ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конструкции и характеристики плазмотронов из "Плазма в химической технологии" В плазмохимических процессах в равной степени могут быть применены как плазменные генераторы постоянного тока, так и переменного, хотя в настоящее время более детально исследованы плазмотроны постоянного тока. [c.22] Так как и А /ц мало зависят от величины силы тока, то потери электродах пропорциональны току дуги. Концентрирование тепловой энергии в приэлектродных пятнах снижает ресурс непрерывной работы плазмотрона. Поэтому увеличение мощности за счет увеличения силы тока нежелательно. Необходимо стремиться поднять напряжение на дуге как можно выше за счет выбора наиболее рациональной конструкции плазмотрона. В этой связи большой интерес представляют плазмотроны переменного тока, в которых напряжение на дуге достигает 6 кв. [c.23] Плазмотроны постоянного тока. Плазмотроны с горячими тугоплавкими электродами (вольфрамовыми, циркониевыми), как правило, проектируются на мощность в несколько десятков и реже — сотен киловатт. Основным недостатком этой группы плазмотронов является быстрый износ электродов из-за значительных тепловых концентраций на торцовой части электрода. Кроме того, наблюдается недостаточная стойкость материала электродов к восстановительной и окислительной средам. Эти факторы ограничивают до некоторой степени их применение в химических производствах. В большой мере такие плазмотроны применяются в машиностроении для резки металлов и напыления металлами различных поверхностей. При использовании подобных конструкций в химической технологии для защиты электродов от коррозии предусматривают специальную обдувку их инертным газом. [c.23] Конструкция осевого плазмотрона с тугоплавким электродом показана на рис. 4. Плазмотрон предназначен для различных химических процессов. [c.24] Электропитание такого типа плазмотрона возможно постоянным и переменным током. [c.25] К недостаткам плазмотронов р горячими расходуемыми электродами следует отнести сложность уплотнения электродов, так как при этом нужно сохранить их подвижность в осевом направлении, и также трудность электрической изоляции. [c.25] Ниже кратко описаны конструкции некоторых плазмотронов. [c.26] При некотором значении тока и расхода газа, минимальная длина дуги определяется суммарной длиной диафрагм, а место шунтирования дуги находится сразу же после диафрагмы. При увеличении тока или уменьшении расхода газа опорные точки дуги должны перемещаться в диафрагму. Однако, это происходит не сразу, так как диаметр диафрагмы значительно меньше диаметра электрода. Для пробоя пристеночного слоя в диафрагме сила тока должна достичь определенной величины. Благодаря обжатию дугового столба в диафрагме и фиксированной длине дуги вольтамперная характеристика плазмотрона получается возрастающей. При дальнейшем увеличении тока или при уменьшении расхода газа начинается пробой пристеночного слоя в диафрагмах. При этом установка превра-. щается в обычный линейный плазмотрон с падающей вольтамперной характеристикой. [c.27] Спинком и Гайлом [134] также исследовано перемещение электрической дуги с током до 10 ООО а под влиянием внешнего мах нитного поля. В результате этих исследований установлено влияние параметров электрической дуги и магнитного поля на линейную скорость движения дуги, а также найдены эмпирические формулы, описывающие вольтамперные характеристики плазмотрона в зависимости от силы тока дуги, величины межэлектродного зазора, напряженности магнитного поля и других параметров. [c.28] Для уменьшения магнитного сопротивления и созда ния необходимой топологии магнитного поля, корпус 3 и башмаки 2 электромагнита изготовлены из ферромагнитных материалов. Электромагнит соединяется с плазмотроном через изолятор 1. [c.29] К недостаткам этого плазмотрона следует отнести сложность изготовления пористых электродов и заплавление пор при нарушения оптимальных режимов работы плазмотрона. [c.30] Пористые электроды могут работать в аргоновой, метановой, водородной и других средах. [c.30] Плазмотроны с тороидальными электродами работают как на переменном, так и на постоянном токах. Плазмотроны такого типа разработаны фирмой Вестингауз (США) [127]. Мощность таких плазмотронов достигает 20 ООО кет. В настоящее время фирмой разрабатываются плазмотроны этого типа мощностью до 100—300 тыс. кет. [c.31] Обычно в плазмотроне с тороидальными электродами дуга горит в зазоре между ними. Вращение дуги осуществляется с помощью магнитного поля, радиальная составляющая которого получается за счет встречного включения соленоидов. Подача газа в межэлектродный зазор может осуществляться различными способами. [c.31] Существует несколько конструкций плазмотронов с тороидальными электродами. В качестве примера можно привести генератор мощностью 3000 кет типа Марк-30, предназначенный для превращения метана в этилен, ацетилен и синильную кислоту. Общий вид генератора представлен на рис. 10. К основным узлам его следует отнести корпус диаметром 300 и длиной 450 мм, электроды и соленоиды электромагнитов. Дуга вращается со скоростью 1000 об1сек. Подвод газа осуществляется через шесть отверстий два потока проходят через дугу, остальные не контактируют с дугой. Возможная температура нагрева газовой смеси 8300° К. [c.31] Плазмотроны переменного тока. Необходимость создания плазмотронов, работающих на переменном токе, вызвана высокой стоимостью силового оборудования для плазмотронов постоянного тока. Плазмотроны переменного тока условно можно разделить по применяемому току на однофазные, трехфазные и многофазные. Наиболее широко распространены трехфазные плазмотроны, которые, в свою очередь, отличаются электрическими схемами соединения электродов и типом последних. Электроды в таких плазмотронах могут быть соединены звездой, треугольником и звездой с нулевой точкой в плазме. По типу электродов трехфазные плазмотроны можно разделить на генераторы со стержневыми, цилиндрическими, тороидальными и расходуемыми электродами. [c.31] Рабочее напряжение плазмотронов этого типа достигает нескольких тысяч вольт при рабочем токе в несколько тысяч ампер. [c.33] Из анализа литературных данных можно сделать вывод, что ряд конструкций плазмотронов прошел проверку в промышленных установках и может быть рекомендован к дальнейшему использованию. К таким конструкциям следует отнести плазмотроны с расходуемыми графитовыми электродами (применение возможно при осуществлении ряда синтезов с использованием в качестве одного из исходных компонентов углерода) [136], с тороидальными (кольцевыми) электродами [127], с коаксиальным расположением электродов [51, 52], осевые плазмотроны с фиксированной длиной дуги и др. Указанные типы плазмотронов обеспечивают достаточно большой ресурс работы при значительных мощностях генератора. [c.33] Вернуться к основной статье