RU80449U1 - Устройство для конверсии газов в плазме свч-разряда - Google Patents
Устройство для конверсии газов в плазме свч-разряда Download PDFInfo
- Publication number
- RU80449U1 RU80449U1 RU2008139246/22U RU2008139246U RU80449U1 RU 80449 U1 RU80449 U1 RU 80449U1 RU 2008139246/22 U RU2008139246/22 U RU 2008139246/22U RU 2008139246 U RU2008139246 U RU 2008139246U RU 80449 U1 RU80449 U1 RU 80449U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction chamber
- microwave
- gas
- waveguide
- gases
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 73
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000003570 air Substances 0.000 claims abstract description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 5
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к нефтехимической, газовой и химической отраслям промышленности, в частности к установкам для плазмохимических процессов получения продуктов, и может быть использована для переработки газов, углеводородного сырья, в том числе с высоким содержанием соединений серы, получения водородсодержащих газов и высокодисперсных порошков. Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание устройства простого в изготовлении и не включающего дорогостоящих механических и электронных устройств, позволяющего использовать в качестве сырья широкий спектр газообразных углеводородов. Для решения поставленной задачи устройство для конверсии газов в плазме СВЧ-разряда содержит реакционную камеру, генератор микроволновых колебаний и волновод, снабжено буферной емкостью для последовательной подачи в реакционную камеру, выполненную в виде кварцевой цилиндрической трубки аргона и углеводородных газов, смешанных с, по крайней мере, одним газом, выбранным из ряда: углекислый газ, кислород и воздух, и блоком питания переменной мощности, соединенным с генератором микроволновых колебаний, причем волновод выполнен в виде цилиндрических коаксиально расположенных внешнего и внутреннего электродов, размещенных снаружи и внутри реакционной камеры соответственно, реакционная камера и волновод смонтированы на генераторе микроволновых колебаний, внутренний электрод изготовлен заостренным на конце, а в торце реакционной камеры выполнено отверстие для вывода целевого продукта. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к нефтехимической, газовой и химической отраслям промышленности, в частности к установкам для плазмохимических процессов получения продуктов, и может быть использована для переработки газов, углеводородного сырья, в том числе с высоким содержанием соединений серы, получения водородсодержащих газов и высокодисперсных порошков.
Плазменная техника используется в различных областях промышленности - получении высокодисперсных порошков и наноматериалов, поверхностной обработки материалов, конверсии газов.
Известно устройство для получения водорода разложением аммиака или других газов, содержащих атомы водорода [патент US №7037484 В1, МПК С01В 3/02, 2006], состоящее из резонатора, разделенного диэлектрическим диафрагмой во избежание контакта газа с антенной, антенны, генератора микроволновых колебаний, инжектора и выпускного клапана. Аммиак или другой газ, содержащий атомы водорода, вводят через инжектор в резонатор, где под действием электромагнитного поля, созданного антенной, зажигается СВЧ-разряд и происходит термическое разложение газа на водород и побочные продукты. Полученную газовую смесь выводят через выпускной клапан и разделяют.
Недостатками известного устройства являются: сложность инициирования безэлектродного разряда, необходимость высокоточного исполнения резонаторной камеры, сложность масштабирования конструкции, ограниченность использования известного устройства процессами разложения аммиака и метана с образованием побочных продуктов.
Известно устройство для преобразования ископаемых топлив в водородсодержащий газ [заявка WO №0109031, МПК С01В 3/34, 2001], содержащее нагреватель для воздуха, испарители для воды и топлива, теплообменник, смеситель, реакционную камеру, генератор микроволновых колебаний, резонатор, инициатор разряда и циклонный теплообменник. Устройство работает следующим образом. Предварительно нагревают воздух с
помощью дугового плазматрона, испаряют воду и топливо в испарителях, дополнительно нагревают воздух и водяной пар с помощью теплообменника за счет рециркулируемого тепла, смешивают воздух с парами воды и топлива, затем инициируют СВЧ-разряд в реакционной камере, обрабатывают получившуюся смесь микроволновым излучением в реакционной камере, разделяют и охлаждают продукты реакции в циклонном теплообменнике, отводя при этом рециркулируемое тепло.
Недостатками данного устройства являются: сложность конструкции, необходимость предварительного нагрева ископаемого топлива, что снижает энергоэффективность процесса, необходимость высокоточного исполнения резонаторной камеры.
