Конструкция плазменных реакторов

Рис. 5.57. Конструкции плазменных реакторов центробежного типа о - горизонтальный б— наклонный в - вертикальный I - охлаждающая вода 2— подшипник 3— выход продукта 4- вращающийся огнеупорный тигель 5- устройство вращения реактора 6- корпус реактора 7- электроды плазмотрона <У- плазмообразующий газ 9 внешний кожух реактора 10- сборник расплава //-домкрат /2-ввод дисперсного материала 13 - керамический свод реактора

Рис. 2.44. Простейшая конструкция микроволнового плазменного реактора низкого давления с волноводной связью генератора с нагрузкой

Конструкции плазмохимических реакторов. В настоящее время для проведения газофазных равновесных плазмохимических процессов наиболее широко применяют реакторы струйного типа. В зависимости от способа перемешивания плазменного потока со струями сырья они подразделяются на прямоточные и со встречными струями. Однако возможны и комбинированные реакторы, в которых часть сырья подается по схеме прямотока, остальная часть — по схеме встречных струй. [c.305]

Конструкция плазменных реакторов [c.328]

Вариант с обратной последовательностью ввода был также испытан. В этом случае при работе в режимах со сравнительно высокой среднемассовой температурой плазменной струи происходило разложение метана до углерода, который накапливался в реакторе в месте ввода метана в струю и, в конце концов, забивал канал реактора. Конструкция реактора была изменена схема нового реактора представлена на рис. 2, б конструкция этого реактора позволяла изменять расстояние между вводами кислорода и метана. [c.125]

Плазменный реактор состоит в основном из цилиндрической камеры, изготовленной из металла или стекла (в последнем случае возможно визуальное наблюдение [35]). Находящийся внутри камеры пруток электрода расположен перпендикулярно второму - лектроду—пластине, образующей один из торцов камеры. В электроде-пластине непосредственно против электрода-прутка находится отверстие, через которое струя плазмы выходит из камеры. Струя плазмы образуется средой, используемой для стабилизации дуги. Хотя для стабилизации можно использовать жидкость, в больщинстве -применяемых в настоящее время плазменных реакторов дуга стабилизирована газом. Обычно для этого используют конструкции с завихренным потоком газа или газовой оболочкой. Эти реакторы наряду с реакторами других типов будут подробнее описаны дальше после краткого рассмотрения принципа жидкостной стабилизации дуги. [c.324]

Из приведенных на рис. 2.54 схем ВЧЕ-плазмотронов видно многообразие потенциально возможных конструкций, соответствующих условиям проведения технологических процессов. Наиболее проста конструкция на рис. 2.54, ас одним высоковольтным и одним заземленным электродом. В плазмотроне на рис. 2.54, б, где оба электрода — высоковольтные и включены в противофазе, напряжение между ними в 2 раза превышает напряжение между высоковольтным электродом и заземленными частями корпуса плазмотрона. Возможны модификации такого плазмотрона с изогнутым каналом разряда. При необходимости увеличения мощности плазменного реактора можно вмонтировать в него несколько высокочастотных емкостных плазмотронов. При лабораторных испытаниях ВЧЕ-плазмотроны отличаются высокой стабильностью разряда, возможностью регулирования плотности тока на электродах, в том числе и за счет изменения формы электрода. [c.110]

Следовательно, технически возможно создать микроволновый плазменный реактор с тремя плазмотронами, имеющий интегральную мощность 1,5 МВт. Несмотря на удаление керамической трубы из зоны генерации потоков плазмы, имеется еще один диэлектрический элемент в конструкции, показанной на рисунках 2.48-2.50. Это герметизатор-развязка — диэлектрический изолятор между круглым волноводом (реактор, содержащий технологическую среду) и прямоугольным волноводом. Данный элемент необходим для того, чтобы предохранить магнетрон от действия технологической среды он выполнен из высокотемпературной керамики, расположен на удалении от зоны плазмы и не подвергается ее воздействию. [c.258]

Разработаны различные конструкции ВПУ указанного выше типа. Па рис. 13.4 показана схема ВПУ, нашедшего применение для разделения продуктов плазменной денитрации нитратных реэкстрактов в плазменных реакторах различного типа, главным образом в реакторах ядерно-безопасной геометрии. Схема таких вихревых пылеуловителей, работающих на встречных закрученных двухфазных потоках, внешне аналогична схемам ВПУ на рис. 13.3, но в ней трубопровод, по которому движется выхлоп плазменного реактора, разделяется на два трубопровода, потоки из которых движутся в корпусе ВПУ навстречу друг другу. Уловитель состоит, таким образом, из следующих [c.639]

