Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Плазменная установка
Плазменная установка
Использование: в технике низкотемпературной плазмы, в частности в плазменных установках для нанесения покрытий на материалы и изделия. Сущность изобретения: плазменная установка содержит катод и анод, соединенные с источником питания и размещенные в корпусе, а также систему подачи плазмообразующего газа и напыляемого материала. Система подачи напыляемого материала выполнена с возможностью подачи напыляемого материала в межэлектродный промежуток. Источник электропитания подключен к электрической сети переменного тока напряжением U=137 или 220 В, а напряжение разомкнутых концов источника электропитания Uxx удовлетворяет условию , где Pm - максимальная мощность, 500 Вт; а напряжение Uo, мощность Р и коэффициенты K1, K2, n выбираются из следующих диапазонов: Uo=50-500 В, Р=50-500 Вт, К1= 0,8-0,9; К2=20-50; n=0,5-5. 3 ил.
Изобретение относится к технике низкотемпературной плазмы, конкретно к плазменным установкам для нанесения покрытий на материалы и изделия.
www.findpatent.ru
Плазменная установка «Плутон» | Атомная энергия 2.0
Плазменно-химический метод переработки радиоактивных отходов, применяемый на ГУП МосНПО «Радон», обеспечивает получение химически- и радиационно стойкого шлакового компаунда с максимальной степенью включения радионуклидов.
Разработкой плазменных технологий ученые предприятия занимаются свыше 30 лет. Они провели множество исследований и экспериментов по переработке отходов в различных условиях, с использованием плазменных источников нагрева (плазмотронов) различных типов. На основе плазменных технологий действуют пилотные и опытно-промышленные установки «Пиролиз», «Плавление зольного остатка», «Плутон», «Плазмохимический реактор».
Плазменная установка «Плутон» позволяет перерабатывать смешанные твердые отходы, содержащие не только горючие компоненты (древесину, бумагу, ветошь, пластики), но и негорючие (металл, стекло, грунтовые и изоляционные материалы). Ее производительность может достигать 250 кг/ч.
Основным узлом установки является шахтная печь для переработки РАО. Здесь отходы последовательно проходят стадии сушки, пиролиза, окисления, сжигания и плавления.
Через узел загрузки упаковки с РАО попадают в верхние слои шахты и, опускаясь под действием силы тяжести, нагреваются за счет тепла отходящих газов, движущихся вверх им навстречу. В верхней части печи отходы проходят стадии сушки и пиролиза, сопровождающиеся интенсивным газовыделением. Ниже происходит выжигание коксового остатка. Оставшиеся неорганические компоненты (шлак) плавятся и поступают в зону накопления и гомогенизации расплава. Здесь шлак усредняется, перегревается до температуры 1500–1700°С и через узел слива направляется в бокс приемки расплава. После охлаждения расплава в приемных контейнерах образуется шлак, по структуре и свойствам подобный вулканическому стеклу, а по химической стойкости — в десятки раз превосходящий боросиликатные стекла. Таким образом, за один этап производственного процесса получается продукт, пригодный для безопасного длительного хранения сразу после охлаждения.
Источником нагрева печи служат дуговые плазмотроны, установленные в подовой части печи над ванной; в качестве плазмообразующего газа используется воздух. Применение воздушных плазмотронов достаточной мощности позволило отказаться от дополнительного топлива, что существенно упростило управление процессом. Энергия, подаваемая в печь, используется с максимальной эффективностью — в том числе и на пиролиз отходов. За счет высокой теплотворной способности полученного пирогаза, после начального разогрева, камеру дожигания можно эксплуатировать только за счет тепла его сгорания, в автотермическом режиме.
В высокотемпературной зоне шахтной печи, в нижних слоях отходов, происходит возгонка летучих соединений. В то же время в среднем и верхнем уровнях шахты печи, в зоне относительно низких температур, эти соединения конденсируются и сорбируются в слое отходов. Система очистки отходящих газов позволяет эффективно улавливать радиоактивную пыль, которую вновь направляют на переработку в шахтную печь вместе с другими РАО. В результате, резко снижается унос из печи радиоактивных изотопов и тяжелых металлов. Например, унос цезия-137 из плазменной печи «Радона» составляет не более 10%, кобальта-60 — не более 2,5%, урана и плутония — менее 1%. (Для сравнения, в других вариантах плазменного сжигания РАО унос радионуклидов цезия достигает 70-98%). В итоге, существенно увеличивается коэффициент включения радиоактивных изотопов и тяжелых металлов в шлак.
