DE102010015891A1 - Apparatus and method for producing nanoscale particulate solids and plasma torches - Google Patents

Apparatus and method for producing nanoscale particulate solids and plasma torches Download PDF

Info

Publication number
DE102010015891A1
DE102010015891A1 DE102010015891A DE102010015891A DE102010015891A1 DE 102010015891 A1 DE102010015891 A1 DE 102010015891A1 DE 102010015891 A DE102010015891 A DE 102010015891A DE 102010015891 A DE102010015891 A DE 102010015891A DE 102010015891 A1 DE102010015891 A1 DE 102010015891A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
plasma
arc
nozzle
reaction space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010015891A
Other languages
German (de)
Inventor
Edgar de Vries
Maik Liebau
Ralf Uhlemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Original Assignee
IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH filed Critical IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Priority to DE102010015891A priority Critical patent/DE102010015891A1/en
Priority to EP11157189A priority patent/EP2365739A2/en
Publication of DE102010015891A1 publication Critical patent/DE102010015891A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/42—Plasma torches using an arc with provisions for introducing materials into the plasma, e.g. powder, liquid
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3452—Supplementary electrodes between cathode and anode, e.g. cascade

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung nanoskaliger partikulärer Feststoffe mit einem Plasmabrenner, mehreren Elektroden einer Gaszufuhr und einem Reaktionsraum sowie einer Kühleinrichtung und einer Sammeleinrichtung.The invention relates to a device for producing nanoscale particulate solids with a plasma torch, a plurality of electrodes for a gas supply and a reaction space, as well as a cooling device and a collecting device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von nanoskaligen partikulären Feststoffen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 12. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von nanoskaligen partikulären Feststoffen sowie einen Plasmabrenner.The invention relates to a device for producing nanoscale particulate solids having the features of the preamble of claim 1 and to an apparatus having the features of the preamble of claim 12. The invention further relates to a method for producing nanoscale particulate solids and a plasma torch.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus EP 0 991 590 A1 bekannt.A device of the type mentioned is, for example EP 0 991 590 A1 known.

Für die Herstellung nanoskaliger partikulärer Feststoffe aus festen Pulvern sind hohe Temperaturen und lange Verweilzeiten im Reaktor erforderlich, um das Rohpulver vollständig zu verdampfen. Herkömmliche Plasmageneratoren arbeiten mit hohen Gasflüssen mit der Folge, dass das Rohpulver nicht ausreichend lange in der Verdampfungszone verbleibt. EP 0 991 590 B1 offenbart einen Plasmareaktor mit zwei Reaktionskammern, wobei die erste Reaktionskammer drei Elektroden und eine Zufuhreinrichtung für das Plasmagas sowie für kohlenstoffhaltige Gase aufweist. Die zweite Reaktionskammer weist eine Kühleinrichtung zur Kühlung des aus der ersten Reaktionskammer austretenden Reaktionsgemisches auf. Der Plasmareaktor ist mit einem Warmabscheider sowie mit einem Kaltabscheider zur Abscheidung der im Plasmareaktor erhältlichen Feststoffe, insbesondere Fullerenen, verbunden. Mit dem bekannten Plasmareaktor wird keine Verlängerung der Verweilzeit im Reaktor erreicht.For the production of nanoscale particulate solids from solid powders high temperatures and long residence times in the reactor are required to completely vaporize the raw powder. Conventional plasma generators operate with high gas flows with the result that the raw powder does not remain in the evaporation zone for a sufficiently long time. EP 0 991 590 B1 discloses a plasma reactor having two reaction chambers, wherein the first reaction chamber has three electrodes and a supply means for the plasma gas and for carbon-containing gases. The second reaction chamber has a cooling device for cooling the reaction mixture leaving the first reaction chamber. The plasma reactor is connected to a hot separator and to a cold separator for the separation of the solids obtainable in the plasma reactor, in particular fullerenes. With the known plasma reactor no extension of the residence time is achieved in the reactor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Herstellung nanoskaliger partikulärer Feststoffe anzugeben, mit der ein Precursor, insbesondere in der Form eines Rohpulvers, effizient verdampft werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von nanoskaligen partikulären Feststoffen sowie einen Plasmabrenner anzugeben.The invention is based on the object to provide a device for producing nanoscale particulate solids, with which a precursor, in particular in the form of a raw powder, can be efficiently evaporated. The invention is further based on the object to provide a method for the production of nanoscale particulate solids and a plasma torch.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe im Hinblick auf die Vorrichtung durch den Gegenstand des Anspruchs 1 sowie durch den Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 12, im Hinblick auf das Verfahren durch den Gegenstand des Anspruchs 10 und im Hinblick auf den Plasmabrenner durch den Gegenstand des Anspruchs 11 gelöst.According to the invention the object is achieved with regard to the device by the subject-matter of claim 1 and by the subject-matter of the independent claim 12, with regard to the method by the subject-matter of claim 10 and with respect to the plasma torch by the subject-matter of claim 11.

Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, eine Vorrichtung zur Herstellung nanoskaliger partikulärer Feststoffe mit einer Einrichtung zur Plasmaerzeugung anzugeben, die wenigstens zwei unterschiedlich polarisierte Elektroden, wenigstens eine Gaszufuhr und einen Reaktionsraum aufweist. Zur Ausbildung einer Plasmazone im Reaktionsraum ist einerseits ein Lichtbogen zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode erzeugbar und andererseits ein Gas in den Bereich des Lichtbogens durch die Gaszufuhr zuführbar. Die Vorrichtung weist eine Zufuhreinrichtung zur Zufuhr eines Precursors in die Plasmazone des Reaktionsraumes, eine Kühleinrichtung zur Abkühlung des Precursors und eine Sammeleinrichtung für die durch die Abkühlung erhältlichen Feststoffe auf. Die Einrichtung zur Plasmaerzeugung weist wenigstens eine dritte Elektrode mit derselben Polarität wie die zweite Elektrode auf, die von der zweiten Elektrode derart beabstandet angeordnet ist, dass zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode ein Lichtbogen erzeugbar ist, der länger als der Lichtbogen zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ist. Durch den verlängerten Lichtbogen kann mit Hilfe der Erfindung ein besonders großes Volumen an heißem Plasmagas erzeugt werden, in dem Feststoffe effizient verdampft und gegebenenfalls mit Zusatzstoffen zur Reaktion gebracht werden können. Durch das vergrößerte Volumen an heißem Plasmagas wird die Verweilzeit des Rohpulvers bzw. allgemein des Precursors in der Plasmazone erhöht.The invention is based on the idea to provide a device for producing nanoscale particulate solids with a device for plasma generation, which has at least two differently polarized electrodes, at least one gas supply and a reaction space. In order to form a plasma zone in the reaction space, on the one hand an arc can be generated between a first electrode and a second electrode and, on the other hand, a gas can be fed into the region of the arc by the gas supply. The device has a supply device for supplying a precursor into the plasma zone of the reaction space, a cooling device for cooling the precursor and a collecting device for the solids obtainable by the cooling. The plasma generating device has at least one third electrode with the same polarity as the second electrode, which is arranged at a distance from the second electrode such that an arc that is longer than the arc between the first electrode and the third electrode can be generated between the first electrode and the third electrode Electrode and the second electrode. By means of the extended arc, a particularly large volume of hot plasma gas can be produced by means of the invention, in which solids can be efficiently vaporized and, if appropriate, reacted with additives. Due to the increased volume of hot plasma gas, the residence time of the raw powder or more generally of the precursor in the plasma zone is increased.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode veränderbar. Dies hat den Vorteil, dass die beiden Elektroden optimal an die Parameter des übertragenden Lichtbogens angepasst werden können.In a preferred embodiment, the distance between the first electrode and the third electrode is variable. This has the advantage that the two electrodes can be optimally adapted to the parameters of the transmitting arc.

