RU2118912C1

RU2118912C1 - Method of conducting plasma chemical reactions (versions)

Info

Publication number: RU2118912C1
Application number: RU94012982A
Authority: RU
Inventors: В.С. Гаммал; А.А. Ионин; А.В. Ушаков
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Институт экологических проблем и новых технологий"
Priority date: 1994-04-12
Filing date: 1994-04-12
Publication date: 1998-09-20

Abstract

FIELD: ozone treatment methods. SUBSTANCE: invention can be used to prepare ozone-containing gas mixtures; treating (detoxifying) exhausted gases and vapors; pyrolysis of carbon-containing compounds; synthesis of nitrides, oxides, and carbides; converting carbon-containing materials and obtaining fine powders from gas phase; and modifying properties of material surfaces. Initial substances in vapor or gaseous state are transferred into the region of barrier electric discharge and products of plasma chemical reactions are withdrawn from that region. According to invention, by means of dielectric shells, auxiliary zones are isolated in the barrier electric discharge region in series electrically connected with working barrier-discharge zone. Makeup, pressure, and/or temperature of substance or mixture of substances in auxiliary zones (chambers) are specified such as to meet chosen criterion for optimization of carrying out plasma chemical reactions. Electromagnetic emission, emerging upon performing barrier discharge in auxiliary zones, gets into working zone through above-mentioned dielectric shells, which are transparent within electromagnetic frequency ranges satisfying conditions for performing desired plasma chemical reactions in working zone. EFFECT: enabled carrying out plasma chemical reactions following chosen optimization criterion thanks to elevated proportion of acts of desired chemical interactions compared to acts of undesired ones. 2 cl, 18 dwg

Description

Изобретение относится к прикладной неравновесной низкотемпературной плазмохимии и может найти применение в процессах получения озоносодержащих газовых смесей, очистки (обезвреживания) отработанных газов и паров, в том числе вентиляционных и технологических выбросов от токсичных газообразных веществ, пиролиза углеродсодержащих соединений, синтеза нитридов, оксидов, восстановительного синтеза карбидов, получения оксида азота, плазменной конверсии углеродсодержащего сырья, восстановления оксидного сырья и галогенидов водородом, получения высокодисперсных порошков из газовой фазы, модификации свойств поверхностей материалов, а также при кондиционировании воздуха, дезинфекции или стерилизации материалов, предметов или воздуха. The invention relates to applied non-equilibrium low-temperature plasma chemistry and may find application in the processes of obtaining ozone-containing gas mixtures, purification (neutralization) of exhaust gases and vapors, including ventilation and technological emissions from toxic gaseous substances, pyrolysis of carbon-containing compounds, synthesis of nitrides, oxides, and reductive synthesis carbides, production of nitric oxide, plasma conversion of carbon-containing raw materials, reduction of oxide raw materials and halides with hydrogen, gender exercises of fine powders from the gas phase, modification of the properties of the surfaces of materials, as well as during air conditioning, disinfection or sterilization of materials, objects or air.

Известен способ проведения плазмохимических реакций (ПХР) путем прокачки нейтрального газа через неизотермическую плазму, при котором через плазму пропускают стационарный ленточный пучок электронов, причем параметры плазмы и пучка электронов подбирают так, чтобы способствовать развитию пучковой неустойчивости [1] . Указанный способ позволяет осуществлять управление физико-химическими процессами в плазме путем изменения характеристического параметра E/n₀, где E - напряженность электрического поля, n₀ - концентрация частиц газа, но, во-первых, только за счет изменения интенсивности пучка электронов, которая существенно ограничена условиями, приведенными в формуле изобретения, и, во-вторых, только в зоне действия стационарного пучка электронов. Кроме того, устройства, реализующие указанный способ [2], требуют достаточно сложных - как конструктивно, так и технологически - узлов генерации мощного ленточного пучка электронов и работы при стабильном давлении исходных газов, т.к. изменение давления приводит к нарушению существенного признака, определяющего основное условие реализации способа - пучковой неустойчивости.There is a method of conducting plasma chemical reactions (PCR) by pumping a neutral gas through a non-isothermal plasma, in which a stationary tape electron beam is passed through the plasma, and the parameters of the plasma and electron beam are selected so as to promote the development of beam instability [1]. The specified method allows controlling physical and chemical processes in plasma by changing the characteristic parameter E / n ₀ , where E is the electric field strength, n ₀ is the concentration of gas particles, but, firstly, only due to a change in the electron beam intensity, which is significant limited by the conditions given in the claims, and, secondly, only in the zone of action of a stationary electron beam. In addition, devices that implement this method [2] require quite complex - both structurally and technologically - nodes generating a powerful tape electron beam and work with a stable pressure of the source gases, because a change in pressure leads to a violation of an essential feature that determines the main condition for the implementation of the method - beam instability.

