RU2202U1 - Плазмохимический реактор - Google Patents

Abstract

Плазмохимический реактор, содержащий кварцевую разрядную камеру, камеру смешения с патрубками ввода сырья, кислорода и плазменного потока и фильтровальное устройство, отличающийся тем, что камера смешения выполнена в верхней и нижней части в форме конусов, а в средней части - в форме цилиндра, а патрубки ввода сырья и кислорода, находящиеся в верхней конусной части, расположены под углом 30 - 60по отношению к вертикальному патрубку для плазменного потока и при этом диаметр цилиндрической части камеры смешения соотносится с диаметром патрубка ввода сырья как 500 - 1000:1.

Description

Плазмохимический реактор .ffS

относится к устройствам для проведения процесса плазмохимического синтеза и может быть применено для нол чения особо . чистых льтрадйсперсных порошкоЕ, например оксидов ряда элементов.

Известен шгазмохимический.реактор, содержащий соединённые последовательно разрдднтпо камера, затем камерт- смещения и.закалочн ю камер, а также связанное с последней фильтровальное устройство и патрубки подвода сырья и отвода продукта/ /. Основным недостатком известного устройства является неудобство использования его в эксплуатации, что вызвано, во-первых, необходимостью применения дополнительного специального устройства дяя введения аксиального исходного вещества .. Т тв-Устройство вводится через раз- рядн по камер т , из-за чего оно слшпком сильна прогревается,-поэтом возникает необходимость дополнительного охлаждения этого стройства. И, во-вторых, такая смстема ввода исходного сырья приводит к нежелательному загрязнению целевого и невозможности, отсвда получать особо чистые продикты в этом реакторе.

Наиболее -близким к новом УСТРОЙСТВУ по сщности и достигаемом - эффект является известный плазмохимический реактор, содержащий- соединённые последовательно разрядную, смешения и зак:алочную камер % связа Е-шое с последней фильтровальное устройство и патрубки, причём камера смешения в нём выполнена коленообразной, а патрубки подвода сырья расположены В местах изгиба камеры смешения и направлены по ходу потока./2/. Коленообразная камера смешения в этом реакторе имеет ЙЛЖНУ 2,5-8,5 от её диаметра и расположена она под УГЛОМ 35-60 к разрядной камере.Данное известное-Устройство имеет след пощие недостатки. Во-первых, применение в устройстве камеры смешения коленообразной формы вызывает во время работы реактора активное образование гарнисажного слоя пол: аемого продукта в местах изгиба, и, как следствие, полное зарастание проходного сечения реактора. Далее, применение-нескольких разнесённых разрядных камер хоть и ведёт к повышению удельного вклада энергии в1- реакционную ЗОНУ по сравнению с одноразовым вводом, однако требует.использования соответствующего количесства плазменных генераторов. Это является нецелесообразным, поскольк вызывает необходимость согласования,работы генераторов, требует использования больших площадей, ведёт к эквиБалентношг тгвеличению расхода электроэнергии и охлаадакщей воды. При чедедовании камер смешения и разрядных камер возникает проблема поддержания разряда в УСЛОВИЯХ наличия в плазмообразущем газе порошка пол /чаемогр проду кта и газообразных прод гктов сгорания исходного сырья. В /казанных словиях поддерлшнйе разрдда либо в:о0бще невозможно, либо

ЖИ BOI J 19/08

W.,. .

Либо значительного гвеличенжя вкладываемой в разрядную камера мощности и, соответственно, твеличения расхода., электроэнергиа. использование реактора тр,5ного типа, характерйз гще1 ©ея высокими скоростями газового потока/ до 50-80 м/сек / вызывает необходимоеть применения закалочной камеры, где обеспечивается снижение потока и его температ фн. Повышение же производительности этой установки требует соответствущего- увеличения вводщой мощности для создания | еобходимого температурного режима в зоне реакции.

Новое -Устройство- плазмореактор, содержит кварцевую разрядн гю камера, камер г смешения, выполненнтпо в верхней и нижней части в виде конусов, а в средней части- в форме цилиндра с патрубками для ввода сырья, кислорода и плазмообразущего газа, расположенными на верхней конусной части, при чём диаметр цилиндрической части относится к диаметр патрубка ввода сырья как 500-1000:1.

На-фигЛ схематически изображён- плазмохшмический реактор.. Новое устройство содержит кварцевою разрядшю камер I, камеру ( ...т смешения 2, выполненн то в верхней и нижней части в форме конуса, патрз; ок ввода сырья 3, патрубок ввода молек лярного кислорода 4, ввода плазменного потока 5, воздз овод 6, фильтровальное Устройство 7, пневматический распылитель для формирования газокапельного потока 8.

Устройство работает следЗ им образом. В кварцевую разрддшш камеру I поступает плазмообразущий газ , например кислород, а затем шшцйруется высокочастотный разряд. В верхнюю кон снтао часть камеры смешения поступает плазменный поток и однов ременно поступает газ о-капельный поток раствора исходного продукта, например органический раствор- металсодержащего соединения , и симметрично вводимый поток молекулярного кислорода .Плазменный поток вводится вертикально через патрубок i, а 30-60° вводатся исход нш1 раствор через патрубок 3 и-молекулярный кислород через патрубок 4 . При этом ввод сырья осжествляется в виде газо-капельного потока , который формируется пневматическим распылителем. 8 Газообразные реакции и порошок, целевого продт та, например ©ксида металла, поступают через КОНУСНУЮ j;--:, нижншю часть камеры .2 н® В0здух©в©ду 6 на фильтровальное устройство 7, где происходит Улавливание твёрдой фазн. -

. . „

в шеньшения этого соотношения, то есть при меньшем диаметре цилиндри- еской. ласти, происходит хгвеличение скорости потока в реакторе, а время пребывания капель в зоне реактора сокращается, что приводит к возможности проскока непрореагировавшего сырья. Увеличение же диаметра цилиндрической части реактора , а отснща и Увеличение величины заявленного соотношения просто нетехнологично. Диаметр же патрубка ввода сырья выбирается в зависимости от вязкости вводимого раствора и от производительности остановки. Среднее значение этого диаметра составляет О.,,0 мм.

Конструкционные особершости нового устройства позволяют исключить влияние образования гарнисажного слоя на стешках реактора на газодинамические УСЛОВИЯ синтеза, практически истслючить зависимость производительности становки от мощности генератора, а также позво ляют осттцествлять синтез льтрадисперсных особо чистых химических веществ, например особо чистых оксидов металлов.

От заявителей,. .Добр©в1щ.С1йаа:51 1Ж

Claims (1)

1. Плазмохимический реактор, содержащий кварцевую разрядную камеру, камеру смешения с патрубками ввода сырья, кислорода и плазменного потока и фильтровальное устройство, отличающийся тем, что камера смешения выполнена в верхней и нижней части в форме конусов, а в средней части - в форме цилиндра, а патрубки ввода сырья и кислорода, находящиеся в верхней конусной части, расположены под углом 30 - 60^o по отношению к вертикальному патрубку для плазменного потока и при этом диаметр цилиндрической части камеры смешения соотносится с диаметром патрубка ввода сырья как 500 - 1000:1.