Реакторы плазменные

Рис. I. Схемы установки для закалки плазменного потока во взвешенном слое I - ЭДП 2 - реактор 8 - смеситель

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]

Следует отметить, что во всех выполненных экспериментах мощность генератора (5 кВт 13,6 МГц) и взаимное расположение электродов в реакторе были постоянными. Синтезы проводили после стерилизации реактора плазменным разрядом в воздухе, а пробы готовили в стерильных условиях. Конечный продукт реакции изучали обычными физико-химическими методами по схеме, приведенной на рис. 6. Сложную смесь А (полученную после оттаивания реакционной среды) фильтровали для удаления нерастворимого материала темного цвета, получившего название черный полимер F. Небольшое количество [c.42]

При высоких температурах плазменных струй характерное время многих реакций сравнимо с характерным временем смешения и значительные превращения реагентов могут происходить на участке незавершенного турбулентного смешения реагирующих потоков. В пределе "быстрой" химической реакции [439] процессы химического превращения полностью определяются процессами переноса. При рассмотрении реакторов-смесителей с коаксиальным вводом дозвуковых потоков реагентов и плазмы смешение происходит в ограниченном пространстве реактора, поэтому возможно образование зон рециркуляции [82, 84, 86]. Наличие в потоке таких зон делает необходимым пользоваться системой уравнений Навье—Стокса, а не приближением пограничного слоя. [c.184]

По принципиальной схеме плазмохимический процесс не отличается от любого традиционного химико-технологического процесса. Однако часто некоторые стадии процесса плазмохимии совпадают в пространстве и во времени, так как либо вся реакционная смесь, либо один из ее компонентов находится в плазменном состоянии. Отсюда следует, что полная технологическая схема плазмохимического процесса содержит стадии генерации плазмы, плазмохимических превращений, закалки. Эти процессы проводят в плазмохимических агрегатах, включающих плазмотроны и реакторы. [c.296]

Гетерофазные плазмохимические процессы часто проводят в реакторах с псевдоожиженным плазмой слоем, в которых резко увеличивается время контакта частиц с плазмой (рис, 4,51). Реактор состоит из конического корпуса /, в верхней части которого находится устройство 3 для подачи твердой фазы. В нижней части реактора установлен электродуговой плазмотрон 4. Плазменная струя через сопло 6 вводится в нижнюю часть реактора. Газообразные продукты процесса подогревают подаваемый порошок и, пройдя через сепаратор 2, выводятся из реактора. Остальные продукты реакции стекают по стенкам реактора и сопла в бункер 5. [c.297]

В очень важной высокотемпературной части реактора, в зоне ввода в него плазменной струи, температурное поле очень неоднородно — это недостаток реактора. На выходе из плазмохимического реактора прореагировавшая смесь содержит те или иные [c.297]

Установки плазменной газификации углей работают при атмосферном давлении. Реакторы мощностью 10-15 т/ч по сырому углю совмещены с плазмотронами мощностью не менее 300 кВт. Целью процесса является преимущественно получение синтез-газа. Плазмообразующим газом в процессе газификации является перегретый водяной пар (бескислородная газификация). В зависимости от сырья и условий концентрация Н2 в газе составляет 30-60%, что безусловно важно для получения синтез-газа. Условия плазмохимической переработки приводят к очень узкому (селективному) составу сырого газа. [c.98]

Естественна поэтому современная тенденция вернуться к более простому сжиганию воздуха , к разработке плазменного и энерготехнологических методов, попытаться связывать азот воздуха в ядерных реакторах. Все эти методы более или менее перспективны и могут найти применение для решения проблемы расширения производства минеральных соединений азота. [c.351]

В настоящее время во многих странах широко развернулись исследования получения синильной кислоты, а также циана (дициана) в плазменных реакторах (в потоке низкотемпературной плазмы). Высокие температуры и особые свойства плазмы позволяют осуществить в ней синтез синильной кислоты как из элементов, так и из метана и азота или углерода и аммиака или метана и аммиака [c.481]

Процесс пиролиза метана происходит в плазмохимическом реакторе [5]. Для моделирования температурного профиля реактора нужно построить зависимость температуры плазменной струи Т от времени отдаления от торца сопла плазмотрона /. [c.298]

Концентрация значительной энергетической мощности в малом объеме плазменного реактора ведет к сокращению производственных площадей, занятых оборудованием установки, и уменьшению его габаритов. [c.90]