Известен способ проведения ПХР, при котором в камеру, содержащую рабочую смесь, вводят уже не стационарный, как в предыдущем случае, а релятивистский импульсно-периодический пучок электронов, интенсивность и равновесный радиус которого в сочетании с длительностью импульсов подбирают так, чтобы в среде генерировалось вихревое электрическое поле с жестко заданными электрическими и временными параметрами, обеспечивающими вполне определенное соотношение между ионизационными и джоулевыми потерями [3]. При таком способе возможность управления физико-химическими процессами в плазме путем изменения характеристического параметра E/n₀, во-первых, принципиально ограничена снизу началом реально значимой ионизации веществ, составляющих рабочую смесь, и, во-вторых, ограничена интервалом значений ионизационных и джоулевых потерь, приведенным в формуле изобретения. Конструктивно-технологические сложности реализации указанного способа выше, чем у предшествующего, в частности из-за необходимости генерации релятивистского импульсно-периодического пучка электронов.There is a known method of conducting PCR, in which a relativistic repetitively pulsed electron beam is introduced into the chamber containing the working mixture, as in the previous case, and its intensity and equilibrium radius are selected in combination with the pulse duration so that a vortex is generated in the medium an electric field with hard-set electrical and time parameters providing a well-defined correlation between ionization and joule losses [3]. With this method, the ability to control physicochemical processes in plasma by changing the characteristic parameter E / n _{0 is} , firstly, fundamentally limited from below by the start of really significant ionization of the substances that make up the working mixture, and, secondly, is limited by the range of ionization and joule losses given in the claims. The structural and technological difficulties in implementing this method are higher than in the previous one, in particular because of the need to generate a relativistic pulse-periodic electron beam.