Пиролизные газы из шахты печи направляются в комплексную систему газоочистки. Она включает узлы высокотемпературного дожигания твердых и газообразных горючих компонентов, химической и каталитической нейтрализации агрессивных и токсичных веществ, двухступенчатой системой улавливания радиоактивных аэрозольных частиц. Газы, поступающие в атмосферу после очистки, полностью удовлетворяют санитарным требованиям.
www.atomic-energy.ru
Импульсная плазменная установка
Изобретение относится к плазменной технике. Импульсная плазменная установка содержит два высоковольтных электрода, источник питания вспомогательной дуги, генератор импульсного тока, отражающую стенку из диэлектрического материала и обмотку магнитного дутья, при этом отрицательный электрод выполнен подвижным и жестко связан с якорем электромагнита, обмотка которого включена между указанным электродом и отрицательным полюсом источника питания вспомогательной дуги, причем с электродом она связана гибким проводом. Растяжение . дуги осуществляется за счет раздвижения электродов посредством электромагнита. При этом опорные точки дуги располагаются на концах электродов неподвижно, а паровая катодная струя, обтекая столб вспомогательной дуги, дополнительно стабилизирует ее электрофизические характеристики. По достижении вспомогательной дугой заданных параметров запускается источник питания обмотки магнитного дутья м между электродами инициируется высоковольтный разряд. Обмотка магнитного дутья размещена непосредственно за отражающей стенкой, в результате чего сгусток плазмы притягивается к холодной отражающей стенке и как бы раскатывается по ее поверхности в тонкую пленку. При этом существенно снижается экранирующее действие частиц плазмы и увеличивается излучающая поверхность, что обусловливает высокую интенсивность излучения. 1 ил.
Изобретение относится к плазменной технике, а более точно к устройствам с косвенным нагревом дуговым разрядом, и может быть использовано как источник интенсивного светового излучения.
Известен импульсный плазменный ускоритель эрозионного типа (Гришин С.Д., Лесков Л.В., Козлов Н.П. Электрические ракетные двигатели. -М.: Машиностроение, 1975, с. 198 - 208), принятый в качестве прототипа. Который содержит плазмотрон, имеющий два высоковольтных электрода, генератор импульсного тока, источник инициирования вспомогательного разряда, блок управления, разрядную камеру и сопло. Ускорение потока плазмы достигается посредством создания высокого давления в камере устройства, а также за счет взаимодействия осевых холловских токов с азимутальным магнитным полем, образованным током, текущим по центральному электроду. Плазмообразующий газ получается непосредственно в камере ускорителя при действии электрического разряда на стенку камеры, выполненную из газогенерирующего материала (например, фибры, меди, оргстекла). При этом газодинамические и магнитные силы не уравновешивают друг друга, вследствие чего на срезе ускорителя образуется самосжимающаяся область повышенной температуры и плотности, так называемый плазменный фокус, являющийся источником интенсивного светового излучения. Перемещение высоковольтного сильноточного импульсного разряда по электродам устройства в течение всего периода работы обусловливает их повышенный износ, а разрушение стенки разрядной камеры, имеющее место при генерации плазмообразующего газа, уменьшает ресурс работы устройства. Кроме того, взаимное экранирование частиц плазменного фокуса ограничивает интенсивность излучения. Снижение напряжения и мощности разряда, перемещающегося по электродам устройства, хотя и способно снизить термическую нагрузку на его элементы, однако, в свою очередь, чревато резким падением интенсивности излучения, кроме того, при движении дуги по направляющим электродам в поперечном магнитном поле практически невозможно обеспечить стабильность таких ее характеристик, как ток, удельная проводимость, скорость перемещения, постоянство формы (сечения, длины, радиуса кривизны), что ведет к разбросу параметров процесса разряда и генерации излучения. По сравнению с устройством прототипа предлагаемое изобретение позволяет обеспечить заданную стабилизацию характеристик и формы дуги непосредственно в момент высоковольтного разряда, существенно повысить интенсивность излучения при сопоставимых энергетических затратах, а также значительно уменьшить термическую нагрузку на элементы устройства. Это достигается тем, что предлагаемое устройство, содержащее положительный и отрицательный электроды, источник питания вспомогательной дуги и генератор импульсного тока, снабжено электромагнитом, отражающей стенкой из диэлектрического материала и обмоткой магнитного дутья, соединенной с источником выпрямленного напряжения, при этом отрицательный электрод жестко связан с якорем электромагнита, обмотка которого включена между указанным электродом и отрицательным полюсом источника питания вспомогательной дуги, причем с электродом она связана гибким проводом, а обмотка магнитного дутья размещена непосредственно за отражающей стенкой и присоединена к источнику выпрямленного