Но особенно большое внимание уделяется в последнее время цезиевой плазме, всестороннему изучению ее свойств и условий образования. Возможно, она станет топливом плазменных двигателей будущего. Кроме того, работы по исследованию цезиевой плазмы тесно связаны с проблемой управляемого термоядерного синтеза. Многие ученые считают, что целесообразно создавать цезиевую плазму, используя высокотемпературную тепловую энергию атомных реакторов, то есть непосредственно превращать эту тепловую энергию в электрическую. [c.99]

Схема плазмо-химической установки для получения сажи источник питания 2 —шкаф управления 3 —плазменный генератор 4— реактор 5,/]—насосы б — мерная емкость 7 — испаритель 5—циклон 9—ловушка газовый счетчик /2—баллон с аргоном. [c.102]

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]

Таким образом, кинетические характеристики химических реакций в плазменной струе нечувствительны к изменению начальной скорости газового потока. Вариации начальных скоростей газа меняют лишь пространственные масштабы процесса, позволяя изменять расстояния между частями реактора, которые обогащены различными веществами, участвующими в реакции. Например, максимум концентрации ацетилена во всех трех случаях (ио1 = = 300 м сек, Уо2 = 500 м/сек и Иоз = ЮО м/сек) расположен в точках, координаты которых (2 1 = 21 см, 2 2 = 36 см и 2, з = = 8 см) существенно отличны одна от другой. В то же время максимум концентрации этилена во всех трех случаях находится в точках, координаты которых = 0,1—0,5 см) различаются относительно мало. Следовательно, с возрастанием начальной скорости газа расстояние 2 — 2 между областями плазменной струи, обогащенными этиленом и ацетиленом, возрастает. Это может оказаться полезным для управления процессом, так как, меняя начальную скорость газа, можно управлять степенью пространственного разделения участков плазменной струи, обогащенных различными веществами, которые участвуют в реакции. [c.36]

Учет интегральных потерь энергии плазменной струи на излучение. Выясним, каково влияние излучения на процессы, протекающие в реакторе. Будем считать, что излучение цилиндрической плазменной струи обладает осевой симметрией. [c.41]

Как следует из условий осуществления центробежного эффекта, в ириосевой области реактора должна существовать высокотемпературная зона. В случае СВЧ-реактора такой зоной является непосредственно СВЧ-разряд. Прп вдуве в реактор плазменной струп следует принять меры, исключающие быстрое перемешивание плазменной струп с сероводородом в начальных сечениях реактора, т.е. осуществить стабилизацию плазменной струи на оси. [c.475]

Размеры реактора. Плазменный реактор состоит из узла питания энергией, щита управления и собственно плазменного генератор . Узел питания служит для выпрямления переменного тока в постоянный. На пгите управления размещены приборы управления электрической частм и расходомеры для газов. Плазменный генератор может быть созсе.м малых размеров и легко переноситься. Типичные приближенные размеры отдельных узлов указаны ниже (в мм). [c.328]

Очень вероятно, что предварительная плазменная обработка монацита привела бы к полному разрушению его кристаллической структуры, к топкому или к сверхтонкому измельчению частиц минерала до уровня микрона (и менее) за счет взрывного выхода газообразных компонентов из природной кристаллической решетки и имела бы следствием более высокий выход тория, урана и РЗМ, сокрагцение процедуры вскрытия, уменьшение затрат реагентов и коррозии реакторов. Плазменная технология предварительной обработки монаци-товых песков предусматривает также всевозможные пирометаллур-гические операции отгонки из них таких компонентов, как фосфор, кремний и т. д. [c.160]

В настоящее время для проведения газофазных плазмохимических процессов наиболее широко применяют реакторы струйного типа. В зависимости от способа перемешивания плазменного потока со струями сырья их подразделяют на прямоточные и со встречными струями. Используют также комбинированные реакторы, в которых часть сырья подается по схеме прямотока, остальная часть — по схеме встречных струй. Сырье в реакторы этого типа вводят спутно-вихревыми или встречно-вихревыми потоками. [c.296]

Но если существует вполне определенная граница между двумя способами активации, то это еще не означает, что именно она представляет собой также границу между каталитической химией и не-каталитической. Дело в том, что названные два способа активации представляют собой лишь крайности. В чистом виде активация только посредством подачи энергии извне возможиа для большинства неорганических соединений лишь вблизи плазменных состояний, а для органических веществ — выше 800—1000 °С. В чистом виде каталитическая активация практически е встречается при низких температурах реакции мало изучены, а те процессы катализа, которые осуществляет природа в живых организмах, представляют совмещение каталитической и энергетической активации, но с явным преобладашием первой. Процессы, происходящие в промышленных реакторах в интервале температур от О до 400—600 °С, в большинстве представляют реакции, вызванные и каталитическим влиянием, и энергетическими факторами одновременно. Их различие в этом отношении состоит только в степени преобладания одного способа активации над другим. [c.135]