Известно устройство для получения водорода из углеводородных топлив [заявка WO №2007116225, МПК С01В 3/34. 2007], состоящее из смесителя, теплообменников, реакционной камеры, генератора микроволновых колебаний, двух электродов, расположенных друг напротив друга в реакционной камере, причем один из электродов выполнен полым и служит для выведения продукта из реакционной камеры, а газовая смесь подается в реакционную камеру под углом таким образом, что движение газов в реакционной камере является вихревым. Исходная газовая смесь подвергается действию плазмы СВЧ-разряда при прохождении через зазор между электродами и преобразуется в водородсодержащий газ, который удаляется через полый электрод.
Недостатками данного устройства являются: необходимость высокоточного исполнения реакционной камеры для нахождения электродов вблизи максимума микроволнового поля, наличие малых зазоров в конструкции, в том числе между электродами (около 0,2 мм), что повышает газодинамическое сопротивление конструкции и ограничивает расход газа, вызывает интенсивную эмиссию одного из электродов и ограничивает время непрерывной работы устройства.
Известно устройство для получения порошков распылением в плазме при атмосферном давлении, с безэлектродным зажиганием плазменного факела [заявка DE №102005015757, МПК Н05Н 1/46, 2006], включающее генератор микроволновых колебаний, волновод, трубку, играющую роль реакционной камеры, приспособление для ввода порошка, сборник целевого продукта. Устройство работает следующим образом. Порошок вводят в трубку, играющую
роль реакционной камеры, которая пронизывает волновод таким образом, чтобы максимум электромагнитного поля, создаваемого генератором микроволновых колебаний. В трубке инициируют безэлектродный СВЧ-разряд, через которую пропускают газ-носитель с порошком.
Недостатками данного устройства являются ограниченность ассортимента получаемых порошков, наличие элементов конструкции, на которых может происходить отложение и спекание порошков, что приводит к выходу установки из строя.
Известна установка для получения нанодисперсных порошков в плазме СВЧ разряда [патент РФ №2252817, МПК B01J 19/08, 2005], которая включает технологически связанные между собой микроволновой генератор, СВЧ плазмотрон, формирователь газового потока, разрядную камеру, поглотитель микроволнового излучения, реакционную камеру, теплообменник, фильтр-сборник целевого продукта, дополнительное устройство для ввода в реакционную камеру исходных реагентов в парообразном и жидкокапельном состояниях. Исходные реагенты вводят в поток плазмообразующего газа реакционной камеры, производят плазмохимический синтез реагентов, охлаждение целевого продукта и его выделение из реакционной зоны через фильтр-сборник, при этом исходные реагенты вводят в поток плазмообразующего газа в любом агрегатном состоянии: парообразном, порошкообразном, жидкокапельном или в любой их комбинации.
Недостатками известной установки являются: сложность конструкции и изготовления обуславливает высокую стоимость известной установки. Наличие движущихся частей и сравнительно малых зазоров требует высокой точности изготовления деталей. Требуются специальная подготовка реагентов и дополнительные приспособления для введения реагентов в реакционную камеру. Использование коррозионно-активных реагентов требует нанесения дополнительного химически стойкого покрытия на внутренние поверхности известной установки: поверхности реакционной камеры, теплообменника, узлов ввода исходных реагентов, корпуса фильтра. Конструктивные особенности установки не позволяют осуществить инициирование пробоя плазмообразующего газа без вспомогательного оборудования (т.е. пробой должен осуществляться с помощью внешнего инициатора). Требуется применение закалочного газа для охлаждения частиц и получения на их поверхности защитного оксидного покрытия.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является установка для конверсии газов с целью получения водорода в плазме СВЧ-разряда [заявка ЕР №1881944, МПК С01В 3/02, 2008].
Установка включает реакционную камеру, блок подачи газа, генератор микроволновых колебаний, волновод, блок откачки газа и сепаратор. Установка работает следующим образом: из реакционной камеры откачивают газ для поддержания в ней пониженного давления, пропускают углеводородный газ через реакционную камеру, обрабатывают газ микроволновым излучением, разлагают газ на углерод и водород, выделяют водород из образовавшейся смеси.
