RU2002122412A - Способ и устройство для обработки твердого порошкового фторполимера - Google Patents

Claims (29)

1. Способ обработки твердого порошкового фторполимера, который предусматривает: генерирование, в зоне высокой температуры, электрической дуги между по меньшей мере одним катодом и по меньшей мере одним анодом; генерирование, в зоне высокой температуры и при помощи электрической дуги и газообразной плазмы, горящей вверх термической плазмы, имеющей хвостовой факел; предоставление возможности образования из твердого порошкового фторполимера химически активной термической смеси с хвостовым факелом термической плазмы, с фторполимером, который диссоциирует с образованием по меньшей мере одного предшественника фторуглерода или химически активных разновидностей; и гашение газообразной фазы, которая содержит предшественник фторуглерода или химически активные разновидности, для образования по меньшей мере одного более желательного фторуглеродного соединения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердый порошковый фторполимер представляет собой перфторполимер.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердый порошковый фторполимер представляет собой частично фторированный полимер.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что твердый порошковый фторполимер представляет собой материал с наполнителем.

5. Способ по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что твердый порошковый фторполимер представляет собой непосредственно используемый материал.

6. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что образованное мономерное фторуглеродное соединение содержит тетрафторэтилен.

7. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что газообразная плазма представляет собой инертный газ, который используют только в качестве источника теплоты и для поддержания плазмы, и который не вступает в реакцию с предшественником фторуглерода или с химически активными разновидностями.

8. Способ по одному из пп.1-6, в котором газообразная плазма является химически активным газом, который будет разлагаться в термической плазме и в химически активной термической смеси, с образованием содержащих фтор разновидностей и содержащих углерод разновидностей, которые при гашении газообразной фазы будут вступать в реакцию с предшественником фторуглерода или с химически активными разновидностями, с образованием мономерного фторуглеродного соединения.

9. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что газообразная плазма содержит смесь инертного газа и химически активного газа.

10. Способ по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что катод и анод представляют собой электроды плазменной горелки или плазматрона, возбуждаемые при помощи источника питания, причем зона высокой температуры представляет собой область вокруг дуги и в дуге, а также в непосредственной близости от дуги между электродами.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что плазматрон содержит единственный охлаждаемый водой термокатод и батарею, которая содержит до трех охлаждаемых водой анодов, при этом дуга образуется между катодом и анодами.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что твердый порошковый фторполимер вводят в хвостовой факел плазмы, который образуется на выходе плазматрона или горелки, причем газообразную плазму подают отдельно в зону высокой температуры между электродами горелки или плазматрона.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что твердый порошковый фторполимер подают вертикально и самотеком в хвостовой факел плазмы, непосредственно над плазматроном или горелкой.

14. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что генерирование термической плазмы, диссоциацию фторполимера и гашение газообразной фазы проводят в плазменном реакторе, который имеет реакционную камеру, в которой расширяется хвостовой факел термической плазмы, разлагается фторполимер и происходит гашение газообразной фазы, причем расширение хвостового факела термической плазмы и диссоциация фторполимера осуществляются в первой зоне реакционной камеры, а гашение газообразной фазы осуществляется во второй зоне реакционной камеры, при этом горелка или плазматрон установлены рядом с первой зоной реакционной камеры реактора.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что реакционная камера имеет форму перевернутого конуса, причем горелка или плазматрон расположены у основания реакционной камеры.

16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что охлаждение второй зоны реакционной камеры осуществляют при помощи самоочищающегося зонда тушения.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что самоочищающийся зонд тушения содержит внешний цилиндрический компонент, смонтированный на реакторе, имеющий центральный проход и приспособленный для охлаждения горячей газообразной фазы, проходящей через проход; множество размещенных с промежутками по окружности удлиненных зубцов или скребков, выступающих внутрь из внешнего компонента в проход; внутренний цилиндрический компонент, установленный с зазором внутри внешнего компонента, причем внутренний компонент также приспособлен для охлаждения горячей газообразной фазы, проходящей через периферический зазор между компонентами; множество размещенных с промежутками по окружности удлиненных зубцов или скребков, выступающих наружу из внутреннего компонента в проход, причем эти зубцы или скребки расположены в шахматном порядке по отношению к зубцам или скребкам на внешнем компоненте; и средство привода для приведения одного цилиндрического компонента в колебания относительно другого цилиндрического компонента.