На лабораторной плазмохимической установке с потребляемой мощностью ЗОкВт проведекы опыты по пиролизу вакуумного га- - ойля.мазута,гудрона,деасфальтизатов,асфальтита,смол и остатков атмосферной перегонки сернистых газовых конденсатов в плазменной струе водорода.Маловязкие виды сырья подвергнуты плаз- чопиролизу с использованием проточного реактора,а более вязкие " ипа гудрона,асфальтита и смол-в реакторе погружного типа. [c.139]

Авторы работы" предварительно обработали исходную поверхность фуллеренами С п и С70. На поверхность субстратов (Si, Мо, SIO2) нанесли тонкий слой этих углеродных кластеров в виде непрерывного покрытия диаметром 200 мкм и толщиной 50-200 нм. Эксперименты проводили в микроволновом плазменном реакторе при частоте 2,45 ГГц, температуре 900°С и газовой атмосфере метан-водородной смеси, используемой для предварительной активации нанесенного слоя кластеров. Оказалось, что такая обработка поверхности на редкость удачна - на ней хорошо образуются зародыши, растут алмазы и получаются плотные поликристаллические пленки. [c.154]

Процесс полного разложения сероводорода на водород п серу является эндотермическим (энтальпия реакции ири комнатной темиературе составляет 0,25 кВт ч/м Н,8) и для эффективного разложения Н,8 требуются темиературы 1500 2000 К. Такой нагрев возможен лишь в плазменных реакторах. Важнейшей характерной чертой п одновременно преимуществом илазмохимических систем является пх высокая эпергопапряжеппость и удельная производительность, т.е. мощность и производительность на единицу реакционного объема. [c.450]

В работе [60] показано, что наиболее рациональна такая организация ироцесса смешения реагентов с плазменным теплоносптелем, прп которой поперечные струп сталкиваются между собой, образуя турбулизованную зону в центральной части реактора. При этом следует исходить из условий, обеспечивающих проиикиовепие иевозмущепиого ядра струи до центра сносящего потока. [c.471]

Авторами были проведены эксперименты с таигепциальпой иодачей сероводорода в реактор, ио оси которого подавалась азотная плазменная струя. Диаметр реактора составлял 50 мм, длина 180 мм, расход сероводорода 4,2 м /ч, азота 1,4 м /ч, тангенциальная скорость сероводорода на входе в реактор 300 м/с. Реактор заканчивался закалочным устройством -водоохлаждаемой шайбой. [c.473]

Из новых направлений представляет интерес образование цианистого водорода при очень высоких температурах (3000—4000°), достигаемых при адиабатическом сжатии исходных газов до 5—10 тыс. ат или развиваемых в плазменных реакторах. Добавка к смесям СН4 и N2 или С2Н2 и N2 значительных количеств Аг способствует повышению температуры, развиваемой при сжатии Максимальный выход H N равен 1% от начального объема смеси, [c.480]

Другим важнейшим элементом плазменной установки по переработке отходов является плазменный реактор, т.е. тот объем, в котором происходит процесс химического разложения отходов. Плазматрон может быть совмещен с реактором, являясь составной частью последнего, или пристыкован к нему. Реактор обычно вьпюлняют в виде пе- [c.89]

Фирмой Дэйви Мак-Ки (Великобритания) разработан комбинированный процесс производства чугуна и ферросплавов путем предварительного восстановления шихтовых материалов в реакторе с кипящим слоем и последующей плавкой в плазменной печи. Особенностью последней является наличие в ее верхней части водоохлаждаемого патрубка, защищающего расположенный в нем плазматрон с нерасходуе-мым катодом от налипания капель расплава. Поскольку анод зафуте-рован в подине печи, плазменная дуга, стабилизируемая аргоном, образуется между катодом и расплавом. На полупромышленной установке освоена технология плазменной переработки металлургических пылей. Пыль, предварительно смешанную с коксом и флюсом, вдувакл- с достаточно высокой скоростью в печь через тангенциальные отверстия в стенке, расположенные на уровне нижнего торца плазматрона. При температуре в ванне печи около 1600°С образуются шлак и металл. Возгоняющиеся пары цинка, свинца и кадмия извлекаются из отходящих газов конденсацией в футерованной камере с жидким цинком, разбрызгиваемым с помощью мешалки. [c.91]