На рис. 4.6.6, м представлена конструкция электроразрядного реактора с тремя графитовыми стержневыми электродами. Аппараты такого типа могут быть также с одним или двумя стержневыми электродами. Графитовая цилиндрическая втулка, расположенная вдоль стен реактора, также является одним из электродов. Под действием магнитного поля соленоида электрическая дуга совершает вращательные движения и образует как бы плазменный конус. Частицы конденсированного сырья, попадая в дугу, отбрасываются на стенку. Устанавливаемая в реакторе диафрагма способствует рециркуляции горячих газов, что увеличи- [c.448]

В идеальном плазменном реакторе должны быть созданы условия для стабильной работы разряда и закалки с большой скоростью истекающих из реактора газов. В плазматронах, описанных большинством исследователей [11—16 , применяется разрядная трубка, конец которой открыт и находится чуть ниже последнего витка индуктора, причем часть светящейся области плазмы выходит из трубки. Когда же плазменный факел целиком закрыт, а именно такие конструкции плазматронов используются для химических синтезов, возникает целый ряд технических трудностей. [c.58]

Еще одной из областей применения плазменной техники является получение расплавов различных веществ из порошкообразного исходного сырья. На рис. 5.57 представлены плазменные реакторы центробежного типа, применяемые для подобных задач. Конструкция, показанная на рис. 5.57, а, предполагает стабилизацию плазменной струи вращающейся стенкой горизонтально расположенного реактора. Плазменную струю генерирует плазмотрон со стержневым катодом, а реактор выполнен в виде тигля из огнеупорного материала, который вращается электродвигателем. Устройства такого типа работают в основном в дискретном режиме, т.е. реактор загружается материалом, который при вращении печи расплавляется, после чего печь наклоняется и жидкий продукт выпускается в соответствующую емкость. [c.478]

Нитрид алюминия получен также на электродуговой установке [22]. Из вибрационного питателя порошок алюминия уносится потоком азота и подается в плазменный реактор. После реакции продукты попадают в закалочное устройство, представляющее собой теплообменники, охлаждаемые водой. Охлажденные продукты поступают в пылеулавливающую камеру и на фильтр. Испытаны два конструкции реакционной камеры — с холодной стенкой, представляющей собой водоохлаждаемый медный теплообменник длиной 0,04 м, и с горячей , изготовленной из температуроустойчивой керамики, помещенной в водоохлаждаемый кожух. В первом случае температура стенки не превышает 650 К, и в реакторе отмечаются высокие радиальные и осевые градиенты. Во втором случае температура стенки составляет около 2000 К, в реакторе создается равномерное температурное поле. Скорость охлаждения в закалочном устройстве в реакторе с холодной стенкой 2 10 К/с, в реакторе с горячей стенкой 8 10 К/с. Порошок алюминия содержит не менее 99,99 % основного вещества, размеры частиц 25—50 мкм,. удельная поверхность 3,5 м /г, подача 7 10 г/с. Плазмообразующий газ — азот либо смесь азота с аргоном, газ-носитель — азот. В опытах использованы газы высокой чистоты. [c.285]

Характеристики процесса пиролиза углеводородов в плазменном реакторе являются Функцией многих параметров температуры, давления, времени пребывания в реакционной зоне, конструкции реактора, вида используемого. сырья и др.). [c.83]

Все основные показатели зависят главным образом от конструкции реактора. При этом было установлено, что в реакторе, не обеспечивающем быстрого и полного перемешивания плазменного потока с сырьем, сажа высокого качества не получается (высокая оптическая плотность и малые величины масляных чисел ). [c.104]

Необходимо отметить, что к температуре, определяемой таким способом, следует подходить очень осторожно. Очень трудно найти границы зоны реакций и, соответственно, уточнить величины тепловых потоков, исходящих от различных зон. В дальнейших экспериментах была сделана попытка отделения плазмотрона от реактора теплоизолирующей вставкой из асбестоцемента. Конструкция эта оказалась неудачной, так как теплоизоляция быстро разрушалась. Все же удалось установить, что оценки температуры плазменной струи в отсутствие теплоизоляции несколько завышены (примерно на 10%). [c.144]