Недостатками известного устройства являются: необходимость поддержания пониженного давления в реакционной камере, что снижает энергоэффективность устройства и ограничивает его производительность, образование побочного продукта - углерода, что вызывает необходимость его удаления из реакционной камеры и вызывает опасность выведения устройства из строя при отложении углерода на деталях. Также недостатком является то, что в качестве исходного сырья в известном устройстве используется только метан.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание устройства простого в изготовлении и не включающего дорогостоящих механических и электронных устройств, позволяющего использовать в качестве сырья газов, углеводородного сырья, в том числе с высоким содержанием соединений серы.
Для решения поставленной задачи устройство для конверсии газов в плазме СВЧ-разряда содержит реакционную камеру, генератор микроволновых колебаний и волновод, снабжено буферной емкостью для последовательной подачи в реакционную камеру, выполненную в виде кварцевой цилиндрической трубки, аргона и углеводородных газов, смешанных с, по крайней мере, одним газом, выбранным из ряда: углекислый газ, кислород и воздух, и блоком питания переменной мощности, соединенным с генератором микроволновых колебаний, причем волновод выполнен в виде цилиндрических коаксиально расположенных внешнего и внутреннего электродов, размещенных снаружи и внутри реакционной камеры соответственно, реакционная камера и волновод размещены на генераторе микроволновых колебаний, внутренний электрод изготовлен заостренным на конце, в торце реакционной камеры выполнено отверстие для вывода целевого продукта.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется следующими фигурами.
На фиг.1 представлено устройство для конверсии газов с получением водородсодержащих газов.
На фиг.2 представлено устройство для конверсии газов с получением высокодисперсных порошков.
Устройство включает технологически связанные: буферную емкость смешения 1, реакционную камеру 2, источник питания 3, генератор микроволновых колебаний (магнетрон) 4, внешний электрод 5, внутренний электрод 6, фильтр-сборник 7.
Плазмообразующий газ-аргон - через буферную емкость 1, предназначенную для сглаживания пульсаций давления в рабочей камере, подают в реакционную камеру 2, выполненную из кварцевой трубки.
После включения источника питания 3 магнетрон 4 генерирует СВЧ-поле. Генератор микроволновых колебаний 4 соединен с коаксиальным волноводом, состоящим из внешнего электрода 5 и внутреннего электрода 6. При этом внешний электрод выполнен длиннее внутреннего. В качестве внешнего электрода используют металлическую сетку, в качестве внутреннего электрода - металлический стержень, заостренный на конце для облегчения пробоя плазмообразующего газа. В случае получения вородсодержащих газов внутренний электрод изготовлен из тантала. В случае получения высокодисперсных порошков внутренний электрод может быть изготовлен, например, из молибдена, вольфрама, титана, ковара. Длина внутреннего электрода подобрана таким образом, что на его конце достигается максимум электрического поля. Применение аргона в качестве плазмообразующего газа и заостренного на конце внутреннего электрода определенной длины обеспечивает пробой газа при атмосферном давлении без внешних инициаторов и получение стабильного плазменного факела в реакционной камере 2. При использовании в качестве плазмообразующего газа-аргона не наблюдается эмиссия вещества с поверхности внутреннего электрода.
После стабилизации плазменного факела аргон замещают на рабочий газ (азот, углекислый газ, углеводородные газы), вводимый через буферную емкость 1. При этом вблизи заостренного конца внутреннего электрода возникает максимум поля и температуры, область плазмы захватывает конец внутреннего электрода. На выходе из факела происходит образование частиц целевого
продукта. В случае получения высокодисперсных порошков происходит эмиссия материала внутреннего электрода в плазму. При получении высокодисперсных порошков образовавшуюся в результате конверсии пылегазовую смесь подают в фильтр-сборник 7 для осаждения высокодисперсного порошка. Состав получаемого продукта зависит от состава исходных газов и материала внутреннего электрода.
Конструкция устройства позволяет надежно генерировать плазменную струю вблизи внутреннего электрода с помощью обычного (используемого в микроволновых печах) магнетрона, имеющего мощность менее 1 кВт и частоту излучения 2,45 ГГц.
Предлагаемое устройство иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Плазмообразующий газ аргон через буферную емкость подают в реакционную камеру, выполненную из кварцевой трубки. Внутренний электрод выполнен из тантала. После включения источника питания магнетрон генерирует СВЧ-поле. Применение аргона в качестве плазмообразующего газа и заостренного на конце внутреннего электрода определенной длины обеспечивает пробой газа при атмосферном давлении без внешних инициаторов и получение стабильного плазменного факела в реакционной камере. После стабилизации плазменного факела аргон замещают на рабочую газовую смесь, состоящую из углекислого газа и метана в соотношении 60:40, которую подают через буферную емкость смешения, при этом подачу аргона прекращают.