Основу плазмгннохимич ского способа составляют пиролиз или окисление ХОО в струе плазмообразующих газов — водорода, инертных или воздуха. Этот способ иногда рассматривают как наиболее безопасный и эффективный для обезвреживания. В частности, исследования обезвреживания смеси ПХБ и четыреххлористого углерода в плазмотроне выявили эффективность процесса, равную 99,9999%. Для достижения таких показателей в зоне атомизации с помощью плазменной дуги создается температура порядка 25000°С. Газообразные продукты, включающие Н2, I2, СО, СН4, H l и отчасти углерод, покидают реактор при 900°С и подвергаются газоочистке. ХОС в выбросах отсутствуют. Вместе с тем следует отметить дороговизну, большую энергоемкость, многостадийность процесса, неустойчивую работу плазмотронов и плазмохимических реакторов. Полагают, что плазменнохимический способ перспективен для крупнотоннажных хлорорганических производств, имеющих отходы с постоянным химическим составом. [c.273]

Гомогенное окисление метана представляет собой типичную свободнорадикальную реакцию. В отсутствии инициаторов реакция характеризуется наличием индукционного периода [1, 176, 177]. Для устранения или уменьшения последнего к метано-воз-душной смеси добавляют вещества, легко распадающиеся на свободные радикалы — чаще всего азотную кислоту или оксид азота (И), а также озон, пероксид водорода, галогены, галогеноводороды и галогеналкиды, летучие алкилы свинца и т. д. [1, 176, 178, 179]. В работах [180] в качестве инициатора рекомендуется применять диметиловый эфир, не загрязняющий продукты реакции посторонними примесями. Для облегчения зарождения цепей на стенках реактора последние обрабатываются раствором борной кислоты и ее производных [181, 182]. Реакция ускоряется также под влиянием УФ- и у Излучения, ультразвука [183], тихого электрического разряда [184], водородного пламени [185] и плазменной струи [186]. В последнем случае в качестве окислителя применяют диоксид углерода. Характерно, что реакция фотоокисления метана в формальдегид в присутствии оксидов азота рассматривается как модель процесса, протекающего в атмосфере Земли [187]. В результате систематических исследований реакции окисления метана кислородом воздуха с добавлением оксидов азота при 600—700 °С была предложена схема протекающих элементарных превращений, состоящая из 15 реакций [176]. В более [c.67]

Характерные черты инженерных разработок. Для определения путей технологического оформления процессов при высокой экзотермичности метанирования и равновесных ограничениях, накладываемых на процесс при повышенных температурах, были проведены многие исследования, которые привели к принятию необычных инженерных решений. Так, рециркуляция горячего и холодного продукционного газа была исследована методом ограничения максимальной адиабатической температуры реакции в реакторах как с неподвижным, так и с кипящим слоем. Рециркуляция больших объемов газа является причиной значительного увеличения давления в слое катализатора и приводит к необходимости использования трубчатых реакторов метанирования. В качестве катализатора использовали никелевый сплав Ренея, нанесенный методом плазменного напыления на стенки труб. Эти катализаторы показывают очень хорошую активность, но имеют ряд недостатков, характерных для никелевых катализаторов плохую термостабильность и низкую стойкость к отравлению серой [30]. Термостабильности до некоторой степени способствует хорошая теплопроводность [c.239]

Производство карбида кальция. В середине 60-х годов производство карбида кальция на основе угля (кокса) и известняка достигало 10 млн. т/год. Это объясняется тем, что ацетилен, получаемый при взаимодействии карбида кальция с водой, широко применялся в сварочной технике и в химической промышленности для производства этанола, уксусной кислоты и уксусного ангидрида, ацетальдегида, ацетона, цианамида кальция, винилхлорида и других продуктов органического синтеза. В 1974 г. производство карбида кальция снизилось до 3 млн. т/год в связи с расширением использования для указанных производств этилена, получаемого из дешевого нефтяного сырья. В настоящее время вновь рассматривается вопрос о производстве ацетилена, который может быть получен путем взаимодействия угля с известняком при 2000—2200 °С [16, с. 76], газификации угля и пиролиза образующегося при этом метана, гидрирования угля с последующей конверсией гидро-генизата в ацетилен в плазменном или дуговом реакторах, а также путем вдувания потоком водорода угольной пыли в электродуговой реактор с быстрой закалкой выделяющихся газов [50], На основании теоретических разработок и усовершенствования аргонового и аргоноводородного плазменных реакторов максимальный выход ацетилена составляет 59 г/(кВт- ч), степень превращения углерода в С2Н2 достигает 14% [51]. [c.22]

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]