В лабораторных моделях и на небольших промышленных плазменных установках, работающих в настоящее время при давлении до 35 ат, наблюдается лишь слабая эрозия электродов. Однако с повышением давления эрозия электродов быстро усиливается. При работе под давлением 140 ат в некоторых плазменных струях содержится до 30% вес. материала электродов [61]. Если плазменный генератор используется как химический реактор, то такое положение соверщенно недопустимо, так как получаемый продукт будет загрязнен материалом электрода. Плазменные генераторы других конструкций успешно работают при давле ииях выше 140 ат, но к. п. д. их равен всего 15%- [c.327]

В модификации этого реактора вольфрамовый катод расположен по оси, а три графитовых анода - в горизонтальной плоскости. Конструкция аппарата с продуваемыми анодами показана на рис. 4.6.6, о. В национальной физической лаборатории Великобритании разработан реактор, в котором с целью повышения ресурса работы анодов по оси расположен катод-сопло для подачи порошкообразного сырья (циркона), а в горизонтальной плоскости -три вспомогательных плазмотрона (плазменные аноды). [c.448]

Участие в плазмохимическом процессе веществ в конденсированной фазе существенно усложняет конструкцию реактора, его описание и технологическое осуществление процесса в той или иной стадии. В гетерофазных процессах первого типа работа смесителя и его конструкция те же, что и для гомофазных процессов. В случае процессов второго и третьего типов смеситель, кроме отмеченных выше функций, должен обеспечить также равномерное распределение порошка в плазменной струе, а реактор должен сочетаться с питателем, обеспечивающим равномерную подачу конденсированной фазы. [c.304]

Наряду с проведением указанных процессов в плазменных струях изучаются процессы образования тугоплавких соединений на установках с проникающей дугой типа плазменных плавильных печей [195, 196]. В этих установках применяется электродуговой плазмотрон обычной конструкции ( 10 кВт), герметичный охлаждаемый реактор, в котором помещен медный или графитовый анод, где находится металлический пруток или таблетка, [c.273]

На опытно-промышленной установке, были отрэоотаны опти-мальные конструкции плазмохимических реакторов, имеющие повышенный ресурс работы и обеспечивающие высокую конверсию сырья в ацетилен и этилен и минимальное саже-и смолообразование. Усовершенствование реакционного узла осуществлялось за счет улучшения смешения сырья с плазменной струей, поступающей из плазмотрона с подбором оптимального профиля реакционного канала интенсификацией закалки. [c.163]

Реакторы с магнитной стабилизацией. В плазменных реакторах этой конструкции положение дуги стабилизируется при помощи магнитного поля. Реактор представляет собой конструкцию из концентрических труб, щ которой между двумя электродами горит радиальная дуга. Дуга быс1ро вращается под действием магнитного поля газ пропускается в осевом направлении через кольцевое пространство между электродами для предотвращения их перегрева. Положение вращающейся дуги зрительно иногда напоминает движение сгшц велосипедного колеса. Такая конструкция позволила расширить верхний предел рабочего давления до 105 ат без сколько-нибудь значительной эрозии электродов. Передний торец наружного электрода (обычно катода) служит в качестве смесительной камеры, которая, кроме того, гасит пульсации перед выбросом плазмы через выходное сопло. Недостат-iэтой модели является низкий к. п. д. [c.331]

Микроволновый плазмотрон, снабженный конвертором электромагнитной волны Hqi в волну Нц (см. рисунки 2.48-2.50), в котором безэлектродный разряд горит в отрезке круглого волновода при наличии диэлектрических развязок между зоной разряда и магнетронами, практически совмегцен с плазменным реактором. Реактором является круглый волновод, по которому движется поток плазмы, раствор распыляют в реактор в плоскости, расположенной ниже ввода прямоугольных волноводов в круглый волновод (см., например, рис. 2.48). Круглый волновод — это фактически цельнометаллический плазменный реактор, который можно использовать для получения чистых по примесям материалов (содержание примесей 10 -Ь10 %). Наиболее приемлемая конструкция такого реактора была показана [c.257]

Общая схема пилотного завода показана на рис. 11.5. Принципиальная часть установки — генератор потока пароводяной нлазмы, включающий плазмотрон 4 снабженный соленоидом 5 для вращения анодного участка электрической дуги в водяном паре (конструкция и основные характеристики плазмотрона приведены ниже), и источник электронитания плазмотрона — выпрямитель 3. Ниже плазмотрона находится плазменный реактор 6, снабженный охлаждающими рубашками в плазменном реакторе поток (П-ОП)-плазмы смешивали с потоком гексафторида урана (UFe), подаваемого из контейнеров 1, погруженных в испарительную камеру с нагревателем 16. Испарительная камера помещена на весы 15 для весового контроля расхода UFe. Между испарителем UFe и плазменным реактором находится компрессор 2. Под плазменным реактором находится приемник 7 дисперсных продуктов конверсии UFe (преимущественно триураноктаоксида), еще ниже — шнек 8 с электроприводом для выгрузки этих продуктов в транспортный контейнер 14- Справа от приемника [c.567]