напряжения. Существенные отличия предлагаемого устройства от прототипа заключаются в том, что устройство предлагаемого изобретения содержит электромагнит, предназначенный для разведения электродов, отражающую стенку из диэлектрического материала, при контакте плазменного сгустка с которой происходит генерация интенсивного светового излучения, и обмотку магнитного дутья, обеспечивающую контакт плазмы и отражающей стенки, при этом отрицательный электрод выполнен подвижным и жестко связан с якорем электромагнита, обмотка которого включена между указанным электродом и отрицательным полюсом источника питания вспомогательной дуги, причем с электродом она связана гибким проводом. Это сделано ввиду того обстоятельства, что в устройстве предлагаемого изобретения дуга растягивается до момента достижения ею заданных энергетических и геометрических параметров, после чего осуществляется ее пробой высоковольтным разрядом. Растяжение дуги осуществляется за счет раздвижения электродов посредством электромагнита. При этом опорные точки дуги располагаются на концах электродов неподвижно, а паровая катодная струя, обтекая столб дуги, дополнительно стабилизирует ее электрофизические характеристики. Кроме того, размещение обмотки магнитного дутья непосредственно за отражающей стенкой улучшает динамический контакт плазмы с поверхностью стенки. На чертеже представлена общая схема импульсной плазменной установки. Установка содержит высоковольтные электроды 1 и 2 (1 - катод, 2 - анод), источник 3 питания вспомогательной дуги, представляющий собой регулируемый источник выпрямленного тока, дроссель 4, генератор импульсного тока, включающий высоковольтный конденсатор 5, источник 6 высокого выпрямленного напряжения, резистор 7, осциллятор 8 и разрядник 9, а также отражающую стенку 10 из диэлектрического материала, обмотку 11 магнитного дутья и электромагнит, состоящий из обмотки 12, якоря 13, пружины 14 и изолирующей втулки 15. Отрицательный электрод 2 жестко связан с якорем 13 электромагнита, обмотка 12 которого включена между электродом 2 и отрицательным полюсом источника 3, причем с электродом она связана гибким проводом, а электрод 1 подключен к положительному полюсу источника 3 через дроссель 4. Высоковольтный конденсатор 5 связан с источником 6 через резистор 7 и через осциллятор 8 и разрядник 9 подключен параллельно электродам 1 и 2. Отражающая стенка 10 расположена вблизи разрядного промежутка 16, причем обмотка 11 магнитного дутья расположена непосредственно за отражающей стенкой. Цепи контроля и управления источника 3 связаны с цепью пуска осциллятора 8. Обмотка 11 питается от источника выпрямленного напряжения, который при необходимости может быть выполнен регулируемым (не показан). Установка работает следующим образом. В начальном положении электроды 1 и 2 сведены вместе. Перед включением источника 3 конденсатор 5 должен быть полностью заряжен. При запуске источника 3 образуется следующая цепь тока: положительный полюс источника 3, дроссель 4, электрод 1, электрод 2, обмотка 12 электромагнита, отрицательный полюс источника 3. В результате протекания тока через обмотку 12 якорь 13 втягивается в обмотку, одновременно перемещая электрод 2. В результате разведения электродов 1 и 2 между ними зажигается вспомогательная дуга, стабильность параметров которой (тока, удельной проводимости) обеспечивается за счет регулирующего действия источника 3 и дросселя 4. По достижении вспомогательной дугой заданной длины при условии стабильности ее электрических характеристик от источника 3 на осциллятор 8 и на источник питания обмотки магнитного дутья подается пусковой импульс, осциллятор срабатывает и пробивает промежуток разрядника 9, замыкая цепь разряда высоковольтного конденсатора 5 и инициируя высоковольтный разряд между электродами 1 и 2. Разрядник 9 в данной схеме предназначен для предотвращения возможности включения генератора импульсного тока при недостаточном заряде конденсатора. Время заряда конденсатора 5 определяется наряду с его емкостью величиной сопротивления резистора 7. В результате взаимодействия магнитных полей дуги и обмотки 11 магнитного дутья сгусток плазмы притягивается к холодной отражающей стенке и как бы раскатывается по ней в тонкую пленку, в связи с чем снижается экранирующее действие частиц плазмы. При этом ввиду малой толщины плазменной пленки и большой площади излучающей поверхности интенсивность излучения плазмы существенно усиливается. Такая конструкция позволяет предварительно сформировать параметры вспомогательной дуги, однозначно определяющие характер процесса протекания высоковольтного разряда, благодаря чему высоковольтный разряд с заданными характеристиками формируется только в конце периода работы, что снижает термическую нагрузку на элементы устройства. Кроме того, механизм генерации излучения с применением отражающей стенки, реализованный в данном устройстве, позволяет существенно снизить экранирующий эффект частиц плазмы, что при сопоставимых энергетических затратах обеспечивает более высокую интенсивность излучения. В свою очередь, размещение обмотки магнитного дутья непосредственно за отражающей стенкой дополнительно улучшает динамический контакт плазмы с поверхностью стенки.Формула изобретения