Известен способ проведения ПХР с использованием барьерного разряда, применяемый для получения озона в промышленной установке "Озон-100", при котором рабочую смесь газов продувают через зоны разряда, образованные углублениями в соприкасающихся диэлектрических прокладках, внутри которых размещены разнополярные электроды [4]. Простота конструкции устройств, реализующих указанный способ, оборачивается невозможностью влиять на протекание физико-химических процессов в плазме путем повышения доли актов требуемых химических взаимодействий при снижении доли актов нежелательных химических взаимодействий за счет изменения характеристического параметра E/n₀, т.е. однажды изготовленный реактор для реализации указанного способа будет оптимален только для конкретной смеси исходных веществ при конкретных физических условиях и только для конкретного критерия оптимизации проведения ПХР - либо, например, максимальный выход требуемого продукта, либо минимальный выход непрореагировавшего исходного вещества, либо вполне определенное соотношение между выходом тех или иных продуктов реакции, в частности минимальный выход по меньшей мере одного из возможных продуктов реакции при вполне определенном выходе другого продукта ПХР.A known method of conducting PCR using a barrier discharge, used to produce ozone in an industrial installation "Ozone-100", in which a working mixture of gases is blown through the discharge zones formed by recesses in adjacent dielectric spacers, inside which are placed bipolar electrodes [4]. The simplicity of the design of devices that implement this method makes it impossible to influence the course of physicochemical processes in plasma by increasing the proportion of acts of the required chemical interactions while reducing the proportion of events of undesirable chemical interactions due to a change in the characteristic parameter E / n ₀ , i.e. Once a manufactured reactor for the implementation of this method will be optimal only for a specific mixture of starting materials under specific physical conditions and only for a specific criterion for optimizing PCR performance, either, for example, the maximum yield of the desired product, or the minimum yield of unreacted starting material, or a well-defined ratio between the yield certain reaction products, in particular, the minimum yield of at least one of the possible reaction products with a well-defined yield one other PCR product.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ проведения ПХР, при котором рабочую газовую смесь направляют в область барьерного разряда и отводят из той же области продукты ПХР (т.е. пропускают исходную газовую смесь через область барьерного разряда); на промежуточные и окончательные продукты реакции воздействуют дополнительным электрическим полем, ориентированным вдоль потока газа [5]. Возможность изменения характеристического параметра E/n₀ при данном способе также отсутствует, что не позволяет избирательно осуществлять реакции, особенно, если компоненты рабочей смеси допускают несколько вариантов химических реакций с разными продуктами реакций.The closest in technical essence to the present invention is a method for conducting PCR, in which the working gas mixture is sent to the region of the barrier discharge and PCR products are removed from the same region (i.e., the initial gas mixture is passed through the region of the barrier discharge); intermediate and final reaction products are affected by an additional electric field oriented along the gas flow [5]. The ability to change the characteristic parameter E / n ₀ with this method is also absent, which does not allow selective reactions, especially if the components of the working mixture allow several variants of chemical reactions with different reaction products.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа проведения ПХР, позволяющего осуществлять управление физико-химическими процессами в плазме путем изменения в рабочей зоне характеристического параметра E/n₀, позволяющего перераспределять доли подводимой энергии по видам возбуждения и таким образом оптимизировать проведение ПХР по принятому критерию оптимизации с учетом несовпадения для разных веществ реальных зависимостей долей потери энергии в смесях исходных веществ или долей потери энергии электронов в однородных средах в зависимости от величины E/n₀.The objective of the present invention is to develop a method for conducting PCR, which allows controlling the physicochemical processes in plasma by changing the characteristic parameter E / n ₀ in the working zone, which allows to redistribute the fractions of the input energy according to the types of excitation and, thus, optimizing the PCR according to the adopted optimization criterion for different substances, the real dependences of the fractions of the energy loss in mixtures of the starting materials or the fractions of the electron energy loss in homogeneous units depending on the value of E / n ₀ .

Действительно, из приведенных графиков (фиг. 3.2., 3.3..) для простейшего случая газовой смеси - воздуха, представляющего собой в первом приближении смесь азота и кислорода при нормальных условиях, - следует, что максимальная доля подводимой энергии (до 72%) при E/n₀=1,5•10¹⁶ В•см² расходуется на возбуждение колебательных уровней энергии кислорода. При этом энергия возбуждения колебательных уровней азота не превышает 1%, что позволяет получать максимальный выход по озону. Увеличение значений E/n₀ до 7,5•10¹⁶ В•см² приводит в область максимума возбуждения колебательных уровней азота, в результате чего проведение ПХР будет сопровождаться значительным ростом доли окислов азота. В этом и заключается физическая сущность процесса управления проведением ПХР путем перераспределения долей подводимой энергии по видам возбуждения за счет изменения параметра E/n₀. Аналогичные зависимости могут быть получены для любых веществ в паро- или газообразном состоянии и по ним могут быть определены доли выхода различных продуктов реакции при конкретных значениях E/n₀.Indeed, from the graphs (Fig. 3.2., 3.3 ..) for the simplest case of a gas mixture - air, which is a first approximation of a mixture of nitrogen and oxygen under normal conditions - it follows that the maximum proportion of energy input (up to 72%) at E / n ₀ = 1.5 • 10 ¹⁶ V • cm ² is spent on the excitation of vibrational levels of oxygen energy. In this case, the excitation energy of vibrational levels of nitrogen does not exceed 1%, which allows to obtain the maximum yield of ozone. An increase in E / n ₀ to 7.5 • 10 ¹⁶ V • cm ² leads to the region of maximum excitation of vibrational nitrogen levels, as a result of which PCR will be accompanied by a significant increase in the proportion of nitrogen oxides. This is the physical essence of the process of controlling the conduct of PCR by redistributing the shares of the supplied energy over the types of excitation due to a change in the parameter E / n ₀ . Similar dependences can be obtained for any substances in the vapor or gaseous state and from them the yield fractions of various reaction products can be determined at specific values of E / n ₀ .