Der Reaktionsraum kann durch eine Wandung verlängert sein, die sich in Ausbreitungsrichtung des Plasmas hinter der Einrichtung zur Plasmaerzeugung zumindest zwischen der zweiten Elektrode und der dritten Elektrode erstreckt. In dem verlängerten Reaktionsraum befindet sich im Betrieb der verlängerte Lichtbogen zwischen der ersten und der dritten Elektrode und somit die im Vergleich zu herkömmlichen Plasmageneratoren vergrößerte Plasmazone.The reaction space may be extended by a wall which extends in the propagation direction of the plasma behind the means for plasma generation at least between the second electrode and the third electrode. In the extended reaction space is in operation, the extended arc between the first and the third electrode and thus in comparison to conventional plasma generators enlarged plasma zone.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Einrichtung zur Plasmaerzeugung eine Plasmabrennerdüse mit einem Düseninnenraum und einer Düsenspitze, wobei die erste Elektrode im Düseninnenraum und die zweite Elektrode an der Düsenspitze angeordnet sind. Dadurch können die erste, die zweite und die dritte Elektrode, bzw. jeweils die Vielzahl der ersten, der zweiten und der dritten Elektroden axial fluchtend angeordnet sein.In an expedient embodiment of the invention, the device for plasma generation comprises a plasma torch nozzle with a nozzle interior and a nozzle tip, wherein the first electrode in the nozzle interior and the second electrode are arranged on the nozzle tip. As a result, the first, the second and the third electrode, or in each case the multiplicity of the first, the second and the third electrodes, can be arranged in axial alignment.

Bei einer kompakten Ausführungsform fluchtet der verlängerte Reaktionsraum mit der Plasmabrennerdüse. Dabei kann die Wandung zwischen der zweiten und dritten Elektrode zylindrisch ausgebildet sein.In a compact embodiment, the extended reaction space is aligned with the plasma torch nozzle. In this case, the wall between the second and third electrode may be cylindrical.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser der zylindrischen Wandung mindestens so groß wie der Durchmesser der Plasmabrennerdüse. Durch den Wandungsdurchmesser kann die Form bzw. auch die Länge der Plasmazone im Reaktionsraum beeinflusst werden. Die Wandung kann kühlbar ausgebildet sein. Alternativ kann die Wandung aus einem hochschmelzenden Material hergestellt sein, das den im Reaktionsraum bei Plasmaprozessen üblicherweise herrschenden Temperaturen standhält.In a further preferred embodiment, the diameter of the cylindrical wall at least as large as the diameter of the plasma torch nozzle. Due to the wall diameter, the shape or the length of the plasma zone in the reaction space can be influenced. The wall can be designed to be coolable. Alternatively, the wall may be made of a refractory material which will withstand the temperatures typically encountered in plasma plasma plasma reaction processes.

Die Kühleinrichtung zur Abkühlung des Precursors kann eine Kühldüse aufweisen, die der dritten Elektrode direkt nachgeordnet ist.The cooling device for cooling the precursor may have a cooling nozzle, which is directly downstream of the third electrode.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. In diesen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings with further details. In these show:

1 einen Längsschnitt durch einen Plasmabrenner nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; 1 a longitudinal section through a plasma torch according to an embodiment of the invention;

2 einen Längsschnitt durch einen Plasmabrenner nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, und 2 a longitudinal section through a plasma torch according to another embodiment of the invention, and

3 einen Längsschnitt durch einen Plasmabrenner nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ohne zusätzliche Elektroden. 3 a longitudinal section through a plasma torch according to an embodiment of the invention without additional electrodes.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Herstellung nanoskaliger partikulärer Feststoffe dargestellt. Unter nanoskaligen partikulären Feststoffen werden Feststoffe mit einer mittleren Korngröße von ca. 100 nm oder weniger verstanden. Es ist nicht ausgeschlossen, dass mit Hilfe der Vorrichtung größere Partikel hergestellt werden. Die Messung der Korngröße kann durch an sich bekannte Messverfahren auf der Basis von Laserlichtstreuung erfolgen.In 1 an embodiment of an apparatus for producing nanoscale particulate solids is shown. By nanoscale particulate solids are meant solids having a mean grain size of about 100 nm or less. It is not excluded that with the help of the device larger particles are produced. The measurement of the grain size can be done by per se known measuring method based on laser light scattering.

Die Vorrichtung gemäß 1 umfasst eine Einrichtung 10 zur Plasmaerzeugung. Konkret ist die Einrichtung zur Plasmaerzeugung 10 in der Form eines Plasmabrenners 24 mit einer Plasmabrennerdüse 19 ausgebildet. Die Düse 19 umfasst wenigstens zwei unterschiedlich polarisierte Elektroden 11, 12, d. h. wenigstens eine Kathode 11 und wenigstens eine Anode 12. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind konkret zwei Anoden 12 vorgesehen, die im Bereich der Spitze 21 der Düse 19 angeordnet sind. Die Kathode 11 ist im Innenraum 20 der Plasmabrennerdüse 19 angeordnet.The device according to 1 includes a device 10 for plasma generation. Specifically, the device for plasma generation 10 in the form of a plasma torch 24 with a plasma burner nozzle 19 educated. The nozzle 19 comprises at least two differently polarized electrodes 11 . 12 ie at least one cathode 11 and at least one anode 12 , In the embodiment according to 1 are actually two anodes 12 provided in the area of the top 21 the nozzle 19 are arranged. The cathode 11 is in the interior 20 the plasma burner nozzle 19 arranged.