На рис. 88 показаны некоторые конструкции плазменных химических реакторов, которые могут быть применены для обезвреживания жидких отходов. В нижнюю часть камеры сгорания, представляющей собой металлический кожух 1, облицованный изнутри огнеупорным материалом 2, введена горелка 3 плазменного генератора (рис. 88,а), через которую подается воздух с температурой 5000—7300 К. Через распределительное кольцо 4 в камеру подается дополнительный воздух для псевдоожижения твердых частиц и охлаждения их до 1350—2000К. Обезвреживаемые продукты поступают в слой псевдоожиженных частиц через форсунки 6. Продукты реакции, охлажденные вторичным воздухом, подаваемым через устройство 8, выводятся через штуцеры 7. [c.94]

Суш ествует несколько вариантов проведения конверсии легколетучих соединений металлов в плазме ВЧ- и СВЧ-разряда, отли-чаюш ихся по типу применения исходного веш ества, нагреваемого до температуры плазмы (Г 3000 К) [34]. Первый вариант предусматривает нагрев хлорида в плазме инертного газа (аргона или гелия), вводимого непосредственно в разряд. Среднемассовая температура плазмы снижается от 10 000 до 3000 К за счет эндотермического эффекта разложения галогенидов. Нагретые и активированные таким образом исходные веш ества окисляются кислородом в реакционной зоне. По второму варианту плазменному нагреву подвергается окислитель (кислород, воздух), а галогенид вводится в его поток. Наиболее рационально в качестве окислителя применять плазмообразуюш ий газ, что способствует значительному упрош ению конструкции реактора и повышению степени использования энергии, подведенной к плазме. По третьему варианту осу-П] ествляют одновременный нагрев хлорида и окислителя в струе плазмы либо в автономных разрядных камерах. Это способствует повышению скоростей процесса и производительности реактора, однако конструкция реакционной аппаратуры при этом значительно усложняется. В технологических процессах используют в основном второй вариант, причем окислителем является плазмообразующий газ. [c.213]

С другой сторены, резко возрастают требования к надежности аппаратуры. Ресурс непрерывной работы плазмотронов должен составлять десятки тысяч часов. В противном случае длительные простои, приводящие к значительным материальным и трудовым потерям, могут свести на нет все указанные выше преимущества. Поскольку в плазмохимических производствах используется электроэнергия, стоимость которой в настоящее время достаточно высока, то большое значение также имеет энергетический коэффициент полезного действия плазмотронов и технологии в целом. Поэтому для каждого многотоннажного процесса создаются ицдиви-дуальные плазменные реакторы, конструкции которых в наибольшей степени удовлетворяют указанным требованиям. [c.144]

Для получения тугоплавких соединений карботермическим методом создана технологическая установка (рис. 4.46). Установка включает баллоны для сжатого плазмообразующего газа i, системы вентилей и редукторов для подачи газа 2, щита управления 3, на котором расположены вентили ре11улировки подачей газа и воды 7, ротаметры для измерения их количества 5, S, манометры 6 и 9. Процессы осуществляются в плазменном реакторе 11 с непрерывной подачей сырья. Это вертикальный аппарат шахтного типа, в нижней части которого установлены три электродуговых плазмотрона 10. К реактору присоединены устройства для охлаждения продукта 12 и его перемещения 13, а также накопитель продукта 14. Контейнеры из тугоплавкого материала 15 предназначены для транспортировки сырья и продукта через реактор. Детали реактора, подверженные действию высоких температур, охлаждаются водой, вода после охлаждения сливается в воронку 16. Конструкция плазмотрона обеспечивает длительную круглосуточную работу установки. Созданы реакторы номинальной мощностью 60 и 300 кВт. Температура в зоне реакции регулируется путем изменения мощности, подведенной к плазмотронам, время пребывания сырья в зоне высоких температур — скоростью перемещения контейнеров. Гибкое управление этими параметрами позволяет получать порошки с заранее заданными свойствами. Выпуск больших опытных партий продукта осуществлен на установке мощностью 300 кВт [125]. Свойства порошков, полученных различными плазмохимическими методами, приведены в табл. 4.24. [c.279]