Поставленная задача решается группой изобретений, вариантами, объединенными единым изобретательским замыслом - созданием в области проведения барьерного электрического разряда вспомогательной зоны, включенной электрически последовательно с оставшейся рабочей зоной, благодаря чему изменение состава, давления и/или температуры вещества или смеси веществ во вспомогательной зоне приводят к изменению значения E/n₀ в рабочей зоне.The problem is solved by a group of inventions, variants united by a single inventive concept - the creation in the field of conducting a barrier electric discharge of an auxiliary zone, connected electrically in series with the remaining working zone, due to which a change in the composition, pressure and / or temperature of the substance or mixture of substances in the auxiliary zone leads to changing the value of E / n ₀ in the working area.

В первом варианте, как и в прототипе, направляют в область барьерного электрического разряда исходные вещества в паро- или газообразном состоянии и отводят из нее продукты ПХР, но, в отличие от прототипа, при помощи диэлектрической в зоне барьерного разряда оболочки пространственно выделяют вспомогательную зону, причем выделяют так, чтобы вспомогательная зона оказалась соединена электрически последовательно с оставшейся, предназначенной для проведения ПХР рабочей зоной. При этом состав, давление и/или температуру вещества или смеси веществ во вспомогательной зоне устанавливают так, чтобы обеспечить принятый критерий оптимизации проведения ПХР в рабочей зоне. In the first embodiment, as in the prototype, the starting materials are sent to the barrier electric discharge region in the vapor or gas state and PCR products are removed from it, but, unlike the prototype, the auxiliary zone is spatially isolated using the dielectric in the barrier discharge zone of the shell, moreover, they are isolated so that the auxiliary zone is electrically connected in series with the remaining working area intended for PCR. In this case, the composition, pressure and / or temperature of the substance or mixture of substances in the auxiliary zone is set so as to provide the accepted criterion for optimizing PCR in the working area.

Во втором варианте, в отличие от прототипа, в области барьерного разряда аналогичным образом при помощи диэлектрических в зоне барьерного разряда оболочек выделяют не менее чем одну вспомогательную зону, соединенную электрически последовательно с оставшейся и предназначенной для проведения ПХР рабочей зоной. Возникающее при этом во вспомогательных зонах под воздействием барьерного разряда электромагнитное излучение направляют в рабочую зону сквозь диэлектрические оболочки, прозрачные в интервалах частот электромагнитных колебаний, соответствующих условиям проведения требуемых ПХР в рабочей зоне, а состав, давление и/или температуру вещества (веществ) или смесей веществ во вспомогательных зонах устанавливают так, чтобы обеспечить принятый критерий оптимизации (режим) проведения ПХР в рабочей зоне. In the second embodiment, unlike the prototype, in the area of the barrier discharge in the same way using dielectric in the zone of the barrier discharge of the shells allocate at least one auxiliary zone, connected electrically in series with the remaining and intended for PCR working area. The electromagnetic radiation arising in the auxiliary zones under the influence of a barrier discharge is sent to the working zone through dielectric sheaths transparent in the frequency intervals of electromagnetic waves corresponding to the conditions for the required PCR in the working area, and the composition, pressure and / or temperature of the substance (s) or mixtures substances in auxiliary zones are set so as to provide the adopted optimization criterion (mode) for conducting PCR in the working area.

Изменение состава вещества или смеси веществ во вспомогательной зоне для оптимизации проведения ПХР по принятому критерию может осуществлять известными способами: впуском или стравливанием паров или газов через клапаны, смещением константы равновесия обратимых фотохимических реакций, вводом или удалением частиц вещества, с поверхности которого осуществляется возгонка паров и т.п. Changing the composition of a substance or mixture of substances in the auxiliary zone to optimize PCR according to the accepted criterion can be carried out by known methods: by admitting or venting vapors or gases through valves, shifting the equilibrium constant of reversible photochemical reactions, introducing or removing particles of a substance from the surface of which vapor is sublimated, and etc.