Es ist auch möglich, die im Innenraum 20 angeordnete Elektrode als Anode und die im Bereich der Spitze 21 angeordneten Elektroden bzw. die im Bereich der Spitze 21 angeordnete wenigstens eine Elektrode als Kathode auszubilden. Ferner ist es möglich, mehr als zwei im Bereich der Spitze 21 angeordnete Elektroden 12 vorzusehen, beispielsweise 3, 4 oder mehr Elektroden, insbesondere Anoden.It is also possible in the interior 20 arranged electrode as anode and in the area of the tip 21 arranged electrodes or in the region of the tip 21 arranged to form at least one electrode as a cathode. Furthermore, it is possible to have more than two in the area of the tip 21 arranged electrodes 12 provide, for example, 3, 4 or more electrodes, in particular anodes.

Die Elektroden 11, 12 sind koaxial, insbesondere koaxial bezogen auf die Mittelachse des Plasmabrenners 24 angeordnet. Dabei erstreckt sich die erste Elektrode 11 entlang der Mittelachse des Plasmabrenners 24. Die zweiten Elektroden 12 sind von der Mittelachse radial beabstandet, insbesondere radial gleich beabstandet angeordnet.The electrodes 11 . 12 are coaxial, in particular coaxial with respect to the central axis of the plasma torch 24 arranged. In this case, the first electrode extends 11 along the central axis of the plasma torch 24 , The second electrodes 12 are radially spaced from the central axis, in particular arranged radially equidistant.

Wie in 1 zu erkennen, bildet der Plasmabrenner 24, insbesondere die Düse 19 ein rotationssymmetrisches Bauteil.As in 1 to recognize forms the plasma torch 24 , in particular the nozzle 19 a rotationally symmetrical component.

Der Plasmabrenner 24 umfasst ferner eine Gaszufuhr 13, durch die das zur Erzeugung des Plasmas erforderliche Gas zugeführt wird. Hierfür kommen beispielsweise Edelgase wie Argon oder Gasgemische wie Argon/Wasserstoff-Gemische in Frage. Andere Plasmagase sind möglich, die dem Fachmann bekannt sind.The plasma torch 24 further includes a gas supply 13 through which the gas required to produce the plasma is supplied. For this example, noble gases such as argon or gas mixtures such as argon / hydrogen mixtures in question. Other plasma gases are possible which are known to the person skilled in the art.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Gaszufuhr 13 in der Plasmabrennerdüse 19 integriert. Dazu umgibt die Gaszufuhr 13 die Kathode 11 ringförmig und mündet in den Bereich der Düsenspitze 21. Es ist auch möglich, das Plasmagas durch eine separat vom Plasmabrenner 24 angeordnete Gaszufuhr zuzuführen.In the embodiment according to 1 is the gas supply 13 in the plasma burner nozzle 19 integrated. This surrounds the gas supply 13 the cathode 11 annular and opens into the area of the nozzle tip 21 , It is also possible to separate the plasma gas by a separate from the plasma torch 24 to supply arranged gas supply.

Die Einrichtung zur Plasmaerzeugung 10 umfasst ferner einen Reaktionsraum 14, der der Brennerdüse 19 nachgeordnet ist. Generell ist der Reaktionsraum 14 derjenige Bereich der Einrichtung zur Plasmaerzeugung 10, in dem sich im Betrieb des Plasmabrenners 24 eine Plasmazone ausbildet.The device for plasma generation 10 further comprises a reaction space 14 , the burner nozzle 19 is subordinate. Generally, the reaction space 14 That area of the device for plasma generation 10 , which is in operation of the plasma torch 24 forming a plasma zone.

Die Einrichtung zur Plasmaerzeugung 10 umfasst ferner wenigstens eine Zufuhreinrichtung 15 für die Zufuhr eines oder mehrerer Precursor in die Plasmazone des Reaktionsraums 14. Der Begriff „Precursor” umfasst jegliches Rohmaterial, das in der Plasmazone verdampft oder generell überhitzt wird. Das Rohmaterial kann beispielsweise ein Rohpulver mit mikroskaligen Partikeln sein, die in der Plasmazone verdampft werden. Es ist auch möglich, dass ein flüssiger oder ein gasförmiger Precursor als Rohmaterial verwendet wird. Die Vorrichtung ist zur Verarbeitung von Rohpulvern besonders gut geeignet.The device for plasma generation 10 further comprises at least one supply device 15 for the supply of one or more precursors into the plasma zone of the reaction space 14 , The term "precursor" includes any raw material that is vaporized or generally overheated in the plasma zone. The raw material may be, for example, a raw powder with microscale particles that are vaporized in the plasma zone. It is also possible that a liquid or a gaseous precursor is used as the raw material. The device is particularly well suited for processing raw powders.

Die Zufuhreinrichtung 15 entspricht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 der Gaszufuhr 13, die im Gehäuse des Plasmabrenners 24 ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das zur Erzeugung des Plasmas zugeführte Plasmagas zusätzlich als Trägergas für den Precursor fungiert. Die in 1 dargestellte axiale Anordnung der Zufuhreinrichtung für den Precursor ist nur ein Beispiel. Alternativ kann das Rohmaterial auch vertikal zum Gasfluss über einen seitlich angeordneten Stutzen oder als Stab seitlich dem Plasmabrenner 24 oder der Düsenverlängerung bzw. dem Reaktionsraum 14 zugeführt werden. Der Plasmabrenner 24 befindet sich in einem an sich bekannten wassergekühlten Gehäuse 28.The feeder 15 corresponds to in the embodiment according to 1 the gas supply 13 in the housing of the plasma torch 24 is trained. This means that the plasma gas supplied for generating the plasma additionally acts as a carrier gas for the precursor. In the 1 shown axial arrangement of the supply means for the precursor is just one example. Alternatively, the raw material may also be vertical to the gas flow over a laterally arranged nozzle or as a rod side of the plasma torch 24 or the nozzle extension or the reaction space 14 be supplied. The plasma torch 24 is located in a known water-cooled housing 28 ,

Es ist somit generell möglich, eine gesonderte Zufuhreinrichtung für die Zufuhr des Precursors vorzusehen, die beispielsweise als wenigstens eine Rohrleitung in den Reaktionsraum 14 mündet. Es ist auch möglich, mehrere Zufuhreinrichtungen zur Zufuhr verschiedener Precursor bzw. Reaktanden vorzusehen.It is thus generally possible to provide a separate supply device for the supply of the precursor, for example as at least one pipeline into the reaction space 14 empties. It is also possible to provide a plurality of feed devices for feeding different precursors or reactants.

