Способ осуществления химических реакций в коронном разряде

 

Изобретение относится к технической физике и, в частности, может быть использовано в химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, а также в коммунальном и сельском хозяйствах для проведения химических реакций в газах, например, для синтеза озона и очистки отходящих газов. Сущность изобретения: в способе поток газа пропускают через рабочую зону коронного разряда с движущейся системой коронирующих электродов, при этом скорость движения коронирующих электродов более 20 м/с.

Изобретение относится к технической физике и, в частности, может быть использовано в химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, а также в коммунальном и сельском хозяйствах для проведения химических реакций в газах, например, для синтеза озона и очистки отходящих газов.

Известны способы проведения химических реакций в коронном разряде [1,2] Однако несмотря на то, что высоковольтный коронный разряд в данном случае является удобным средством инициирования и осуществления химических реакций, его удельная производительность является невысокой, из-за низкой вкладываемой удельной мощности. Попытка увеличения удельной производительности такого реактора путем повышения напряжения на разрядном промежутке приводит к срыву системы в искровой (или дуговой) режим разряда.

Наиболее близким к изобретению является способ проведения реакций в импульсном коронном разряде [3] который позволяет повысить удельную производительность всего способа в 5-10 раз. Такой результат достигается путем резкого усложнения схемы питания коронного разряда за счет создания дополнительной схемы формирования импульсов высокого напряжения.

Цель изобретения интенсификация химических реакций путем увеличения удельного энерговклада.

Для этого поток газа пропускают через рабочую зону постоянного коронного разряда, выполненную в виде системы движущихся коронирующих электродов и неподвижных электродов.

При этом коронирующие электроды приводят в движение со скоростью более 20 м/с. С увеличением скорости движения коронирующих электродов приблизительно пропорционально возрастает средний ток и вкладываемая в разряд мощность.

П р и м е р. Осуществлялся синтез озона путем пропускания воздуха через рабочую зону коронного разряда, образованную движущимися коронирующими электродами и неподвижным электродом, выполненными в виде системы проволока-плоскость. В этом эксперименте проволоки длиной 20 см вращались с линейной скоростью порядка 150 м/с между двух плоскостей. При этом средний ток коронного разряда с этих проволок достигал 35-40 мА, что примерно в 50 раз больше, чем без вращения. Частота следования импульсов тока коронного разряда при этом возрастала в 10-20 раз, а ток одиночного импульса в 2-3 раза. Таким образом, вращение электродной системы (со скоростью порядка звуковой) коронного разряда позволяет увеличить вкладываемую мощность и производительность озонатора в 30-50 раз: Представленные результаты показывают, что при приведении коронирующих электродов в движение резко возрастает разрядный ток, вкладываемая в разряд мощность и в результате количество произведенного озона при неизменных размерах рабочей зоны. Когда скорость движения коронирующих электродов становится выше 20 м/с, количество произведенного с единицы объема озона удваивается.

Таким образом, предлагаемый способ позволит интенсифицировать осуществление химических реакций, протекающих в высоковольтном коронном разряде, путем увеличения удельного энерговклада.

Формула изобретения

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ В КОРОННОМ РАЗРЯДЕ путем пропускания реагентов между коронирующими и некоронирующими электродами, отличающийся тем, что коронирующие электроды перемещают со скоростью более 20 м/с относительно неподвижных некоронирующих электродов.

РИСУНКИ

Рисунок 1