Плазмохимический реактор

 

(а 490400

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.05.74 (21) 2022625/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл. Н 05Н 1/00

Н 01J 37/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 533.9(088.8) по делам изобретений Опубликовано 25.12.76. Бюллетень № 47 и открытий

Дата опубликования описания 11.02.77 (72) Авторы изобретения

А. А. Иванов, С. Л. Недосеев, А. В. Титов и В. В. Шапкин (71) Заявитель (54) ПЛАЗМОХИМИ Ч ЕСКИ и РЕАКТОР

Изобретение относится к плазменной технологии в химическом производстве и может быть использовано для диссоциации и синтеза химических элементов, находящихся в различных агрегатных состояниях.

Известно устройство, обеспечивающее химическое взаимодействие в проточной газовой среде, в котором газовая среда истекает в заданном направлении со сверхзвуковой скоростью через сопл о, имеющее суживающуюся входную и расширяющуюся выходную части, сообщающиеся между собой через горловину.

С выходной частью данного сопла соединена соосно сцентрированная с ней коллекторная труба, имеющая суживающуюся наружную выпускную часть и центральную часть, соединяющую впускную и выпускные части. Выходная часть сопла и впускная часть трубы образуют между собой щель, располагающуюся поперек оси трубопровода и сообщающуюся с закрытой камерой расширения. В трубопроводе установлено электродное устройство, которое в сечении между горловиной сопла и выпускной частью трубы создает пронизывающий поток газа электрический разряд.

Наиболее существенными недостатками известного устройства являются следующие: наличие электродов и стенок реакционной камеры, подвергаемых быстрому разрушению под действием мощных тепловых потоков; плазма в реакционной зоне является изотермической, что требует высоких скоростей закалки продуктов химических реакций и усложняет конструкцию реактора.

Цель изобретения — повышение эффективности и ресурса работы плазмохимического реактора.

Поставленная цель достигается тем, что реакционная камера помещена внутри соленоидов, создающих продольное магнитное поле пробочной конфигурации, и на торцах камеры установлены соосно электронная пушка и коллектор пучка электронов, а аэродинамические сопла плоской конфигурации установлены

15 вдоль оси камеры, причем перед коллектором газа установлены элементы для его охлаждения.

На чертеже схематически изображен предлагаемый реактор.

20 Электронный пучок 1, создаваемый электронной пушкой 2, имеющей свою собственную вакуумную камеру 3, проходит через сверхзвуковую газовую струю 4, создаваемую аэродинамическим плоским соплом 5, создает в

25 реакционной камере б неизотермическую плазму 7. Проходя через плазму, газ попадает на элементы 8, где охлаждается и откачивается с исте м ой 9.

Реакционная камера помещена в магнитное

Зц поле, создаваемое катушками 10, и содержит

490400

Формула изобретения

Составитель В, Рыжков

Техред Л. Гладкова

Корректор Т. Гревцова

Редактор Н. Коляда

Заказ 3090/1 Изд. № 383 Тираж 029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова 2 коллектор электронов 11. Расход рабочего газа задается регулятором давления 12.

Плазмохимический реактор работает следующим образом.

В установленном режиме в зоне пересечения электронного пучка и струи возникает плазма, объем которой зависит от поперечного размера струи и величины магнитного поля Нз. Электронный пучок в результате плазменно-пучковой неустойчивости генерирует в плазме мелкомасштабные турбулентные колебания, приводящие к эффективной диссипации энергии пучка в плазме и к турбулентному нагреву ее электронной компоненты.

Частицы газовой струи, сталкиваясь с высокотемпературными электронами, диссоциируют практически полностью. Диссоциированные продукты охлаждаются и откачиваются специальной вакуумной системой.

Плазмохимический реактор для осуществления химического взаимодействия в проточной

5 газовой среде, содержащий реакционную камеру с аэродинамическими соплами и коллекторами газа, и средство для создания плазмы, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности и ресурса работы, ре10 акционная камера помещена внутри соленоидов, создающих продольное магнитное поле пробочной конфигурации, и на торцах камеры установлены соосно электронная пушка и коллектор пучка электронов, а аэродинамические

15 сопла плоской конфигурации установлены вдоль оси камеры, причем перед коллектором газа установлены элементы для его охлаждения.