Zur Kondensation bzw. allgemein zur Abkühlung des in der Plasmazone verdampften Precursors ist eine Kühleinrichtung 16 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Kühleinrichtung 16 als Kühldüse 23 ausgebildet, durch die ein Kühlgas zum Abschrecken des Precursors zugeführt wird. Andere Ausbildungen der Kühleinrichtung 16 sind möglich. Nicht dargestellt ist eine der Kühleinrichtung 16 nachgeordnete Sammeleinrichtung für die durch die Abkühlung erhältlichen nanoskaligen partikulären Feststoffe. Die Sammeleinrichtung kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Zyklonabscheider und/oder durch Filter.For condensation or generally for cooling of the vaporized in the plasma zone precursor is a cooling device 16 intended. In the embodiment according to 1 is the cooling device 16 as a cooling nozzle 23 formed, through which a cooling gas is supplied to quench the precursor. Other designs of the cooling device 16 are possible. Not shown is one of the cooling device 16 downstream collection device for the nanoscale particulate solids obtainable by the cooling. The collecting device can be designed in a manner known per se, for example as a cyclone separator and / or through filters.

Die Vorrichtung gemäß 1 weist wenigstens eine dritte Elektrode 17 mit derselben Polarität wie die zweite Elektrode 12 auf. Die dritte Elektrode 17 und die erste Elektrode 11 sind entgegengesetzt polarisiert. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die dritte Elektrode 17 als Anode ausgebildet. Bei umgekehrter Konfiguration der ersten und zweiten Elektrode 11, 12 kann die dritte Elektrode als Kathode ausgebildet sein. Die dritte Elektrode 17 ist von der zweiten Elektrode 12 beabstandet, insbesondere in Längsrichtung der Einrichtung 10 bzw. des Plasmabrenners 24 von der zweiten Elektrode 12 beabstandet angeordnet. Die erste, zweite und dritte Elektrode 11, 12 17 sind somit in Längsrichtung der Einrichtung 10 bzw. des Plasmabrenners 24 axial hintereinander angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass zwischen der ersten Elektrode 11 und der dritten Elektrode 17 ein Lichtbogen B erzeugbar ist, der Fänger ist, als der Lichtbogen A zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 11, 12.The device according to 1 has at least one third electrode 17 with the same polarity as the second electrode 12 on. The third electrode 17 and the first electrode 11 are oppositely polarized. In the embodiment according to 1 is the third electrode 17 designed as an anode. With reverse configuration of the first and second electrodes 11 . 12 For example, the third electrode may be formed as a cathode. The third electrode 17 is from the second electrode 12 spaced, in particular in the longitudinal direction of the device 10 or the plasma burner 24 from the second electrode 12 spaced apart. The first, second and third electrodes 11 . 12 17 are thus in the longitudinal direction of the device 10 or the plasma burner 24 arranged axially one behind the other. This ensures that between the first electrode 11 and the third electrode 17 an arc B is generated, which is catcher, as the arc A between the first and the second electrode 11 . 12 ,

Der Lichtbogen B zwischen der ersten Elektrode 11 und der dritten Elektrode 17 kann um einen Faktor im Bereich von 1,5 bis 10 länger als der Lichtbogen A zwischen der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 sein, wobei alle Zwischenwerte des Bereichs in 0,1-Schritten, also 1,6, 1,7 bis 9,8, 9,9 offenbart sind. Für das Verhältnis des Abstands zwischen der ersten Elektrode 11 und der dritten Elektrode 17 und des Abstands zwischen der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 wird derselbe Bereich offenbart.The arc B between the first electrode 11 and the third electrode 17 may be longer by a factor in the range of 1.5 to 10 than the arc A between the first electrode 11 and the second electrode 12 with all intermediate values of the range being disclosed in 0.1 increments, ie 1.6, 1.7 to 9.8, 9.9. For the ratio of the distance between the first electrode 11 and the third electrode 17 and the distance between the first electrode 11 and the second electrode 12 the same area is revealed.

Die erste, die zweiten und die dritten Elektroden 11, 12 17, insbesondere alle Elektroden sind koaxial bezogen auf die Mittelachse des Plasmabrenners 24 angeordnet. Die dritten Elektroden 17 sind radial beabstandet von der Mittelachse, insbesondere radial gleich beabstandet von der Mittelachse, bzw. achssymmetrisch angeordnet. Der radiale Abstand der dritten Elektroden 17 von der Mittelachse ist größer als der radiale Abstand der zweiten Elektroden 12 von der Mittelachse. Dadurch wird eine radiale Vergrößerung der Plasmazone erreicht zusätzlich zur axialen Vergrößerung der Plasmazone, die generell durch die zusätzlichen dritten, in Längsrichtung der Einrichtung 10 bzw. des Plasmabrenners 24 von den zweiten Elektroden 12 beabstandet angeordneten dritten Elektroden 17 erreicht wird.The first, the second and the third electrodes 11 . 12 17 , in particular all electrodes are coaxial with respect to the central axis of the plasma torch 24 arranged. The third electrodes 17 are radially spaced from the central axis, in particular radially equidistant from the central axis, or arranged axisymmetrically. The radial distance of the third electrodes 17 from the central axis is greater than the radial distance of the second electrodes 12 from the central axis. Thereby, a radial enlargement of the plasma zone is achieved in addition to the axial enlargement of the plasma zone, generally by the additional third, in the longitudinal direction of the device 10 or the plasma burner 24 from the second electrodes 12 spaced apart third electrodes 17 is reached.