Изменение давления во вспомогательной зоне может осуществляться любым из известных способов: введением или выводом во вспомогательную зону (из нее) дополнительного количества того же самого вещества (смеси веществ), которые находились во вспомогательной зоне; принудительным изменением объема, непосредственно охваченного оболочкой или соединенного с объемом, охваченным оболочкой; изменением температуры вещества или смеси веществ, находящихся во вспомогательной зоне, путем нагрева теплопередачей или радиационного нагрева. The pressure in the auxiliary zone can be changed by any of the known methods: introducing or withdrawing into the auxiliary zone (from it) an additional amount of the same substance (mixture of substances) that were in the auxiliary zone; forced change of the volume directly covered by the shell or connected to the volume covered by the shell; a change in the temperature of the substance or mixture of substances in the auxiliary zone by heating by heat transfer or radiation heating.

В качестве диэлектрика для реализации оболочки могут быть использованы кварцевое стекло, сапфир, прозрачные ситаллы и др. подобные материалы, причем диэлектрическая часть оболочки может самостоятельно выполнять функции барьера для осуществления барьерного электрического разряда. As the dielectric for the implementation of the shell, quartz glass, sapphire, transparent glass materials and other similar materials can be used, and the dielectric part of the shell can independently act as a barrier for the implementation of a barrier electric discharge.

Осуществление пропускания сквозь диэлектрическую оболочку потоков электромагнитного излучения из вспомогательной зоны в рабочую в интервалах частот, соответствующих условиям проведения требуемых ПХР в рабочей зоне, может быть обеспечено внесением соответствующих примесей в примененный для оболочки материал, использованием дифракционных решеток, размещением внутри собственно оболочки двух оптически скрещивающихся равноотстоящих слоев поляризаторов, применением дополнительных светофильтров. The transmission through the dielectric sheath of electromagnetic radiation fluxes from the auxiliary zone to the working zone in the frequency intervals corresponding to the conditions for the required PCR in the working zone can be achieved by introducing appropriate impurities into the material used for the shell, using diffraction gratings, and placing two optically crossed equally spaced equally spaced shells layers of polarizers, using additional light filters.

При реализации второго варианта способа проведения ПХР часть поверхностей корпуса, диэлектрической оболочки и/или электродов целесообразно выполнять зеркально или диффузно отражающими для более полного использования потоков электромагнитного излучения, порождаемых во вспомогательной зоне под действием барьерного разряда. When implementing the second variant of the method for conducting PCR, it is advisable to perform part of the surfaces of the housing, the dielectric sheath, and / or electrodes mirror-like or diffusely reflecting for a more complete use of the electromagnetic radiation flux generated in the auxiliary zone under the influence of a barrier discharge.

Дополнительным техническим результатом можно считать тот факт, что вещество или смесь веществ во вспомогательной камере при отсутствии необратимых ПХР во вспомогательной зоне не расходуется, в силу чего вспомогательная камера для проведения конкретных ПХР по вполне конкретному критерию оптимизации может быть изготовлена в виде запаянной капсулы, кюветы и т.п. объектов, содержащих вполне определенное количество необходимых веществ при определенных условиях - давлении, температуре. An additional technical result can be considered the fact that the substance or mixture of substances in the auxiliary chamber in the absence of irreversible PCR in the auxiliary zone is not consumed, as a result of which the auxiliary chamber for conducting specific PCR according to a very specific optimization criterion can be made in the form of a sealed capsule, cuvette and etc. objects containing a very specific amount of necessary substances under certain conditions - pressure, temperature.

На чертежах представлены наиболее простые варианты схем устройств - плазмохимических (ПХ) реакторов, реализующих варианты предлагаемого способа проведения ПХР. На нечетных фигурах представлены устройства, реализующие первый вариант способа проведения ПХР без направления электромагнитного излучения из вспомогательной зоны в рабочую; на четных фигурах представлены устройства, реализующие второй вариант способа проведения ПХР. The drawings show the simplest versions of device circuits — plasmochemical (HR) reactors that implement variants of the proposed method for conducting PCR. Odd figures show devices that implement the first version of the method for conducting PCR without directing electromagnetic radiation from the auxiliary zone to the working zone; on even figures presents devices that implement the second variant of the method of conducting PCR.