18. Способ по п.15 или 17, отличающийся тем, что плазматрон, реактор и зонд тушения образуют часть реакторной установки с фонтанирующим слоем, в которой плазматрон расположен у основания реакционной камеры и устроен таким образом, что образующаяся термическая плазма горит в направлении вверх, причем зонд тушения выступает в верхний концевой участок реакционной камеры, непосредственно над плазматроном.

19. Способ по одному из пп.16-18, отличающийся тем, что подачу газообразной плазмы в зону высокой температуры производят путем вдувания ее в горелку между электродами, таким образом, что газовый поток образует вихрь стабилизированной термической плазмы в реакционной камере реактора.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что газообразная плазма также вводится между последовательными анодами для усиления и поддержания вихря в области расширения реакционной камеры.

21. Способ по одному из пп.16-20, отличающийся тем, что хвостовой факел направлен вертикально вверх, причем зонд тушения расположен вертикально.

22. Установка для обработки твердого порошкового фторполимера, содержащая: реактор, который имеет расширяющуюся вверх наружу реакционную камеру; плазматрон у основания реакционной камеры, который имеет по меньшей мере один катод и по меньшей мере один анод, между которыми может быть возбуждена электрическая дуга; средство введения газообразной плазмы, предназначенное для вдувания ее между катодом и анодом, таким образом, что горящая вверх термическая плазма, имеющая хвостовой факел, создается у основания реакционной камеры, причем хвостовой факел образуется у выпуска плазматрона; питающий впуск в реакторе, через который твердый порошковый фторполимер подают в хвостовой факел плазмы, который образуется у выпуска плазматрона; и зонд тушения, расположенный в реакционной камере над плазматроном и предназначенный для тушения газообразной фазы, которая в ходе процесса образуется в реакционной камере.

23. Установка по п.22, отличающаяся тем, что реакционная камера имеет форму перевернутого конуса, при этом плазматрон расположен у вершины реакционной камеры, а зонд тушения расположен непосредственно над плазматроном в верхней части или зоне реакционной камеры.

24. Установка по п.22 или 23, отличающаяся тем, что реактор облицован и имеет выпуск для удаления продукта из реакционной камеры.

25. Установка по п.24, отличающаяся тем, что зонд тушения имеет удлиненную форму и расположен вертикально на выпуске реактора.

26. Зонд тушения плазменного реактора, содержащий: внешний цилиндрический компонент, в рабочем состоянии расположенный вертикально, имеющий центральный проход и приспособленный для охлаждения горячего газа, проходящего через проход от его нижнего впуска до верхнего выпуска; множество размещенных с промежутками по окружности удлиненных зубцов или скребков, выступающих внутрь из внешнего компонента в проход; внутренний цилиндрический компонент, установленный с зазором внутри внешнего компонента, причем внутренний компонент также приспособлен для охлаждения горячего газа, проходящего через периферический зазор между компонентами, причем внутренний цилиндрический компонент в рабочем состоянии также расположен вертикально; множество размещенных с промежутками по окружности удлиненных зубцов или скребков, выступающих наружу из внутреннего компонента в проход, причем эти зубцы или скребки расположены в шахматном порядке по отношению к зубцам или скребкам на внешнем компоненте; и средство привода для приведения одного цилиндрического компонента в колебания относительно другого цилиндрического компонента.

27. Зонд тушения по п.26, отличающийся тем, что внутренний компонент расположен по центру внутри внешнего компонента, причем во внутреннем и внешнем компонентах предусмотрено одинаковое число зубцов или скребков, при этом зубцы или скребки установлены на одинаковом расстоянии друг от друга на своих компонентах и/или зубцы или скребки идут параллельно друг другу.

28. Зонд тушения по п.26 или 27, отличающийся тем, что компоненты являются полыми и/или имеют каналы для пропускания через них жидкости для охлаждения, для того, чтобы охлаждать или тушить горячий газ.

29. Зонд тушения по одному из пп.26-28, отличающийся тем, что средство привода содержит подпружиненный рычаг с приводом от поршня, соединенный с одним из компонентов.