Расход газовой смеси варьируют от 200 л/ч до 500 л/ч. Ввод СВЧ энергии осуществляют источником питания с регулируемой мощностью от 200 до 1000 Вт. Энергозатраты на получение водородсодержащего газа при отношении Н2:СО=1:1 составляют 1-1,1 кВт·ч/м3.
Пример 2.
Для получения водородсодержащего газа (смесь H2 и СО в соотношении 2:1) после подачи аргона в буферную емкость смешения подают смесь воздуха и метана в соотношении 5:1. Расход газовой смеси составляет от 200 л/ч до 500 л/ч. Ввод СВЧ энергии осуществляют источником питания с регулируемой мощностью от 200 до 1000 Вт. Внутренний электрод выполнен из тантала. Энергозатраты на получение водородсодержащего газа при отношении Н2:СО=2:1 составляют 1,1-1,2 кВт·ч/м3.
Пример 3.
Плазмообразующий газ аргон через буферную емкость подают в реакционную камеру, выполненную из кварцевой трубки. В качестве материала внутреннего электрода используют вольфрам. После стабилизации плазменного факела аргон замещают на углекислый газ. После установления стационарного состояния газовой смеси в рабочей камере происходит наработка ультрадисперсного порошка оксида вольфрама, который собирают в фильтр-сборник. Расход газа варьируют от 300 л/ч до 900 л/ч. Ввод СВЧ энергии осуществляют источником питания регулируемой мощности 250-800 Вт. Средний размер получаемых частиц оксида вольфрама составляет 30 нм.
Пример 4.
Для получения высокодисперсного порошка оксида молибдена в качестве материала внутреннего электрода используют молибден. В качестве рабочего газа используют воздух. Расход газа варьируют от 300 л/ч до 900 л/ч. Ввод СВЧ энергии осуществляют источником питания регулируемой мощности 250-800 Вт. Полученный продукт - оксид молибдена - собирают в фильтр-сборник продукта. Средний размер получаемых частиц оксида молибдена составляет 20 нм.
Пример 5.
Для получения высокодисперсного порошка нитрида титана в качестве материала внутреннего электрода используют титан. В качестве рабочего газа используют азот. Расход газа варьируют от 300 л/ч до 900 л/ч. Ввод СВЧ энергии осуществляют источником питания регулируемой мощности 250-800 Вт. Получают высокодисперсный порошок нитрида титана со средним размером частиц 80 нм.
Пример 6.
Для получения высокодисперсного порошка смеси оксидов металлов в качестве материала внутреннего электрода используют ковар (сплав на основе железа, содержащий 18% Со и 29% Ni). В качестве рабочего газа используют углекислый газ. Расход газа варьируют от 300 л/ч до 900 л/ч. Ввод СВЧ энергии осуществляют источником питания регулируемой мощности 250-800 Вт. Полученный продукт - смесь оксидов металлов собирают в фильтр-сборнике. Средний размер получаемых частиц оксидов металлов составляет 80-100 нм.
Предлагаемое устройство для конверсии газов в плазме СВЧ-разряда позволяет получать широкий спектр высокодисперсных порошков оксидов,
нитридов и сульфидов металлов, а также водородсодержащий газ из газов, углеводородного сырья, в том числе с высоким содержанием соединений серы.
Устройство просто в изготовлении, не включает дорогостоящего механического и электронного оборудования, обладает низкой энергоемкостью.
Конструкция устройства позволяет надежно генерировать плазменный факел вблизи внутреннего электрода с помощью обычного, используемого в микроволновых печах, магнетрона, имеющего мощность менее 1 кВт и частоту излучения 2,45 ГГц.