На фиг. 1 - 10 приведены схемы бескорпусных устройств, предназначенные для применения в потоках обрабатываемых паров или газов, в частности для стерилизации или дезинфекции материалов, предметов или воздуха. На фиг. 11 - 16 приведены схемы устройств, имеющих корпуса для ограничения объема рабочей камеры и вспомогательной камеры. In FIG. Figures 1–10 show schemes of housing units intended for use in streams of processed vapors or gases, in particular for sterilization or disinfection of materials, objects, or air. In FIG. 11 - 16 are diagrams of devices having housings for limiting the volume of the working chamber and the auxiliary chamber.

На фиг. 1 и 2 приведены схемы ПХ реакторов, в которых диэлектрическая оболочка вспомогательной зоны (-ных зон) не охватывает ни один из высоковольтных (ВВ) электродов и расположена(ны) между ними. На фиг. 3, 4 приведены схемы ПХ реакторов, в которых один из ВВ электродов расположен непосредственно в диэлектрической оболочке. На фиг. 5, 6 приведены схемы ПХ реакторов, в которых часть поверхности оболочки является одним из ВВ электродов. На фиг. 7 и 8 приведены схемы ПХ реакторов, в которых один из ВВ электродов расположен внутри пространства, ограниченного оболочкой. На фиг. 9 и 10 приведены схемы шарообразных или цилиндрических ПХ реакторов. На фиг. 11 и 12 приведены схемы ПХ реакторов, в которых предусмотрена возможность смены герметичных вспомогательных камер, причем вспомогательные камеры могут отличаться друг от друга составом или давлением содержимого, толщиной диэлектрического барьера, расположением ВВ электрода. На фиг. 13 представлена схема ПХ реактора со сменными диэлектрическими вставками, обеспечивающими барьерный разряд между основной и вспомогательной камерами, причем вставки могут отличаться толщиной или материалом. На фиг. 14 представлена схема ПХ реактора, в котором в оболочке вспомогательной камеры предусмотрена возможность установки сменных фильтров электромагнитного излучения (светофильтров), являющихся одновременно частью диэлектрического барьера. Стрелки в патрубках рабочих камер на фиг. 11 - 14 обозначают направление подвода исходных веществ (белая стрелка) и направление отвода продуктов реакций (черная стрелка). Схемы ПХ реакторов с внутренним расположением рабочей камеры и внешним расположением вспомогательных камер приведены на фиг. 15 и 16. In FIG. Figures 1 and 2 show the diagrams of HRP reactors in which the dielectric sheath of the auxiliary zone (s) does not cover any of the high-voltage (BB) electrodes and is located (s) between them. In FIG. Figures 3 and 4 show the diagrams of HRP reactors in which one of the explosive electrodes is located directly in the dielectric sheath. In FIG. Figures 5 and 6 show the diagrams of HRP reactors in which part of the shell surface is one of the explosive electrodes. In FIG. Figures 7 and 8 show the diagrams of the HRP of reactors in which one of the explosive electrodes is located inside the space bounded by the shell. In FIG. Figures 9 and 10 show diagrams of spherical or cylindrical PX reactors. In FIG. Figures 11 and 12 show the diagrams of the PX reactors, in which it is possible to change the sealed auxiliary chambers, and the auxiliary chambers may differ from each other in the composition or pressure of the contents, the thickness of the dielectric barrier, and the location of the explosive electrode. In FIG. 13 is a diagram of a reactor reactor with replaceable dielectric inserts providing a barrier discharge between the main and auxiliary chambers, and the inserts may differ in thickness or material. In FIG. 14 is a diagram of the reactor’s PX, in which it is possible to install replaceable electromagnetic radiation filters (light filters) in the shell of the auxiliary chamber, which are simultaneously part of the dielectric barrier. The arrows in the nozzles of the working chambers in FIG. 11-14 indicate the direction of supply of the starting materials (white arrow) and the direction of removal of reaction products (black arrow). Schemes of the HRP of reactors with an internal arrangement of the working chamber and an external arrangement of auxiliary chambers are shown in FIG. 15 and 16.

