komory reakcyjnej realizuje się za pomocą układu samooczyszczającej się sondy szybkiego chłodzenia.

15. Sposób, według zastrz. 14, znamienny tym, że samo-oczyszczająca się sonda szybkiego chłodzenia zawiera zewnętrzny element cylindryczny przymocowany do reaktora, zapewniający centralny kanał i przystosowany do ochładzania gorącego gazu lub termicznie reaktywnej mieszaniny przepływającej przez ten kanał; wiele rozmieszczonych obwodowo w odstępach wydłużonych zębów lub skrobaków wystających wewnątrz zewnętrznego elementu cylindrycznego do kanału; wewnętrzny element cylindryczny umieszczony z prześwitem wewnątrz elementu zewnętrznego, przy czym element wewnętrzny jest również przystosowany do ochładzania gorącego gazu lub termicznie reaktywnej mieszaniny przepływającej wzdłuż obwodowej szczeliny między wymienionymi elementami; wiele rozmieszczonych obwodowo w odstępach wydłużonych zębów lub skrobaków wystających na zewnątrz z elementu wewnętrznego do kanału, przy czym zęby lub skrobaki są umieszczone schodkowe względem zębów lub skrobaków umieszczonych na elemencie zewnętrznym; oraz układ napędzający jeden element cylindrycznych tak, aby ten oscylował względem drugiego elementu cylindrycznego.