Claims (1)
- Устройство для конверсии газов в плазме СВЧ-разряда, содержащее реакционную камеру, генератор микроволновых колебаний и волновод, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено буферной емкостью для последовательной подачи в реакционную камеру, выполненную в виде кварцевой цилиндрической трубки, аргона и углеводородных газов, смешанных с, по крайней мере, одним газом, выбранным из ряда: углекислый газ, кислород и воздух, и блоком питания переменной мощности, соединенным с генератором микроволновых колебаний, причем волновод выполнен в виде цилиндрических коаксиально расположенных внешнего и внутреннего электродов, размещенных снаружи и внутри реакционной камеры соответственно, реакционная камера и волновод размещены на генераторе микроволновых колебаний, внутренний электрод изготовлен заостренным на конце, а в торце реакционной камеры выполнено отверстие для вывода целевого продукта.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008139246/22U RU80449U1 (ru) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | Устройство для конверсии газов в плазме свч-разряда |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008139246/22U RU80449U1 (ru) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | Устройство для конверсии газов в плазме свч-разряда |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU80449U1 true RU80449U1 (ru) | 2009-02-10 |
Family
ID=40547092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008139246/22U RU80449U1 (ru) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | Устройство для конверсии газов в плазме свч-разряда |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU80449U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486719C1 (ru) * | 2011-12-27 | 2013-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Плазма-Про" | Способ очистки, деструкции и конверсии газа |
| RU2648317C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2018-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Плазма - конверсия" | Устройство микроволновой плазмохимической конверсии метана в синтез-газ |
-
2008
- 2008-10-03 RU RU2008139246/22U patent/RU80449U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486719C1 (ru) * | 2011-12-27 | 2013-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Плазма-Про" | Способ очистки, деструкции и конверсии газа |
| RU2648317C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2018-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Плазма - конверсия" | Устройство микроволновой плазмохимической конверсии метана в синтез-газ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2425795C2 (ru) | Установка для получения водорода и углеродных наноматериалов и структур из углеводородного газа, включая попутный нефтяной газ | |
| JP5133065B2 (ja) | ナノ粉末の誘導プラズマ合成 | |
| EP1797746B1 (en) | Microwave plasma apparatus with vorticular gas flow | |
| EP2606003B1 (en) | An apparatus, a system and a method for producing hydrogen | |
| RU2462534C2 (ru) | Плазменная обработка поверхности с использованием диэлектрических барьерных разрядов | |
| EP1523755B1 (de) | Plasmareaktor zur durchführung von gasreaktionen und verfahren zur plasmagestützten umsetzung von gasen | |
| RU2406592C2 (ru) | Способ и установка для получения нанопорошков с использованием трансформаторного плазмотрона | |
| RU2455119C2 (ru) | Способ получения наночастиц | |
| Tsai et al. | Production of hydrogen and nano carbon powders from direct plasmalysis of methane | |
| Mizeraczyk et al. | Studies of atmospheric-pressure microwave plasmas used for gas processing | |
| Czylkowski et al. | Microwave plasma for hydrogen production from liquids | |
| RU80449U1 (ru) | Устройство для конверсии газов в плазме свч-разряда | |
| WO2016063302A2 (en) | Process for combustion of nitrogen for fertilizer production | |
| RU80450U1 (ru) | Устройство для получения водородсодержащего газа в плазме свч-разряда | |
| Boulos | New frontiers in thermal plasmas from space to nanomaterials | |
| RU2353584C2 (ru) | Способ получения нанодисперсного порошка оксида алюминия | |
| RU2414993C2 (ru) | Способ получения нанопорошка с использованием индукционного разряда трансформаторного типа низкого давления и установка для его осуществления | |
| CN1297781C (zh) | 一种利用高频等离子体处理固体有机废弃物的方法 | |
| RU2423318C2 (ru) | Способ получения фуллереносодержащей сажи и устройство для его осуществления | |
| Zaharieva et al. | Plasma-chemical synthesis of nanosized powders-nitrides, carbides, oxides, carbon nanotubes and fullerenes | |
| RU106616U1 (ru) | Установка для получения высококалорийного плазмогаза из углеродосодержащих водоорганических ультрадисперсных систем | |
| KR100793163B1 (ko) | 전자파 플라즈마 장치를 이용한 철 나노분말 제조방법 | |
| KR102862369B1 (ko) | 석유화학 공정 부산물 분해 장치 및 이를 이용한 석유화학 공정 부산물 분해 방법 | |
| RU2463248C2 (ru) | Устройство для синтеза углеродных нанотрубок из углеводородного газа | |
| CN108770171A (zh) | 一种同轴式喷雾的等离子体纳米材料制备系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20171004 |