Устройства, представленные на чертежах, включают в себя ВВ электроды 1, между которыми осуществляется барьерный разряд, диэлектрическую (по меньшей мере в зоне барьерного разряда) оболочку 2, ограничивающую вспомогательную зону 3 барьерного разряда, соединенную электрически последовательно с рабочей зоной 4 барьерного разряда. В устройства также могут входить: перегородки 5, разделяющие разные вспомогательные зоны 3, постоянные или сменные фильтры электромагнитного излучения 6, располагаемые на пути излучения, порождаемого во вспомогательной зоне 3, к рабочей зоне 4; сменные диэлектрические вставки 7, а также корпус устройства 8. The devices shown in the drawings include BB electrodes 1 between which a barrier discharge is carried out, a dielectric (at least in the zone of the barrier discharge) sheath 2, which limits the auxiliary zone 3 of the barrier discharge, connected electrically in series with the working zone 4 of the barrier discharge. The device may also include: partitions 5 dividing different auxiliary zones 3, permanent or replaceable filters of electromagnetic radiation 6, located on the path of radiation generated in the auxiliary zone 3, to the working area 4; interchangeable dielectric inserts 7, as well as the housing of the device 8.

Первый способ проведения ПХР реализуется, например, в ПХ реакторе, приведенном на фиг. 11, следующим образом. Вспомогательную камеру с вспомогательной зоной 3, образованную диэлектрической оболочкой 2, выполняющей одновременно роль части диэлектрического барьера, наполняют веществом или смесью веществ, состав, давление и температура которого (-ых) при наличии барьерного разряда между электродами 1 и заданных параметрах среды в рабочей камере с рабочей зоной 4, обеспечивают протекание ПХР в соответствии с принятым критерием оптимизации (режимом). В рабочую камеру подают исходные вещества, а на ВВ электроды 1 подают соответствующее напряжение, благодаря чему между ВВ электродами 1 возникает барьерный разряд, пронизывающий вспомогательную зону 3 и рабочую зону 4. При этом, за счет последовательного электрического соединения вспомогательной зоны 3 и рабочей зоны 4, установленными во вспомогательной камере и, следовательно, во вспомогательной зоне 3 параметрами среды обеспечивают в рабочей зоне 4 требуемое значение характеристического параметра E/n₀, что и приводит к проведению ПХР по выбранному критерию оптимизации, т.е. по принятому отношению возможных продуктов ПХР.The first method for conducting PCR is implemented, for example, in the PC reactor shown in FIG. 11 as follows. The auxiliary chamber with the auxiliary zone 3, formed by a dielectric sheath 2, which simultaneously plays the role of a part of the dielectric barrier, is filled with a substance or mixture of substances, the composition, pressure and temperature of which (s) in the presence of a barrier discharge between the electrodes 1 and the specified medium parameters in the working chamber with working area 4, ensure the flow of PCR in accordance with the adopted optimization criterion (mode). The starting materials are fed into the working chamber, and the corresponding voltage is applied to the BB electrodes 1, so that between the BB electrodes 1 there arises a barrier discharge penetrating the auxiliary zone 3 and the working zone 4. Moreover, due to the electrical connection of the auxiliary zone 3 and the working zone 4 established in the auxiliary chamber, and hence in the sub-zone 3 of the medium parameters is provided in the working zone 4, the desired value of the characteristic parameter E / n _0, which leads to holding of a PHR Bran optimization criterion, ie, according to the accepted ratio of possible PCR products.