In einem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind zwei dritte Elektroden 17 vorgesehen. Es ist auch möglich, mehr als zwei, beispielsweise 3 oder 4 oder mehr als 4 dritte Elektroden 17 vorzusehen. Die verschiedenen Anordnungen der Elektroden 11, 12 17 werden sowohl im Zusammenhang mit jeweils einer einzigen ersten, zweiten und dritten Elektrode 11, 12, 17 als auch im Zusammenhang mit jeweils mehreren ersten, zweiten und dritten Elektroden 11, 12, 17 sowie im Zusammenhang mit der Kombination einzelner und mehrerer erster, zweiter und dritter Elektroden 11, 12, 17, wie bspw. gemäß 1, offenbart.In an embodiment according to 1 are two third electrodes 17 intended. It is also possible to have more than two, for example 3 or 4 or more than 4 third electrodes 17 provided. The different arrangements of the electrodes 11 . 12 17 Both are associated with a single first, second and third electrode 11 . 12 . 17 as well as in connection with a plurality of first, second and third electrodes 11 . 12 . 17 as well as in connection with the combination of single and multiple first, second and third electrodes 11 . 12 . 17 , as in accordance with 1 , disclosed.

Die dritten Elektroden 17 sind in Umfangsrichtung der Brennerdüse 19 angeordnet.The third electrodes 17 are in the circumferential direction of the burner nozzle 19 arranged.

Vorzugsweise ist der Abstand zwischen der ersten Elektrode 11 und der dritten Elektrode 17 veränderbar, so dass die geometrischen Bedingungen an den zu übertragenden verlängerten Lichtbogen B angepasst werden können. Die Einstellung der Leistung des Plasmabrenners 24, sowie die Gasflüsse und die Größe der Brennerdüse 19 werden vom Fachmann beispielsweise experimentell ermittelt und entsprechend eingestellt.Preferably, the distance between the first electrode 11 and the third electrode 17 changeable, so that the geometric conditions can be adapted to the extended arc B to be transmitted. The adjustment of the performance of the plasma torch 24 , as well as the gas flows and the size of the burner nozzle 19 be determined by the expert, for example experimentally and adjusted accordingly.

Der Reaktionsraum 14 ist durch eine Wandung 18 begrenzt, die mit der Düsenspitze 21 gasdicht verbunden ist. Die Wandung 18 kann beispielsweise als Rohr ausgebildet sein. Andere Geometrien der Wandung 18 zur Begrenzung des Reaktionsraums 14 bzw. des verlängerten Reaktionsraums 22 sind möglich. Die Wandung 18 erstreckt sich mindestens zwischen der zweiten und der dritten Elektrode 12, 17. Die dritte Elektrode 17 bzw. die dritten Elektroden 17 sind am distalen Axialende der Wandung 18 angeordnet und ragen in den Reaktionsraum 14 hinein bzw. sind allgemein zur Übertragung des Lichtbogens B zugänglich. Im Bereich der zweiten Elektroden 12 ist eine Düsenplatte 26 mit einer mittigen Düsenöffnung 27 vorgesehen, durch die sowohl der verlängerte Lichtbogen B, als auch das Plasmagas in den Reaktionsraum 14 innerhalb der Wandung 18 gelangt.The reaction space 14 is through a wall 18 limited, with the nozzle tip 21 connected in a gastight manner. The wall 18 may be formed, for example, as a pipe. Other geometries of the wall 18 for limiting the reaction space 14 or the extended reaction space 22 are possible. The wall 18 extends at least between the second and the third electrode 12 . 17 , The third electrode 17 or the third electrodes 17 are at the distal axial end of the wall 18 arranged and protrude into the reaction space 14 in or are generally accessible to the transmission of the arc B. In the area of the second electrodes 12 is a nozzle plate 26 with a central nozzle opening 27 provided by both the extended arc B, and the plasma gas in the reaction space 14 inside the wall 18 arrives.

Durch die rotationssymmetrische Konfiguration des Plasmabrenners ergibt sich, dass der verlängerte Reaktionsraum 22 mit der Plasmabrennerdüse 19 fluchtet.Due to the rotationally symmetrical configuration of the plasma torch it follows that the extended reaction space 22 with the plasma burner nozzle 19 flees.

Die Wandung 18 zwischen der zweiten und dritten Elektrode 12, 17 bildet eine Düsenverlängerung. Die Wandung 18 kann beispielsweise aus einem keramischen Zylinderstück bestehen, wie in 1 dargestellt. Das Material ist dabei so zu wählen, dass dieses den im Reaktionsraum 14 bzw. 21 herrschenden Temperaturen von mehreren tausend Grad Kelvin widersteht. Alternativ ist es möglich, die Wandung 18 kühlbar auszugestalten. Dazu ist die Düsenverlängerung doppelwandig konstruiert, wie in 2 dargestellt, und umfasst eine Kühlmittelzufuhr 29 sowie eine Kühlmittelabfuhr 30. Die Wandung kann beispielsweise durch den Zustrom geeigneter Kühlgase gekühlt sein und ermöglicht die Temperaturkontrolle der Reaktorwand bzw. verhindert eine Beschädigung der Wandung durch die im Reaktionsraum 14, 21 herrschenden hohen Temperaturen. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 2 dem Ausführungsbeispiel gemäß 1.The wall 18 between the second and third electrodes 12 . 17 forms a nozzle extension. The wall 18 may for example consist of a ceramic cylinder piece, as in 1 shown. The material is to be chosen so that this in the reaction space 14 respectively. 21 Resistant temperatures of several thousand degrees Kelvin resists. Alternatively, it is possible the wall 18 cool to design. For this purpose, the nozzle extension is constructed double-walled, as in 2 and includes a coolant supply 29 and a coolant discharge 30 , The wall can be cooled for example by the influx of suitable cooling gases and allows the temperature control of the reactor wall or prevents damage to the wall by the in the reaction space 14 . 21 prevailing high temperatures. Incidentally, the embodiment corresponds to 2 the embodiment according to 1 ,

Der Innendurchmesser der Wandung 18 kann beispielsweise dem Durchmesser der Plasmadüse 19 entsprechen, so dass die Wandung 18 eine gerade Rohrverlängerung der Düse 19 bildet. Bei einem Düsendurchmesser von beispielsweise 10 mm beträgt der Innendurchmesser der Wandung 18 ebenfalls 10 mm. Alternativ ist es möglich, den Innendurchmesser der Wandung 18 größer als den Düsendurchmesser einzustellen. Beispielsweise kann der Innendurchmesser der Wandung 18 50 mm betragen bei einem Düsendurchmesser von 10 mm. Andere Durchmesser sind möglich.The inner diameter of the wall 18 for example, the diameter of the plasma nozzle 19 match, leaving the wall 18 a straight tube extension of the nozzle 19 forms. For example, with a nozzle diameter of 10 mm, the inner diameter of the wall is 18 also 10 mm. Alternatively, it is possible to change the inside diameter of the wall 18 greater than the nozzle diameter. For example, the inner diameter of the wall 18 50 mm with a nozzle diameter of 10 mm. Other diameters are possible.

Die Vorrichtungen gemäß 1, 2 funktionieren wie folgt:
Der Lichtbogen A wird zunächst zwischen der ersten Elektrode 11, d. h. der Kathode und der zweiten Elektrode 12 im Bereich der Brennerspitze 21, d. h. der Anode, gezündet. Die zweite Elektrode 12 bildet somit eine Pilotanode. Anschließend wird der Lichtbogen auf die dritte Elektrode 17 bzw. auf die dritten Elektroden 17, die sekundäre Elektroden bilden, übertragen und somit verlängert. Der Rohstoff, i. d. R. ein mikrokristallines Pulver, wird durch einen Trägergasstrom durch die Zufuhr 15 in den Bereich des verlängerten Lichtbogens B transportiert und dort verdampft. Das entstehende Gasgemisch wird aus dem Reaktionsraum 14 bzw. aus dem verlängerten Reaktionsraum 22 ausgetragen und durch die Kühleinrichtung 16, insbesondere die Kühldüse 23 schlagartig abgekühlt und zwar auf Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur. Dadurch wird eine heterogene Kondensation in der Gasphase vermieden und nanoskalige partikuläre Feststoffe abgeschieden. Die dadurch erhaltenen pulverförmigen Partikel werden weiter abgekühlt und gesammelt.The devices according to 1 . 2 work as follows:
The arc A is first between the first electrode 11 ie the cathode and the second electrode 12 in the area of the burner tip 21 , ie the anode, ignited. The second electrode 12 thus forms a pilot anode. Subsequently, the arc is applied to the third electrode 17 or on the third electrodes 17 , which form secondary electrodes, transferred and thus extended. The raw material, usually a microcrystalline powder, is produced by a carrier gas flow through the feed 15 transported in the region of the extended arc B and evaporated there. The resulting gas mixture is removed from the reaction space 14 or from the extended reaction space 22 discharged and through the cooling device 16 , in particular the cooling nozzle 23 Cooled suddenly and to temperatures below the melting temperature. This avoids heterogeneous condensation in the gas phase and separates nanoscale particulate solids. The powdery particles thus obtained are further cooled and collected.

In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der eine Erhöhung der Verweilzeit im Reaktionsraum 14 allein durch die Düsenverlängerung erreicht wird. Insofern entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 3 den Ausführungsbeispielen gemäß 1 bzw. 2, wobei die dritten Elektroden am axialen Ende der Wandung 18 nicht vorgesehen sind. Insbesondere bei einer Ausführungsform, bei der der Innendurchmesser der Wandung 18 dem Düsendurchmesser entspricht, wird eine erhöhte Längenausdehnung der Plasmazone erreicht und somit die Verweilzeit der Partikel des Rohmaterials in der Plasmazone bzw. in der heißen Zone aufgrund der heißen Trägergase erreicht. Eine zusätzliche Heizquelle im Bereich der Düsenverlängerung ist nicht vorgesehen, allerdings auch nicht ausgeschlossen.In 3 a further embodiment of the invention is shown in which an increase in the residence time in the reaction space 14 is achieved solely by the nozzle extension. In this respect, the embodiment corresponds to 3 according to the embodiments 1 respectively. 2 , wherein the third electrodes at the axial end of the wall 18 are not provided. In particular, in an embodiment in which the inner diameter of the wall 18 corresponds to the nozzle diameter, an increased linear expansion of the plasma zone is achieved and thus reaches the residence time of the particles of the raw material in the plasma zone or in the hot zone due to the hot carrier gases. An additional heat source in the area of the nozzle extension is not provided, but also not excluded.

Beispielsweise kann im Bereich der Düsenspitze 21 ein Gas mit einer Temperatur von ca. 5000 Kelvin mit einer Gasgeschwindigkeit von ca. 200 slm eintreten. Im Abstand von ca. 0,2 m von der Düsenöffnung 27 beträgt die Temperatur noch ca. 3000 Kelvin.For example, in the area of the nozzle tip 21 a gas with a temperature of about 5000 Kelvin with a gas velocity of about 200 slm enter. At a distance of approx. 0.2 m from the nozzle opening 27 the temperature is still about 3000 Kelvin.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0991590 A1 [0002] EP 0991590 A1 [0002]
  • EP 0991590 B1 [0003] EP 0991590 B1 [0003]

Claims (12)

Vorrichtung zur Herstellung nanoskaliger partikulärer Feststoffe mit – einer Einrichtung zur Plasmaerzeugung (10), die wenigstens zwei unterschiedlich polarisierte Elektroden (11, 12), wenigstens eine Gaszufuhr (13) und einen Reaktionsraum (14) aufweist, wobei zur Ausbildung einer Plasmazone im Reaktionsraum (14) einerseits ein Lichtbogen A zwischen einer ersten Elektrode (11) und einer zweiten Elektrode (12) erzeugbar und andererseits ein Gas in den Bereich des Lichtbogens A durch die Gaszufuhr (13) zuführbar ist, – einer Zufuhreinrichtung (15) zur Zufuhr eines Precursors in die Plasmazone des Reaktionsraumes (14), – einer Kühleinrichtung (16) zur Abkühlung des Precursors und – einer Sammeleinrichtung für die durch die Abkühlung des Precursors erhältlichen Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Plasmaerzeugung (10) wenigstens eine dritte Elektrode (17) mit derselben Polarität wie die zweite Elektrode (12) aufweist, die von der zweiten Elektrode (12) derart beabstandet angeordnet ist, dass zwischen der ersten Elektrode (11) und der dritten Elektrode (17) ein Lichtbogen B erzeugbar ist, der länger als der Lichtbogen A zwischen der ersten Elektrode (11) und der zweiten Elektrode (12) ist.Device for producing nanoscale particulate solids with - a device for plasma generation ( 10 ) containing at least two differently polarized electrodes ( 11 . 12 ), at least one gas supply ( 13 ) and a reaction space ( 14 ), wherein to form a plasma zone in the reaction space ( 14 on the one hand an arc A between a first electrode ( 11 ) and a second electrode ( 12 ) and on the other hand a gas in the area of the arc A by the gas supply ( 13 ), - a supply device ( 15 ) for supplying a precursor into the plasma zone of the reaction space ( 14 ), - a cooling device ( 16 ) for cooling the precursor and - a collecting device for the solids obtainable by the cooling of the precursor, characterized in that the device for plasma generation ( 10 ) at least one third electrode ( 17 ) with the same polarity as the second electrode ( 12 ) received from the second electrode ( 12 ) is arranged so spaced that between the first electrode ( 11 ) and the third electrode ( 17 ) an arc B is generated which is longer than the arc A between the first electrode ( 11 ) and the second electrode ( 12 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der ersten Elektrode (11) und der dritten Elektrode (13) veränderbar ist.Device according to claim 1, characterized in that the distance between the first electrode ( 11 ) and the third electrode ( 13 ) is changeable. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsraum (14) durch eine Wandung (18) verlängert ist, die sich in Ausbreitungsrichtung des Plasmas hinter der Einrichtung zur Plasmaerzeugung (10) zumindest zwischen der zweiten Elektrode (12) und der dritten Elektrode (17) erstreckt.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the reaction space ( 14 ) through a wall ( 18 ) extending in the propagation direction of the plasma behind the plasma generation device ( 10 ) at least between the second electrode ( 12 ) and the third electrode ( 17 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Plasmaerzeugung (10) eine Plasmabrennerdüse (19) mit einem Düseninnenraum (20) und einer Düsenspitze (21) umfasst, wobei die erste Elektrode (11) im Düseninnenraum (20) und die zweite Elektrode (12) an der Düsenspitze (21) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device for plasma generation ( 10 ) a plasma burner nozzle ( 19 ) with a nozzle interior ( 20 ) and a nozzle tip ( 21 ), wherein the first electrode ( 11 ) in the nozzle interior ( 20 ) and the second electrode ( 12 ) at the nozzle tip ( 21 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Reaktionsraum (22) mit der Plasmabrennerdüse (19) fluchtet.Apparatus according to claim 4, characterized in that the extended reaction space ( 22 ) with the plasma burner nozzle ( 19 ) flees. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (18) zwischen der zweiten Elektrode 12 und der dritten Elektrode 17 zylindrisch ausgebildet ist.Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the wall ( 18 ) between the second electrode 12 and the third electrode 17 is cylindrical. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der zylindrischen Wandung (18) mindestens so groß wie der Durchmesser der Plasmabrennerdüse (19) ist.Device according to claim 6, characterized in that the diameter of the cylindrical wall ( 18 ) at least as large as the diameter of the plasma burner nozzle ( 19 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (18) kühlbar ist.Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the wall ( 18 ) is coolable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung zur Abkühlung des Precursors eine Kühldüse (23) aufweist, die der dritten Elektrode (17) direkt nachgeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling device for cooling the precursor, a cooling nozzle ( 23 ), the third electrode ( 17 ) is subordinate directly. Verfahren zur Herstellung von nanoskaligen partikulären Feststoffen, bei dem – ein Lichtbogen A zwischen wenigstens einer ersten Elektrode (11) und wenigstens einer zweiten Elektrode (12) gezündet und ein Gas in den Bereich des Lichtbogens A zugeführt wird, – zur Erzeugung einer Plasmazone ein weiterer Lichtbogen B zwischen der ersten Elektrode (11) und einer dritten Elektrode (17) gezündet wird, die von der zweiten Elektrode beabstandet angeordnet ist und dieselbe Polarität wie die zweite Elektrode (12) aufweist, wobei der weitere Lichtbogen B länger als der Lichtbogen A zwischen der ersten Elektrode (11) und der zweiten Elektrode (12) ist, – ein Precursor der Plasmazone zugeführt wird, – der Precursor derart abgekühlt wird, dass die nanoskaligen partikulären Feststoffe erhalten werden, und – die erhaltenen Feststoffe gesammelt werden.Process for the production of nanoscale particulate solids, in which - an arc A between at least one first electrode ( 11 ) and at least one second electrode ( 12 ) is ignited and a gas is supplied to the area of the arc A, - to generate a plasma zone another arc B between the first electrode ( 11 ) and a third electrode ( 17 ) spaced apart from the second electrode and having the same polarity as the second electrode (FIG. 12 ), wherein the further arc B longer than the arc A between the first electrode ( 11 ) and the second electrode ( 12 ), - a precursor is supplied to the plasma zone, - the precursor is cooled in such a way that the nanoscale particulate solids are obtained, and - the resulting solids are collected. Plasmabrenner mit einer Düse zur Zufuhr des Gases und wenigstens zwei im Bereich der Düse angeordneten, unterschiedlich polarisierten Elektroden (11, 12), wobei zur Erzeugung eines Plasmas ein Lichtbogen A zwischen einer ersten Elektrode (11) und einer zweiten Elektrode (12) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine dritte Elektrode (17) mit derselben Polarität wie die zweite Elektrode (12) von der zweiten Elektrode (12) in Ausbreitungsrichtung des Plasmas zur Erzeugung eines weiteren Lichtbogens B beabstandet angeordnet ist, wobei der weitere Lichtbogen B länger als der Lichtbogen A zwischen der ersten Elektrode (11) und der zweiten Elektrode (12) ist.Plasma torch with a nozzle for supplying the gas and at least two differently polarized electrodes ( 11 . 12 ), wherein to generate a plasma, an arc A between a first electrode ( 11 ) and a second electrode ( 12 ) is transferable, characterized in that at least one third electrode ( 17 ) with the same polarity as the second electrode ( 12 ) from the second electrode ( 12 ) in the propagation direction of the plasma to produce a further arc B is arranged at a distance, wherein the further arc B longer than the arc A between the first electrode ( 11 ) and the second electrode ( 12 ). Vorrichtung zur Herstellung nanoskaliger partikulärer Feststoffe mit – einem Plasmabrenner, der wenigstens zwei unterschiedlich polarisierte Elektroden (11, 12), wenigstens eine Gaszufuhr (13) und einen Reaktionsraum (14) aufweist, wobei zur Ausbildung einer Plasmazone im Reaktionsraum (14) einerseits ein Lichtbogen A zwischen einer ersten Elektrode (11) und einer zweiten Elektrode (12) erzeugbar und andererseits ein Gas im Bereich des Lichtbogens A durch die Gaszufuhr (13) zuführbar ist, – einer Zufuhreinrichtung (15) zur Zufuhr eines Precursors in die Plasmazone des Reaktionsraumes (14), – einer Kühleinrichtung (16) zur Abkühlung des Precursors und – einer Sammeleinrichtung für die durch die Abkühlung erhältlichen Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spitze (21) des Plasmabrenners (24) mit einem Rohr (25) verbunden ist, das den Reaktionsraum (14) radial begrenzt.Device for producing nanoscale particulate solids with - a plasma torch having at least two differently polarized electrodes ( 11 . 12 ), at least one gas supply ( 13 ) and a reaction space ( 14 ), wherein to form a plasma zone in the reaction space ( 14 on the one hand an arc A between a first electrode ( 11 ) and a second electrode ( 12 ) and on the other hand a gas in the area of the arc A through the gas supply ( 13 ), - a supply device ( 15 ) for supplying a precursor into the plasma zone of the reaction space ( 14 ), - a cooling device ( 16 ) for cooling the precursor and - a collecting device for the solids obtainable by the cooling, characterized in that a tip ( 21 ) of the plasma burner ( 24 ) with a pipe ( 25 ), which connects the reaction space ( 14 ) is limited radially.
DE102010015891A 2010-03-09 2010-03-09 Apparatus and method for producing nanoscale particulate solids and plasma torches Withdrawn DE102010015891A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010015891A DE102010015891A1 (en) 2010-03-09 2010-03-09 Apparatus and method for producing nanoscale particulate solids and plasma torches
EP11157189A EP2365739A2 (en) 2010-03-09 2011-03-07 Device and method for producing nanoscale particulate solids and plasma burner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010015891A DE102010015891A1 (en) 2010-03-09 2010-03-09 Apparatus and method for producing nanoscale particulate solids and plasma torches

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010015891A1 true DE102010015891A1 (en) 2011-09-15

Family

ID=44140858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010015891A Withdrawn DE102010015891A1 (en) 2010-03-09 2010-03-09 Apparatus and method for producing nanoscale particulate solids and plasma torches

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2365739A2 (en)
DE (1) DE102010015891A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011050112A1 (en) 2010-05-05 2011-11-10 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh Producing coated particle, comprises evaporating a first starting material, and condensing below formation of particles, which are subsequently coated below supply of a second starting material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2927997C2 (en) * 1978-07-11 1985-12-19 Gosudarstvennyj proektnyj i nautschno-issledovatelskij institut nikelevo-kabaltovoj i olovjannoj promyschlennosti, Leningrad Process for plasma processing of materials
EP0991590A1 (en) 1997-06-06 2000-04-12 SCHWOB, Yvan Method and device for producing fullerenes
DE19963904A1 (en) * 1999-12-31 2001-08-16 Gtv Ges Fuer Thermischen Versc Plasma torch and method for generating a plasma jet
DE102006044906A1 (en) * 2006-09-22 2008-04-17 Thermico Gmbh & Co. Kg Plasma burner used in the production of coatings on surfaces comprises a secondary gas stream partially flowing around a material feed to focus the material injection into the center of the plasma produced

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2927997C2 (en) * 1978-07-11 1985-12-19 Gosudarstvennyj proektnyj i nautschno-issledovatelskij institut nikelevo-kabaltovoj i olovjannoj promyschlennosti, Leningrad Process for plasma processing of materials
EP0991590A1 (en) 1997-06-06 2000-04-12 SCHWOB, Yvan Method and device for producing fullerenes
EP0991590B1 (en) 1997-06-06 2003-05-14 SCHWOB, Yvan Method and device for producing fullerenes
DE19963904A1 (en) * 1999-12-31 2001-08-16 Gtv Ges Fuer Thermischen Versc Plasma torch and method for generating a plasma jet
DE102006044906A1 (en) * 2006-09-22 2008-04-17 Thermico Gmbh & Co. Kg Plasma burner used in the production of coatings on surfaces comprises a secondary gas stream partially flowing around a material feed to focus the material injection into the center of the plasma produced

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011050112A1 (en) 2010-05-05 2011-11-10 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh Producing coated particle, comprises evaporating a first starting material, and condensing below formation of particles, which are subsequently coated below supply of a second starting material

Also Published As

Publication number Publication date
EP2365739A2 (en) 2011-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69907933T2 (en) METHOD AND PLASMA REACTOR WITH TRANSFERING ARC FOR THE PRODUCTION OF FINE AND ULTRAFINE POWDERS
DE112014001444B4 (en) Process for making carbon black using an extender fluid
DE69208686T2 (en) METHOD FOR THE DECOMPOSITION OF HYDROCARBONS
EP0569765B1 (en) Apparatus for manufacturing fine metal and ceramic powder
DE112011100607T5 (en) A method of producing carbon black using a preheated starting material and apparatus for carrying out the method
EP2963147B1 (en) Device for generating a vapour from a solid or liquid starting material for a cvd or pvd device
DE202007019564U1 (en) Ion transfer tube with multiple drilling to single hole
EP2210455A2 (en) Electrode for a plasma burner
DE102006044906A1 (en) Plasma burner used in the production of coatings on surfaces comprises a secondary gas stream partially flowing around a material feed to focus the material injection into the center of the plasma produced
DE1252336B (en) Plasma arc torch and method of operating such a torch
EP3212566B1 (en) Method and plant for the production of synthesis gas
DE1592445C3 (en) Process and device for the production of titanium dioxide by vapor phase oxidation of titanium tetrachloride
DE1767938A1 (en) Process for performing chemical reactions in plasma and suitable device for this
EP1327106A1 (en) Spray burner for the thermal decomposition of sulphur-containing residues
DE102016200392A1 (en) Dust burner for gasification plants
DE102010015891A1 (en) Apparatus and method for producing nanoscale particulate solids and plasma torches
DE102011002183B4 (en) Apparatus and method for plasma-based production of nanoscale particles and / or for coating surfaces
DE4016412C2 (en)
DE1764978A1 (en) Induction plasma generator
DE102011050112A1 (en) Producing coated particle, comprises evaporating a first starting material, and condensing below formation of particles, which are subsequently coated below supply of a second starting material
DE202017107794U1 (en) Burner tip and pilot burner
DE102018211641A1 (en) Device and method for producing particles
DE102007041328A1 (en) Method for the production of coating under use of an externally heated arc used for the evaporation of metal and metal alloy, comprises evacuating an object to be coated in an evacuation coating chamber
DE102010007916A1 (en) Process for the hydrogenation of chlorosilanes and converters for carrying out the process
EP3009187B1 (en) Arc reactor and method for making nanoparticles

Legal Events

Date Code Title Description
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20121002