RU2004126035A - Плазмохимотронный способ получения кислородосодержащей парогазовой смеси и аппарат для его осуществления - Google Patents

Claims (7)

1. Плазмохимотронный способ получения кислородосодержащей парогазовой смеси, заключающийся в пропускании ассиметричного по плотности выпрямленного электрического тока между анодом и катодом с одновременным продавливанием потока жидкого реагента (подщелоченной или подкисленной деионизованной воды) через дырчатый анод, смешивающимся с обогащенным кислородным газом потоком жидкостного реагента, выходящим из отверстия полого катода, расположенного в центре цилиндрического сквозного отверстия межэлектродной камеры для вывода парогазожидкостной смеси, позволяющими при потенциалах в межэлектродной камере от 200±10 до 140±5 В спонтанно образовывать в прикатодном пространстве межэлектродной камеры устойчивую химотронную плазму, отличающийся тем, что устойчивая химотронная плазма формируется в прикатодном пространстве межэлектродной камеры под сквозным отверстием верхнего основания межэлектродной камеры, расположенным в центре круглой вставки из химостойкого диэлектрического материала, отделяющей межэлектродную камеру от камеры эрлифтного перекачивания парогазожидкостной смеси в сепаратор жидкости, пара и газа, при смешивании в межэлектродной камере потока жидкого реагента, продавленного через полый катод в центр сквозного отверстия вставки, с потоком кислородосодержащего газа, продавленного за счет избыточного давления газа через дырчатый анод в направлении от дырчатого анода к полому катоду, расположенному в центре межэлектродной камеры под сквозным отверстием для вывода потока парогазожидкостной смеси из межэлектродной камеры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для достижения ассиметричного по плотности выпрямленного электрического тока между анодом и катодом используют дырчатый цилиндрический анод и составной полый катод, вставленный в центр межэлектродной камеры под сквозное отверстие в верхнем основании межэлектродной камеры, включающий последовательно соединенные: медную трубку, проходящую в межэлектродную камеру через центр ее нижнего основания, химостойкий диэлектрический материал плотно насаженный на внешнюю поверхность медной трубки, предотвращающий замыкание электрической цепи между катодом и анодом в межэлектродной камере, цилиндрическую насадку из тугоплавкого металла со сквозным отверстием для охлаждения тугоплавкого металла и выхода потока жидкого реагента в межэлектродную камеру, посаженную на внешнюю поверхность оголенной от диэлектрического материала конца медной трубки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что предпочтительно использование в межэлектродной камере между дырчатым цилиндрическим анодом и полым составным катодом потенциалов от 170±5 В.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для увеличения выхода в кислородосодержащую парогазовую смесь активированных химотронной плазмой форм кислорода, водорода и их соединений жидкий реагент предварительно обрабатывают плазмохимотронным способом при затратах электроэнергии на обработку 1 л жидкого реагента не менее 0,1 кВт·ч.

5. Аппарат для получения кислородосодержащей парогазовой смеси плазмохимотронным способом, содержащий корпус из химостойкого диэлектрического материала с патрубками ввода жидкого реагента и вывода синтезированной в химотронной плазме парогазожидкостной смеси, расположенную в корпусе герметичную межэлектродную камеру с размещенными в ней плоским дырчатым анодом, вставленным в нижнее основание камеры, образованным корпусной вставкой включающей полость, соединяющую дырчатый анод с патрубком подачи жидкого реагента, стержневым полым катодом, расположенным в сквозном цилиндрическом отверстии верхнего основания межэлектродной камеры, образованного корпусной вставкой, включающей полость, соединяющую сквозное цилиндрическое отверстие с патрубком отвода парогазожидкостной смеси, причем полый катод подключен к трубопроводу подачи жидкого реагента, обогащенного кислородным газом, отличающийся тем, что корпус выполнен вертикально-цилиндрическим, включающим соединенные сквозным отверстием герметичные межэлектродную камеру и камеру эрлифтного перекачивания парогазожидкостной смеси в сепаратор жидкости, пара и газа, расположенная в корпусе межэлектродная камера образована дырчатым цилиндрическим анодом на нижнее и верхнее основания цилиндра которого вставлены кольца из химостойкого диэлектрического материала, образующие между анодом и корпусом кольцевую полость соединенную с патрубком подачи кислородного газа, нижнее основание межэлектродной камеры ограничено нижним основанием цилиндра дырчатого анода, загерметизированным в круглой корпусной вставке, в центре которой через узел герметизации в межэлектродную камеру проходит полый катод, подсоединенный к трубопроводу подачи жидкого реагента, верхнее основание межэлектродной камеры ограничено верхним основанием цилиндра дырчатого анода, загерметизированным в круглой корпусной вставке, в центре которой, над выходным отверстием полого катода, находится сквозное цилиндрическое отверстие, соединяющее межэлектродную камеру с камерой эрлифтного перекачивания парогазожидкостной смеси в сепаратор жидкости, пара и газа.

6. Аппарат по п.5, отличающийся тем, что для зажигания в приэлектродном пространстве межэлектродной камеры устойчивой химотронной плазмы используют вставленный под сквозное отверстие в центр межэлектродной камеры составной полый катод, включающий последовательно соединенные: медную трубку, проходящую в межэлектродную камеру через узел герметизации в центре ее нижнего основания, химостойкий диэлектрический материал (фторопласт, керамика) плотно насаженный на внешнюю поверхность медной трубки, цилиндрическую насадку из тугоплавкого металла (W, Та, Мо и другие) со сквозным отверстием, плотно насаженную на внешнюю поверхность оголенного от диэлектрического материала конца медной трубки.

7. Аппарат по п.5, отличающийся тем, что для достижения устойчивого (не изменяющегося во времени) состояния химотронной плазмы в прикатодном пространстве межэлектродной камеры, определенного постоянством величины потребляемой плазмохимотроном электрической мощности, используют оптимальное значение геометрического симплекса межэлектродной камеры

Δh/ha (где Δh=ha-hк, ha - высота дырчатого цилиндрического анода, hк - высота составного полого катода от нижнего основания межэлектродной камеры), ответственного за пульсации электрического тока между анодом и катодом и пульсации газожидкостного потока в межэлектродной камере, отсутствие которых экспериментально определено в интервале 0,2≤Δh/ha≤0,4 и оптимальное значение геометрического симплекса do/dк (где do - диаметр сквозного отверстия в верхнем основании межэлектродной камеры, dк - диаметр сквозного отверстия насадки полого катода) ответственного за пульсации электрического тока между анодом и катодом и пульсации парогазожидкостного потока выходящего из межэлектродной камеры в камеру эрлифтного перекачивания парогазожидкостной смеси в сепаратор жидкости, пара и газа, отсутствие которых экспериментально определено в интервале 2,2≤do/dк≤3,0.