Второй вариант способа проведения ПХР реализуется, например, в ПХ реакторе, приведенном на фиг. 16, следующим образом. Вспомогательную камеру (по меньшей мере одну), образованную корпусом 8, перегородками 5 и диэлектрической оболочкой 2, ограничивающей в данном случае объем рабочей камеры и выполняющей одновременно роль диэлектрического барьера, наполняют веществом или смесью веществ, состав, давление и температура которого (-рых) при наличии барьерного разряда между ВВ электродами 1 и заданных параметрах среды в рабочей камере обеспечивают протекание ПХР в соответствии с принятым критерием оптимизации. В рабочую камеру подают исходные вещества, на ВВ электроды 1 подают соответствующее напряжение, благодаря чему между ВВ электродами 1 возникает барьерный разряд, образующий вспомогательную зону 3 и рабочую зону 4. При этом за счет последовательного электрического соединения вспомогательной зоны 3 и рабочей зоны 4, параметрами, установленными во вспомогательной камере и, следовательно, во вспомогательной зоне 3, обеспечивают требуемое значение характеристического параметра E/n₀ в рабочей зоне, что и приводит к проведению ПХР по выбранному критерию оптимизации. Порожденные во вспомогательных зонах 3 потоки электромагнитного излучения после прохождения сквозь диэлектрические оболочки 2, прозрачные в разных интервалах частот электромагнитных колебаний, соответствующих условиям диссоциации конкретных исходных веществ, попадают в рабочую зону 4, где за счет квантовомеханического контакта с конкретными химическими веществами приводят к образованию дополнительных химически активных радикалов, за счет чего дополнительно повышается количество единичных актов конкретных химических взаимодействий, т.е. снижается вероятность отклонения проведения ПХР от принятого критерия оптимизации (режима).The second variant of the method for conducting PCR is implemented, for example, in the PC reactor shown in FIG. 16 as follows. An auxiliary chamber (at least one), formed by a housing 8, partitions 5 and a dielectric sheath 2, which in this case limits the volume of the working chamber and simultaneously acts as a dielectric barrier, is filled with a substance or mixture of substances whose composition, pressure and temperature (s) in the presence of a barrier discharge between the explosive electrodes 1 and the specified environmental parameters in the working chamber, the PCR flows in accordance with the adopted optimization criterion. The starting materials are fed into the working chamber, the corresponding voltage is applied to the BB electrodes 1, due to which a barrier discharge arises between the BB electrodes 1, forming an auxiliary zone 3 and a working zone 4. In this case, due to the electrical connection of the auxiliary zone 3 and the working zone 4, by parameters installed in the auxiliary chamber and, therefore, in the auxiliary zone 3, provide the required value of the characteristic parameter E / n ₀ in the working zone, which leads to PCR for the selected cr optimization criterion. The fluxes of electromagnetic radiation generated in the auxiliary zones 3 after passing through the dielectric shell 2, transparent in different frequency ranges of electromagnetic waves corresponding to the dissociation conditions of specific starting materials, fall into the working zone 4, where due to quantum mechanical contact with specific chemicals lead to the formation of additional chemically active radicals, due to which the number of individual acts of specific chemical interactions additionally increases i, i.e. the probability of deviation of PCR from the adopted optimization criterion (mode) is reduced.

Claims

1. A method for carrying out plasmochemical reactions (PCR), in which the starting materials in a vapor or gaseous state are directed to the region of the barrier electric discharge and PCR products are removed from the same region, characterized in that in the region of the barrier discharge by means of a dielectric shell an auxiliary a zone electrically connected in series with the working zone intended for PCR for the same region of the barrier discharge, the composition, pressure and / or temperature of the substance or mixture in the resources in the auxiliary zone are established on the basis of the accepted criterion for optimizing PCR in the working area.

2. A method for carrying out plasmochemical reactions (PCR), in which the starting materials in a vapor or gaseous state are directed to the region of the barrier electric discharge and PCR products are removed from the same region, characterized in that they do not spatially isolate using dielectric shells in the region of the barrier discharge less than one auxiliary zone, electrically connected in series with the barrier discharge working zone intended for PCR, occurring in auxiliary zones under the influence of a barrier of a single discharge, electromagnetic radiation is directed into the working area through dielectric sheaths, transparent in the frequency ranges of electromagnetic waves corresponding to the conditions for the required PCR in the working area, while the composition, pressure and / or temperature of the substance (s) in the auxiliary zones are set so as to ensure optimization criterion for conducting PCR in the working area.