RU2008152503A - Способ плазмохимической переработки веществ и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

1. Способ плазмохимической переработки веществ, характеризующийся тем, что исходное перерабатываемое вещество, например минеральное сырье в виде железной руды или соответствующих руд цветных металлов, или угля, или горючих сланцев, торфа и т.п., предварительно измельчают и смешивают с тонко помолотым коксом или другим углеродсодержащим веществом, создавая тем самым исходную, например, водную технологическую суспензию, которую затем с применением насосов высокого давления подают в верхнюю часть специально создаваемой технологической камеры и через соответствующий входной канал со струеобразующим насадком, который специально электроизолируют от корпуса и подключают к применяемому импульсному высоковольтному источнику тока, так что в дальнейшем организуют в упомянутой технологической камере истечение исходных струй суспензии в направлении сверху вниз с их завершающей контактной встречей с установленным в нижней части технологической камеры и заземленным с ней электродом, выполненным, в частности, из кокса, причем указанные струи предварительно с помощью специального гидравлического прерывателя дробятся и их касание нижнего электрода не является для большинства из них одновременным, и при этом по периметру движения струй специально создают электроизолированные газовые каналы, на верхней стороне которых устанавливают импульсные лазеры, лучи которых поочередно сканируют по нижнему электроду в соответствии с заданным технологическим регламентом, и тем самым в итоге создают с помощью применения внешнего источника импульсных электроразрядов соответствующее образование в зоне истечения струй те�

Claims (5)

1. Способ плазмохимической переработки веществ, характеризующийся тем, что исходное перерабатываемое вещество, например минеральное сырье в виде железной руды или соответствующих руд цветных металлов, или угля, или горючих сланцев, торфа и т.п., предварительно измельчают и смешивают с тонко помолотым коксом или другим углеродсодержащим веществом, создавая тем самым исходную, например, водную технологическую суспензию, которую затем с применением насосов высокого давления подают в верхнюю часть специально создаваемой технологической камеры и через соответствующий входной канал со струеобразующим насадком, который специально электроизолируют от корпуса и подключают к применяемому импульсному высоковольтному источнику тока, так что в дальнейшем организуют в упомянутой технологической камере истечение исходных струй суспензии в направлении сверху вниз с их завершающей контактной встречей с установленным в нижней части технологической камеры и заземленным с ней электродом, выполненным, в частности, из кокса, причем указанные струи предварительно с помощью специального гидравлического прерывателя дробятся и их касание нижнего электрода не является для большинства из них одновременным, и при этом по периметру движения струй специально создают электроизолированные газовые каналы, на верхней стороне которых устанавливают импульсные лазеры, лучи которых поочередно сканируют по нижнему электроду в соответствии с заданным технологическим регламентом, и тем самым в итоге создают с помощью применения внешнего источника импульсных электроразрядов соответствующее образование в зоне истечения струй технологической суспензии плазменного состояния всех составляющих ее веществ как за счет импульсных электроразрядов через возникающие «гирлянды» из собственно самих электропроводных струй, так и с дополнительной помощью электроразрядов, возникающих вдоль «пробойных» треков от импульсно включаемых лазерных лучей с результирующей организацией указанным образом предлагаемой плазмохимической переработки всех исходно используемых веществ в целом.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что для создания в исходной технологической суспензии требуемого плазменного состояния всех входящих в ее состав веществ путем использования соответствующих электроразрядов, применяют дистанционно управляемый импульсный высоковольтный источник электрического тока (по принципиально известным техническим решениям) с частотой следования электрических разрядов более 10 Герц.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что плазмохимическую переработку технологически производят под высоким давлением (от 6,5 до 22,1 МПа и возможно выше) и осуществляют либо по восстановительной схеме, при которой в реакционной зоне преобладают такие восстановители, как углерод и (или) окись углерода и водород, с помощью которых в итоге, например, синтезируется газообразный метан и диоксид углерода, а также химически восстанавливаются до металлов и (или) до карбонилов все неорганические вещества, либо процесс осуществляют по окислительной схеме с избытком в реакционной зоне кислорода с получением соответствующей тепловой энергии, а также мелкодисперсных окислов всех присутствующих в исходном материале неорганических веществ и диоксида углерода, который во всех указанных случаях при последующем его охлаждении под указанным высоким давлением до температуры окружающей внешней среды сжижается и его получают в виде дополнительного товарного продукта, например, для производства карбамида.

4. Устройство для осуществления способа плазмохимической переработки веществ, характеризующееся тем, что в создаваемом целевом технологическом комплексе объединено применение следующих главных функциональных систем, а именно: применена герметизированная технологическая камера, оснащенная системой внутреннего водяного охлаждения для последующего энергетического использования выходного пара, при этом в верхней части этой камеры оборудован электроизолированный от нее входной канал подачи исходной рабочей суспензии со струеобразующим насадком ее истечения сверху вниз и который подключен к применяемому высоковольтному импульсному источнику тока, а в нижней части указанной камеры применен заземленный с ее корпусом плоский электрод, выполненный, например, из кокса с применением системы шлюзового пополнения расходуемой части кокса, а также применены смонтированные в верхнем высоковольтном изоляторе герметизированные каналы, оснащенные внешними крышками из прозрачного материала, над которыми установлены импульсные лазеры и применена раздельная система электроизолированной подачи исходной суспензии к высоковольному входному каналу с использованием электроизолирующих вставок и управляемых газовых разрывов от двух раздельных баков, работающих в противофазе, и дополнительно применена система внутренней «закрутки» в технологической камере всех образующихся продуктов с результирующим тангенциальным выводом этих продуктов под применяемым высоким давлением и с их последующим целевым разделением.

5. Устройство по п.4, характеризующееся применением известных систем и устройств для завершающего охлаждения всех выходных продуктов химических реакций, включая сжижение образующихся карбонилов и диоксида углерода, а также применением известных криогенных технологий и аппаратов для полного исключения каких-либо технологических выбросов в окружающую атмосферу.