Калориметрический зонд описанной конструкции использовали для определения поля температур плазменной струи, генерируемой СВЧ-плазмотроном и исшкаю-щей в цилиндрический канал плазмохимического реактора диаметром 0 = 6-10 и длиной 3-10- м (см. рис. 1). Зонд вводили в реактор через отверстия, выполненные [c.124]

Рис. 4. Конструкции систем ХОГФ а - трубчатый реактор атмосферного давления с горячей стенкой и групповой обработкой пластин б — реактор колпакового типа пониженного давления с холодной стенкой и групповой обработкой пластин с возможностью плазменной активации процессов осаждения и плазменной очистки внутренних поверхностей в - конвейерный реактор атмосферного давления с горячей стенкой и непрерывной групповой обработкой пластин г — планарный реактор пониженного давления с холодной стенкой и групповой обработкой пластин с возможностью плазменной активации процессов осаждения и плазменной очистки внутренних поверхностей д — универсальный планарный реактор пониженного давления с холодной стенкой и индивидуальной (поштучной) обработкой пластин с возможностью плазменной активации процессов осаждения и плазменной очистки внутренних поверхностей е - планарный высоковакуумный реактор с холодной стенкой и индивидуальной обработкой пластин в плазме высокой плотностью с возможностью одновременного проведения процессов осаждения и травления, а также плазменной очистки внутренних

Рис. 4. Конструкции систем ХОГФ а - трубчатый <a href="/info/1234334">реактор атмосферного давления</a> с <a href="/info/1060402">горячей стенкой</a> и <a href="/info/1422366">групповой обработкой</a> пластин б — реактор колпакового типа <a href="/info/17584">пониженного давления</a> с <a href="/info/675399">холодной стенкой</a> и <a href="/info/1422366">групповой обработкой</a> пластин с возможностью плазменной <a href="/info/307561">активации процессов</a> осаждения и плазменной <a href="/info/975833">очистки внутренних поверхностей</a> в - конвейерный <a href="/info/1234334">реактор атмосферного давления</a> с <a href="/info/1060402">горячей стенкой</a> и непрерывной <a href="/info/1422366">групповой обработкой</a> пластин г — планарный реактор <a href="/info/17584">пониженного давления</a> с <a href="/info/675399">холодной стенкой</a> и <a href="/info/1422366">групповой обработкой</a> пластин с возможностью плазменной <a href="/info/307561">активации процессов</a> осаждения и плазменной <a href="/info/975833">очистки внутренних поверхностей</a> д — универсальный планарный реактор <a href="/info/17584">пониженного давления</a> с <a href="/info/675399">холодной стенкой</a> и индивидуальной (поштучной) <a href="/info/1554580">обработкой пластин</a> с возможностью плазменной <a href="/info/307561">активации процессов</a> осаждения и плазменной <a href="/info/975833">очистки внутренних поверхностей</a> е - планарный высоковакуумный реактор с <a href="/info/675399">холодной стенкой</a> и индивидуальной <a href="/info/1554580">обработкой пластин</a> в плазме <a href="/info/145700">высокой плотностью</a> с <a href="/info/1677308">возможностью одновременного</a> <a href="/info/27004">проведения процессов</a> осаждения и травления, а также плазменной очистки внутренних

На рис. IV-25 изображены наиболее распространенные схемы шахтных реакторов. Конвертированный газ из трубчатых печей по двум футерованным газопроводам подводится к верхней части реактора. Газ вводится в реактор, в зависимости от конструкции, радиальными или тангенциальными потоками при температуре 750— 780° С. В начале конусной части реактора конвертированный газ смешивается с нагретым до 500—550° С воздухом. Воздух поступает в реактор по специальному распределительному устройству (горелке, рис. IV-25, а), выполненному из высоколегированной окалиностойкой стали. В некоторых конструкциях горелка покрывается слоем огнеупорной керамики, которая наносится на ее поверхность плазменным методом. Нижняя часть его снабжена двумя концентри-ч ескими кольцами (или секторами или радиально расположенными отрЬстками трубы), с большим числом отверстий-сопел диаметром около 10 мм на нижней и боковой поверхностях, через которые воздух поступает в реактор. Скорость вылета воздуха при смешении составляет 30—60 ж/сек, конвертированного газа 10—20 Mj en. [c.174]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология