RU2799318C1 - Device for carrying out chemical reactions in cold plasma - Google Patents
Device for carrying out chemical reactions in cold plasma Download PDFInfo
- Publication number
- RU2799318C1 RU2799318C1 RU2022133040A RU2022133040A RU2799318C1 RU 2799318 C1 RU2799318 C1 RU 2799318C1 RU 2022133040 A RU2022133040 A RU 2022133040A RU 2022133040 A RU2022133040 A RU 2022133040A RU 2799318 C1 RU2799318 C1 RU 2799318C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- reactor
- supplying
- chemical reactions
- cold plasma
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Техническое решение относится к области плазмохимии, а именно, к устройствам для генерирования плазмы и проведения в ней химических реакций.The technical solution relates to the field of plasma chemistry, namely, to devices for generating plasma and carrying out chemical reactions in it.
Из уровня техники известен способ проведения химических реакций, включающий подачу реакционного газа из источника реакционного газа в вакуумную реакционную камеру, формирование в ней сверхзвукового потока реакционного газа и активацию названного сверхзвукового потока реакционного газа воздействием на него электронным пучком с образованием электронно-пучковой плазмы. Названный сверхзвуковой поток реакционного газа формируют таким образом, что на входе в вакуумную реакционную камеру в его центральной части образуется зона разрежения с пониженной относительно соседних с нею частей плотностью, а воздействие на сверхзвуковой поток реакционного газа электронным пучком осуществляют, вводя названный электронный пучок в названную зону разрежения. Патент РФ №2200058, опубликован 10.03.2003.A method of carrying out chemical reactions is known from the prior art, which includes supplying a reaction gas from a source of reaction gas to a vacuum reaction chamber, forming a supersonic reaction gas flow in it, and activating said supersonic reaction gas flow by exposing it to an electron beam to form an electron beam plasma. The named supersonic flow of the reaction gas is formed in such a way that at the entrance to the vacuum reaction chamber in its central part, a rarefaction zone is formed with a density reduced relative to its neighboring parts, and the effect on the supersonic flow of the reaction gas by an electron beam is carried out by introducing the named electron beam into the named zone rarefaction. Patent of the Russian Federation No. 2200058, published on March 10, 2003.
Известно устройство для ввода пучка электронов в плазмохимический реактор, состоящее из секции откачки обратного потока и блока кольцевых сопел для создания «зоны разрежения» вблизи совмещенных осей газового потока и электронного пучка, и «зоны спокойствия». Блок кольцевых сопел включает внутреннее и внешнее соосно расположенные кольцевые сопла для подачи защитного и рабочего газа, соответственно. В центре внутреннего сопла выполнено отверстие для прохождения пучка электронов. Патент РФ №2612267, опубликован 03.03.2017.A device for introducing an electron beam into a plasma-chemical reactor is known, consisting of a reverse flow pumping section and a block of annular nozzles to create a "rarefaction zone" near the combined axes of the gas flow and the electron beam, and a "calm zone". The block of annular nozzles includes inner and outer coaxially located annular nozzles for supplying protective and working gas, respectively. In the center of the inner nozzle there is a hole for passing the electron beam. Patent of the Russian Federation No. 2612267, published on 03.03.2017.
Известно устройство для проведения химических реакций с помощью плазмы, включающее генератор плазмы, систему форсунок для подачи ионизированного, защитного и рабочих газов в плазменный реактор. При этом, внутренние форсунки предназначены для подачи реакционного газа, в внешние - для защитного. Плазменный поток подается в осевом направлении через вход по оси реактора. Заявка на патент Китая №102960072, опубликована 06.03.2013.A device for carrying out chemical reactions using plasma, including a plasma generator, a system of nozzles for supplying ionized, protective and working gases to the plasma reactor. At the same time, the inner nozzles are designed to supply the reaction gas, while the outer nozzles are used for the protective gas. The plasma flow is fed in the axial direction through the inlet along the axis of the reactor. China Patent Application No. 102960072 published on 03/06/2013.
Задачей заявленного решения является создание устройства для проведения химических реакций в холодной плазме, позволяющего достичь вихревого потока газовых сред со сверхзвуковой скоростью.The objective of the claimed solution is to create a device for carrying out chemical reactions in a cold plasma, which makes it possible to achieve a vortex flow of gaseous media at supersonic speed.
Технический результат заявленного решения проявляется в повышении эффективности устройства для проведения химических реакций в холодной плазме.The technical result of the claimed solution is manifested in increasing the efficiency of the device for carrying out chemical reactions in cold plasma.
Повышение эффективности, в частности, обусловлено повышением скорости проведения химических реакций в газовой среде, увеличением времени обработки подаваемого реакционного газа в потоке плазмы, при одновременном снижении энергозатрат на проведение реакций.The increase in efficiency, in particular, is due to an increase in the rate of chemical reactions in a gaseous medium, an increase in the processing time of the supplied reaction gas in a plasma flow, while reducing energy consumption for reactions.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для проведения химических реакций в холодной плазме включает генератор холодной плазмы, соединенный через сопловой блок с реактором, сопловой блок включает сопло для подачи потока ионизированного газа в реактор, расширяющееся в направлении к входу в реактор, кольцевое сопло для подачи защитного газа в реактор, расположенное по внутреннему контору блока, вокруг сопла, соосно с ним, и форсунки для подачи реакционного газа в реактор, расположенные по внешнему контору блока, вокруг кольцевого сопла для подачи защитного газа, форсунки для подачи реакционного газа в реактор расположены так, что угол между осью каждой форсунки и стенкой форсунки равен 10-17 градусов, угол между внешней стенкой кольцевого сопла и осью сопла для подачи потока ионизированного газа составляет 10-28 градусов, угол между стенкой сопла для подачи потока ионизированного газа и его осью составляет 9-13 градусов.The claimed technical result is achieved due to the fact that the device for carrying out chemical reactions in cold plasma includes a cold plasma generator connected through a nozzle block to the reactor, the nozzle block includes a nozzle for supplying an ionized gas flow to the reactor, expanding towards the reactor inlet, an annular a nozzle for supplying protective gas to the reactor, located along the inner section of the block, around the nozzle, coaxially with it, and nozzles for supplying reaction gas to the reactor, located along the outer section of the block, around the annular nozzle for supplying protective gas, nozzles for supplying reaction gas into the reactor is located so that the angle between the axis of each nozzle and the wall of the nozzle is 10-17 degrees, the angle between the outer wall of the annular nozzle and the axis of the nozzle for supplying the ionized gas flow is 10-28 degrees, the angle between the wall of the nozzle for supplying the ionized gas flow and its axis is 9-13 degrees.
Холодная и, как следствие, сильно неравновесная плазма, используемая в качестве инициатора химических реакций, обеспечиваемая генератором, имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными способами активации. Основным из них является увеличение скорости прямых химических реакций частиц в плазме и замораживание обратных реакций, связанные с отсутствием в холодной плазме существенного нагрева газа. Последнее обусловлено тем, что подвод внешней мощности к плазме в любом ее варианте, инициирующий дальнейшие физико-химические превращения, происходит через возбуждение (заселение) внутренних степеней свободы. Так устроены сечения взаимодействия электронов с атомами и молекулами. Прямой нагрев газа электронами или, другими словами, передача напрямую энергии от внешних источников в поступательные степени свободы невелик, поэтому увеличение «температуры» поступательных степеней свободы происходит в другой последовательности: сначала происходит накачка энергии во внутренние степени свободы, такие как электронные, колебательные, вращательные, на ионизацию, диссоциацию и т.д., а затем эта энергия в результате релаксационных процессов передается в поступательные степени свободы. В отличие от этого, при термической активации химических реакций началом пути является нагрев газа и увеличение его поступательной температуры.The cold and, as a result, highly non-equilibrium plasma used as the initiator of chemical reactions, provided by the generator, has a number of advantages over traditional activation methods. The main one is the increase in the rate of direct chemical reactions of particles in plasma and the freezing of reverse reactions associated with the absence of significant gas heating in cold plasma. The latter is due to the fact that the supply of external power to the plasma in any of its variants, initiating further physicochemical transformations, occurs through the excitation (population) of the internal degrees of freedom. This is how the cross sections for the interaction of electrons with atoms and molecules are arranged. Direct heating of the gas by electrons or, in other words, direct transfer of energy from external sources to translational degrees of freedom is small, therefore, the increase in the "temperature" of translational degrees of freedom occurs in a different sequence: first, energy is pumped into internal degrees of freedom, such as electronic, vibrational, rotational , to ionization, dissociation, etc., and then this energy is transferred to translational degrees of freedom as a result of relaxation processes. In contrast, with thermal activation of chemical reactions, the beginning of the path is the heating of the gas and an increase in its translational temperature.
Одно из сопел соплового блока, расширяющееся в направлении к входу в реактор, необходимо для подачи ионизированного газа в реактор. Угол между стенкой сопла для подачи потока ионизированного газа и его осью составляет 9-13 градусовOne of the nozzles of the nozzle block, expanding towards the reactor inlet, is necessary for supplying ionized gas to the reactor. The angle between the wall of the nozzle for supplying the flow of ionized gas and its axis is 9-13 degrees
Кольцевое сопло, расположенное по внутреннему контору блока, вокруг сопла, соосно с ним, необходимо для подачи защитного газа в реактор. Угол между внешней стенкой кольцевого сопла и осью сопла для подачи потока ионизированного газа составляет 10-28 градусов, при этом, защитный газ подается во внутренний сопловой блок тангенсально, таким образом, что на выходе из сопла создается сверхзвуковой вихрь, вытягивающий заряженный плазмообразующий газ (гелий) из генератора холодной плазмы.An annular nozzle, located in the internal office of the block, around the nozzle, coaxial with it, is necessary for supplying protective gas to the reactor. The angle between the outer wall of the annular nozzle and the axis of the nozzle for supplying the ionized gas flow is 10-28 degrees, while the shielding gas is fed into the inner nozzle block tangentially, so that a supersonic vortex is created at the outlet of the nozzle, drawing out the charged plasma gas (helium ) from the cold plasma generator.
Форсунки, расположенные по внешнему контору блока, вокруг кольцевого сопла для подачи защитного газа, предназначены для подачи реакционного газа в реактор. Форсунки для подачи реакционного газа в реактор расположены так, что угол между осью каждой форсунки и стенкой форсунки равен 10-17 градусов. Угол наклона форсунок и углы выхода из сопла для подачи ионизированного газа и кольцевого сопла для подачи защитного газа обеспечивают формирование клиновоздушного потока плазмообразующего газа, позволяющего собрать реакционный газ в виде жгута с максимальной плотностью в зоне обработки электронно-пучковой плазмой. Предпочтительно угол наклона стенки форсунки, обращенной к оси кольцевого сопла, совпадает с углом наклона внешней стенки кольцевого сопла, что дополнительно усиливает описанный эффект. Кроме того, угол наклона форсунок обеспечивает закручивание потока рабочего газа на сверхзвуковой скорости. Заявленная конструкция способствует формированию вихревого потока реакционных газов, движущегося с вращением более одного оборота вокруг оси электронного пучка, увеличивая тем самым свой «пробег» и, следовательно, время обработки электронно-пучковой плазмой, при этом, не дает ему попасть в зону разряжения в месте ввода электронного пучка в реакционную камеру.The nozzles located on the outer edge of the block, around the annular shield gas supply nozzle, are designed to supply the reaction gas to the reactor. The nozzles for supplying the reaction gas to the reactor are arranged so that the angle between the axis of each nozzle and the nozzle wall is 10-17 degrees. The inclination angle of the nozzles and exit angles from the nozzle for supplying ionized gas and the annular nozzle for supplying protective gas provide the formation of a wedge-air flow of plasma-forming gas, which allows collecting the reaction gas in the form of a bundle with a maximum density in the zone of electron-beam plasma treatment. Preferably, the angle of inclination of the wall of the nozzle facing the axis of the annular nozzle coincides with the angle of inclination of the outer wall of the annular nozzle, which further enhances the described effect. In addition, the angle of inclination of the nozzles ensures the swirl of the working gas flow at supersonic speed. The claimed design contributes to the formation of a vortex flow of reaction gases, moving with rotation for more than one revolution around the axis of the electron beam, thereby increasing its "mileage" and, consequently, the time of processing by electron beam plasma, while preventing it from getting into the rarefaction zone in the place introduction of the electron beam into the reaction chamber.
Представленные значения углов были определены посредством экспериментальных и численных методов. Заявленные диапазоны позволяют достичь формирование газового вихря с устойчивой фокусировкой, характеризующегося сверхзвуковой скоростью потока, обеспечивающего выход ионизированного газа на максимальной скорости, увеличения времени обработки газа в потоке плазмы и скорости химических реакций в газовой фазе. Выход за указанные в диапазонах пределы может привести к нарушению сплошности формирующейся струи.The presented angle values were determined by experimental and numerical methods. The stated ranges make it possible to achieve the formation of a gas vortex with stable focusing, characterized by a supersonic flow rate, ensuring the release of ionized gas at maximum speed, increasing the gas treatment time in the plasma flow and the rate of chemical reactions in the gas phase. Going beyond the limits specified in the ranges can lead to a violation of the continuity of the emerging jet.
Выполнение угла между внешней стенкой кольцевого сопла и осью сопла для подачи потока ионизированного газа менее 10 градусов, угла между стенкой сопла для подачи потока ионизированного газа и его осью менее 9 градусов, угла между осью каждой форсунки и стенкой форсунки менее 10 градусов, характеризуется увеличением длины сопла и растяжении зоны реакции, что негативно сказывается на эффективности заявленного устройства.The angle between the outer wall of the annular nozzle and the axis of the nozzle for supplying an ionized gas flow is less than 10 degrees, the angle between the wall of the nozzle for supplying a flow of ionized gas and its axis is less than 9 degrees, the angle between the axis of each nozzle and the wall of the nozzle is less than 10 degrees, characterized by an increase in length nozzles and stretching of the reaction zone, which adversely affects the efficiency of the claimed device.
При выполнении угла между внешней стенкой кольцевого сопла и осью сопла для подачи потока ионизированного газа более 28 градусов, угла между стенкой сопла для подачи потока ионизированного газа и его осью более 13 градусов, угла между осью каждой форсунки и стенкой форсунки более 17 градусов, возможно снижение сверхзвуковой скорости и срыв потока со стенок устройства.When the angle between the outer wall of the annular nozzle and the axis of the nozzle for supplying the ionized gas flow is more than 28 degrees, the angle between the wall of the nozzle for supplying the ionized gas flow and its axis is more than 13 degrees, the angle between the axis of each nozzle and the wall of the nozzle is more than 17 degrees, it is possible to reduce supersonic speed and stall from the walls of the device.
Конкретные значения углов зависят от физических свойств реагирующих в плазме веществ и их входных параметров, а также условий.The specific values of the angles depend on the physical properties of the substances reacting in the plasma and their input parameters, as well as the conditions.
В предпочтительном варианте, количество форсунок для подачи реакционного газа в реактор составляет от 2 до 32 единиц и зависит от необходимых расходов и составов пропорций газовых смесей.Preferably, the number of nozzles for supplying the reaction gas to the reactor is from 2 to 32 units and depends on the required flow rates and the composition of the proportions of gas mixtures.
Предпочтительно, каждая форсунка для подачи реакционного газа в реактор имеет вид сопла Лаваля, что позволяет дополнительно увеличить скорость и завихрения потока реакционных газов.Preferably, each nozzle for supplying the reaction gas to the reactor is in the form of a Laval nozzle, which makes it possible to further increase the speed and swirl of the reaction gas flow.
Предпочтительно, выходная часть сопла для подачи потока ионизированного газа выполнена в виде цилиндрической поверхности. Указанная поверхность образует плавный переход к входу в реактор, обеспечивающий вытеснение присоединенного вихря, и придания ему дополнительного ускорения.Preferably, the outlet part of the nozzle for supplying the flow of ionized gas is made in the form of a cylindrical surface. Said surface forms a smooth transition to the reactor inlet, which ensures the displacement of the attached vortex and imparts additional acceleration to it.
Предпочтительно, реактор соединен с блоком катализаторов, обеспечивая синтез получаемых элементов при прохождении через них обработанного в плазме газа.Preferably, the reactor is connected to a block of catalysts, providing the synthesis of the elements obtained by passing through them the gas processed in the plasma.
В предпочтительном варианте устройство для проведения химических реакций в холодной плазме включает устройства наложения внешнего электромагнитного поля в реакторе для дополнительной активации вторичных электронов в плазме. Устройство наложения внешнего поля можно охарактеризовать как устройство наложения внешнего поля нескольких когерентных или синхронизированных по определенному закону источников, способствующих формированию стоячих или бегущих волн и интерференционных картин.In a preferred embodiment, a device for carrying out chemical reactions in a cold plasma includes devices for applying an external electromagnetic field in the reactor for additional activation of secondary electrons in the plasma. An external field superposition device can be characterized as an external field superimposition device of several coherent or synchronized according to a certain law sources that contribute to the formation of standing or traveling waves and interference patterns.
Заявляемое техническое решение далее поясняется с помощью фигур, на которых представлен один из возможных вариантов исполнения устройства для проведения химических реакций в холодной плазме.The claimed technical solution is further explained with the help of figures, which show one of the possible versions of the device for carrying out chemical reactions in cold plasma.
На фиг. 1 представлен вид в разрезе устройства для проведения химических реакций в холодной плазме сбоку.In FIG. 1 is a sectional view of a device for carrying out chemical reactions in cold plasma from the side.
На фиг. 2 представлен общий вид в разрезе устройства для проведения химических реакций в холодной плазме (фрагмент).In FIG. 2 shows a general view in section of a device for carrying out chemical reactions in cold plasma (fragment).
На фиг. 3 представлен вид в разрезе устройства для проведения химических реакций в холодной плазме (фрагмент) сбоку.In FIG. 3 shows a sectional view of a device for carrying out chemical reactions in cold plasma (detail) from the side.
На фиг. 4 представлен снимок с экрана программы для численного моделирования, демонстрирующий результат использования заявленного устройства для проведения химических реакций.In FIG. 4 is a screen shot of a numerical simulation program showing the result of using the claimed device for carrying out chemical reactions.
На фигурах 1-3 изображена конструкция заявленного технического решения, цифрами отмечены следующие элементы:Figures 1-3 show the design of the claimed technical solution, the following elements are marked with numbers:
- сопловой блок (1);- nozzle block (1);
- реактор (2);- reactor (2);
- сопло (3) для подачи потока ионизированного газа в реактор (2);- a nozzle (3) for supplying a stream of ionized gas to the reactor (2);
- кольцевое сопло (4) для подачи защитного газа в реактор (2);- an annular nozzle (4) for supplying protective gas to the reactor (2);
- форсунки (5) для подачи реакционного газа в реактор (2);- nozzles (5) for supplying the reaction gas to the reactor (2);
- обмотка (6) внешнего поля.- winding (6) of the external field.
Далее со ссылками на фигуры описан предпочтительный вариант исполнения конструкции заявленного устройства.Further, with reference to the figures, a preferred embodiment of the design of the claimed device is described.
Устройство для проведения химических реакций в холодной плазме включает генератор холодной плазмы, соединенный через сопловой блок (1) с реактором (2). Электронная пушка для поддержания холодной плазмы условно обозначена слева от соплового блока (1).The device for carrying out chemical reactions in cold plasma includes a cold plasma generator connected via a nozzle block (1) to a reactor (2). The electron gun for maintaining cold plasma is conventionally marked to the left of the nozzle block (1).
Сопловой блок (1) включает сопло (3) для подачи потока ионизированного газа в реактор (2), расширяющееся в направлении к входу в реактор (2). Сопловой блок (1) также включает кольцевое сопло (4) для подачи защитного газа в реактор (2), расположенное по внутреннему контору блока (1), вокруг сопла (3), и форсунки (5) для подачи реакционного газа в реактор (2), расположенные по внешнему контору блока (1), вокруг кольцевого сопла (4) для подачи защитного газа, предпочтительно имеющие вид сопел Лаваля.The nozzle block (1) includes a nozzle (3) for supplying a stream of ionized gas to the reactor (2), expanding towards the inlet of the reactor (2). The nozzle block (1) also includes an annular nozzle (4) for supplying protective gas to the reactor (2), located along the internal office of the block (1), around the nozzle (3), and nozzles (5) for supplying the reaction gas to the reactor (2 ) located on the outer edge of the block (1), around the annular nozzle (4) for supplying protective gas, preferably having the form of Laval nozzles.
Согласно заявленному техническому решению, форсунки (5) для подачи реакционного газа в реактор (2) расположены так, что угол γ между осью каждой форсунки (5) и стенкой форсунки (5) равен 10-17 градусов, угол α между внешней стенкой кольцевого сопла (4) и осью сопла (3) для подачи потока ионизированного газа составляет 10-28 градусов. Угол β между стенкой сопла (3) для подачи потока ионизированного газа и его осью составляет 9-13 градусов.According to the claimed technical solution, the nozzles (5) for supplying the reaction gas to the reactor (2) are located so that the angle γ between the axis of each nozzle (5) and the wall of the nozzle (5) is 10-17 degrees, the angle α between the outer wall of the annular nozzle (4) and the axis of the nozzle (3) for supplying the flow of ionized gas is 10-28 degrees. The angle β between the wall of the nozzle (3) for supplying the flow of ionized gas and its axis is 9-13 degrees.
В качестве защитных газов могут быть использованы гелий, азот, кислород, воздух, аргон и другие газы, которые не содержат химических элементов, способных под воздействием электронов перейти в твердое состояние и осесть на поверхности электронной пушки. В качестве реакционных газов могут быть использованы любые газы или же их смеси.Helium, nitrogen, oxygen, air, argon and other gases that do not contain chemical elements capable of becoming a solid state under the influence of electrons and settling on the surface of the electron gun can be used as protective gases. Any gases or mixtures thereof can be used as reaction gases.
В предпочтительном варианте, количество форсунок (5) для подачи реакционного газа в реактор (2) составляет от 2 до 32 единиц.Preferably, the number of nozzles (5) for supplying the reaction gas to the reactor (2) is from 2 to 32 units.
Предпочтительно угол наклона стенки форсунки (5), обращенной к оси кольцевого сопла (4), совпадает с углом наклона внешней стенки кольцевого сопла (4).Preferably, the angle of inclination of the wall of the nozzle (5), facing the axis of the annular nozzle (4), coincides with the angle of inclination of the outer wall of the annular nozzle (4).
Предпочтительно выходная часть сопла (3) для подачи потока ионизированного газа выполнена в виде цилиндрической поверхности.Preferably, the outlet part of the nozzle (3) for supplying the flow of ionized gas is made in the form of a cylindrical surface.
На выходе реактор (2) может быть соединен с блоком катализаторов.At the outlet, the reactor (2) can be connected to a block of catalysts.
В предпочтительном варианте, устройство для проведения химических реакций в холодной плазме включает устройства наложения внешнего электромагнитного поля в реакторе (2).Preferably, the device for carrying out chemical reactions in cold plasma includes devices for applying an external electromagnetic field in the reactor (2).
Устройство для проведения химических реакций в холодной плазме работает следующим образом.A device for carrying out chemical reactions in cold plasma operates as follows.
Защитный газ тангенсально подается в кольцевое сопло (4), и за счет его формы и ориентации относительно других элементов соплового блока (1), образуется сверхзвуковой вихрь, позволяющий ввести ионизированный газ в реактор через сопло (3). Через форсунки (5) подается реакционный газ, который, за счет заявленных формы и расположения форсунок (5), закручивается вокруг потока электронно-пучковой плазмы по спирали относительно оси реактора (2), образующегося в результате взаимодействия электронного пучка с реакционным газом.The protective gas is tangentially fed into the annular nozzle (4), and due to its shape and orientation relative to other elements of the nozzle block (1), a supersonic vortex is formed, which allows the introduction of ionized gas into the reactor through the nozzle (3). The reaction gas is supplied through the nozzles (5), which, due to the declared shape and arrangement of the nozzles (5), twists around the flow of electron-beam plasma in a spiral relative to the axis of the reactor (2), which is formed as a result of the interaction of the electron beam with the reaction gas.
Расходы потоков газа, подаваемые через внутреннее кольцевое сопло (4) и внешние форсунки (5), G1 и G2, соответственно, поддерживают такими, чтобы соотношение G2/G1 находилось в диапазоне от 2 до 18.The flow rates of the gas flows supplied through the inner annular nozzle (4) and the outer nozzles (5), G1 and G2, respectively, are maintained such that the ratio G2/G1 is in the range from 2 to 18.
Далее обработанный в плазме, в объеме реактора (2), газ проходит через блок катализаторов. Сконденсированные продукты выводятся из реактора.Further processed in plasma, in the volume of the reactor (2), the gas passes through the block of catalysts. The condensed products are removed from the reactor.
Результаты эксперимента проведения реакций в заявленном устройстве представлены на фиг. 4.The results of the experiment of carrying out reactions in the claimed device are shown in Fig. 4.
Заявленное устройство для проведения химических реакций в холодной плазме может быть использовано в различных целях, в частности, для получения метанола, ацетилена, водорода, углерода, бензина, дизельного топлива и т.д. из природного и попутного нефтяного газа, а также из «синтез-газа»; для пиролиза метана, моносилана при комнатной температуре и осаждения слоев аморфного углерода и пленок кремния высокой чистоты; для рафинирования металлов и материалов, восстановления металлов из соединений, воздействия плазмой на различные твердые тела или жидкости и т.д.The claimed device for carrying out chemical reactions in cold plasma can be used for various purposes, in particular, for the production of methanol, acetylene, hydrogen, carbon, gasoline, diesel fuel, etc. from natural and associated petroleum gas, as well as from “synthesis gas”; for the pyrolysis of methane, monosilane at room temperature and the deposition of layers of amorphous carbon and high-purity silicon films; for refining metals and materials, recovering metals from compounds, plasma exposure to various solids or liquids, etc.
Представленные фигуры, описание конструкции и использования устройства для проведения химических реакций в холодной плазме не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения.The presented figures, description of the design and use of a device for carrying out chemical reactions in cold plasma do not exhaust the possible options for execution and do not limit in any way the scope of the proposed technical solution.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2799318C1 true RU2799318C1 (en) | 2023-07-04 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142845C1 (en) * | 1998-02-02 | 1999-12-20 | Сибирский химический комбинат | Plasmo-jet reactor |
| WO2006039890A2 (en) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Kjellberg Finsterwalde Elektroden & Maschinen Gmbh | Plasma torch |
| RU2289893C1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-20 | Михаил Алексеевич Горовой | Plasmochemical reactor |
| RU2476263C1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Plasma chemical reactor |
| CN102960072A (en) * | 2010-06-28 | 2013-03-06 | Ppg工业俄亥俄公司 | Production of ultrafine particles in plasma system having controlled pressure zones |
| CN105934273A (en) * | 2013-12-06 | 2016-09-07 | Ccp技术有限公司 | Plasma reactor and method for decomposing a hydrocarbon fluid |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142845C1 (en) * | 1998-02-02 | 1999-12-20 | Сибирский химический комбинат | Plasmo-jet reactor |
| WO2006039890A2 (en) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Kjellberg Finsterwalde Elektroden & Maschinen Gmbh | Plasma torch |
| RU2289893C1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-20 | Михаил Алексеевич Горовой | Plasmochemical reactor |
| CN102960072A (en) * | 2010-06-28 | 2013-03-06 | Ppg工业俄亥俄公司 | Production of ultrafine particles in plasma system having controlled pressure zones |
| RU2476263C1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Plasma chemical reactor |
| CN105934273A (en) * | 2013-12-06 | 2016-09-07 | Ccp技术有限公司 | Plasma reactor and method for decomposing a hydrocarbon fluid |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Czylkowski et al. | Microwave plasma-based method of hydrogen production via combined steam reforming of methane | |
| JP5944487B2 (en) | Method for treating gas and apparatus for carrying out the method | |
| Zhang et al. | Rotating gliding arc assisted methane decomposition in nitrogen for hydrogen production | |
| Nunnally et al. | Dissociation of CO2 in a low current gliding arc plasmatron | |
| US6187226B1 (en) | Thermal device and method for production of carbon monoxide and hydrogen by thermal dissociation of hydrocarbon gases | |
| TW201841681A (en) | Microwave chemical processing reactor | |
| JP2001521293A5 (en) | ||
| Zhang et al. | Rotating gliding arc assisted water splitting in atmospheric nitrogen | |
| JP2015516958A (en) | Method and apparatus for producing acetylene using plasma technology | |
| Kheirollahivash et al. | Hydrogen production from methane decomposition using a mobile and elongating arc plasma reactor | |
| RU2455119C2 (en) | Method to produce nanoparticles | |
| WO2003068383A1 (en) | Method for carrying out homogeneous and heterogeneous chemical reactions using plasma | |
| Rebrov et al. | Synthesis of diamonds from the microwave plasma with the use of supersonic gas flows | |
| RU2799318C1 (en) | Device for carrying out chemical reactions in cold plasma | |
| US5960026A (en) | Organic waste disposal system | |
| Yin et al. | Investigation of the growth of carbon films by Ar/CH 4 plasma jet driven by 100-MHz/100-kHz dual frequency source at atmospheric pressure | |
| CA3076487A1 (en) | Microwave enhancement of chemical reactions | |
| Cho et al. | Dry reforming process using microwave plasma generator with high carbon dioxide conversion efficiency for syngas production | |
| Schäfer et al. | Study of thin Film Formation From Silicon‐Containing Precursors Produced by an RF Non‐Thermal Plasma Jet at Atmospheric Pressure | |
| Klimov et al. | Plasma assisted combustion of heterogeneous fuel in high-speed airflow | |
| Nozaki et al. | Materials processing at atmospheric pressure: Nonequilibrium effects on nanotechnology and mega-industries | |
| Schram et al. | Plasma processing and chemistry | |
| RU2423318C2 (en) | Method of producing fullerene-containing black and device to this end | |
| US20230294065A1 (en) | Method and system for transforming a gas mixture using pulsed plasma | |
| Sharafutdinov et al. | Hydrogen production from methane in electron-beam-generated plasma |