ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР Советский патент 1994 года по МПК H05H1/00 

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано при получении и обработке дисперсных материалов плазмохимическим способом.

Целью изобретения является повышение стабильности работы реактора за счет исключения образования наростов.

На фиг. 1 представлен продольный разрез плазмохимического реактора; на фиг.2 - поперечный разрез; на фиг.2 - поперечный разрез; на фиг.3 - вариант конструкции верхней части реакционной камеры; на фиг.4 - вариант конструкции верхней части реакционной камеры с графитовым вкладышем.

Реакционная камера 1 имеет цилиндрическую форму. Внутренняя поверхность камеры выполнена гладкой, без уступов. Камера заключена в рубашку 2. В устройство между камерой и рубашкой по штуцеру 3 подается и по штуцеру 4 отводится охлаждающая вода. На камере установлен плазмотрон 5. Форсунка 6 для ввода конденсированных реагентов имеет выходное сопло 7 и установлена под выходным соплом плазмотрона по оси камеры, причем выходные сопла плазмотрона и форсунки направлены в одну сторону. Через патрубок 8 к форсунке подводятся конденсированные реагенты, через патрубки 9 и 10 подводится и отводится охлаждающая вода. Наружные поверхности форсунки 6 и патрубков 9 и 10 выполнены обтекаемой формы, в результате чего уменьшаются возмущения плазменного потока.

На фиг. 3 и 4 показана камера с водоохлаждаемыми стенками. В корпус камеры 1 установлен корпус форсунки 6, который крепится к корпусу камеры с помощью патрубков водяного охлаждения 9 и 10. Патрубок подачи реагентов расположен внутри патрубка водяного охлаждения. Контур водяного охлаждения форсунки совмещен с контуром водяного охлаждения камеры. Направление потока воды, подаваемой через штуцер 3, обеспечивается с помощью перегородок 11, установленных между внутренней и наружной стенками камеры.

Камера, показания на фиг.4, отличается наличием графитового вкладыша 12. Применяется он с целью уменьшения градиентов температуры в поперечном сечении потока в камере.

При таком размещении форсунки распыление конденсированных компонентов, поступающих в смесительную камеру из форсунки, происходит внутри потока плазмы, вследствие чего конденсированные компоненты изолированы от стенок реакционной камеры потоком плазмы, что предотвращает попадание их на внутреннюю поверхность реакционной камеры и образование наростов.

Реактор работает следующим образом.

Из плазмотрона 5 поток плазмы поступает в реакционную камеру 1. Конденсированные реагенты (жидкость, газовзвесь твердых порошков) по патрубку 8 подаются в форсунку 6 и через сопло 7 распыливаются в потоке плазмы.

Взаимодействие распыленных конденсированных реагентов с плазмой происходит в потоке, причем конденсированные реагенты изолированы от крышки камеры и от стенок потоком плазмы. Вследствие этого осаждение конденсированных реагентов на крышке и на стенках камеры не происходит, поэтому не происходит зарастания камеры и нарушения стабильности работы реактора. В этом случае также исключается необходимость использования защитного газа, что ведет к удешевлению полезного продукта за счет сокращения расходов на защитный газ и на его нагрев.

ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР, содержащий соосно расположенные плазматрон и реакционную камеру с форсункой для ввода реагентов, установленную под выходным соплом плазмотрона, и с патрубком вывода продуктов реакции, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности работы реактора за счет исключения образования наростов, форсунка установлена внутри реакционной камеры соосно с ней, причем выходное сопло форсунки направлено в ту же сторону, что и выходное сопло плазмотрона.