Импульсная плазменная установка, содержащая положительный и отрицательный электроды, источник питания вспомогательной дуги и генератор импульсного тока, отличающаяся тем, что она снабжена электромагнитом, отражающей стенкой из диэлектрического материала и обмоткой магнитного дутья, соединенной с источником выпрямленного напряжения, при этом отрицательный электрод жестко связан с якорем электромагнита, обмотка которого включена между указанным электродом и отрицательным полюсом источника питания вспомогательной дуги, причем с электродом она связана гибким проводом, а обмотка магнитного дутья размещена непосредственно за отражающей стенкой.РИСУНКИ
Рисунок 1Похожие патенты:
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может использоваться для напыления покрытий и в плазменной технике
Изобретение относится к плазменной технике, предназначенной для аккумуляции энергии в среде плазмы с последующим ее отводом и использованием
Изобретение относится к плазменной технике, а более конкретно, касается конструирования ускорителей плазмы с замкнутым дрейфом электронов (УЗДЭ) и может быть использовано при разработке электроракетных двигателей, а также технологических ускорителей, применяемых в процессах вакуумно-плазменной технологии
Изобретение относится к плазменным двигателям, применяемым на космических аппаратах, в частности, к плазменным двигателям с замкнутым дрейфом электронов, называемых двигателями со стационарной плазмой или "холловскими двигателями"
Изобретение относится к экспериментальным установкам управляемого термоядерного синтеза с магнитным удержанием плазмы и, в частности, к сферическим токамакам
Изобретение относится к области технологии очистки и обезвреживания отходящих газов, газовых выбросов различных производств и процессов, а также плазмохимического синтеза химически активных соединений с использованием электрических методов, в частности к устройству газоразрядных камер, в которых производят процесс детоксикации и очистки
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных технологических процессах, проводимых в поле электрического разряда, в частности при обработке порошков, газов, аэрозолей для целей плазмохимии, при сфероидизации и т.д
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для нагрева и плавления металлов и неметаллических материалов в плазменно-дуговых печах
Изобретение относится к электродуговым генераторам низкотемпературной плазмы плазменным горелкам и может быть использовано в машиностроении, автомобилестроении, авиационной, электротехнической и других отраслях промышленности для осуществления различных видов плазменной обработки резки, сварки и термической обработки поверхности материалов
Изобретение относится к электронике, а более точно к электродуговым плазменным горелкам и может быть использовано в машиностроении, автомобилестроении, авиационной, электротехнической, химической и других отраслях промышленности для реализации различных видов плазменной обработки - резки, сварки, пайки, термической и химической модификации поверхности материалов
Изобретение относится к химическому аппаратостроению и может быть использовано в различных отраслях химической технологии переработки сырья с помощью низкотемпературной плазмы
Изобретение относится к области обработки изделий в вакууме и может быть использовано для вакуумного обжига изделий, а также для проведения процесса химико-термической обработки
Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к процессу рафинирования цветных сплавов высокоэнтальпийным газом
Изобретение относится к плазменной технике, а именно к электроразрядным устройствам с жидкими электродами, и может быть применено в тех отраслях промышленности, где используются электрофизические способы обработки материалов, в частности оно может применяться для локального плазменно-электролитного нагрева металлов
Изобретение относится к плазменной технике
www.findpatent.ru
Плазменные установки - Справочник химика 21
МПа и времени контактирования 0,0001 с., что обеспечивает весьма высокую производительность плазменной установки. Комбинирование установки с магнитогидродинамическим генератором (МГД) позволяет использовать вторичные энергоресурсы и обеспечить возврат энергии. [c.186]| Рис. 4.30. Плазменная установка для переплава расходуемого электрода в кристаллизатор. |  |
Нанесение покрытий проводили в лабораторных условиях на плазменной установке УМП-5, в промышленных — на уни версальных машинах МНЕ-01, МНЕ-0,2. [c.31]
В дуговых нагревателях газа - плазмотронах - используется столб плазмы, возникающей между катодом из тугоплавкого материала и анодом, в качестве которого служит изделие или сопло. В сопло, изготовленное обычно из меди и охлаждаемое водой, подается газ, молекулы или атомы которого ионизируются при высокой температуре. В плазменных установках для резки металлов плотность энергии [c.205]
В лабораторных моделях и на небольших промышленных плазменных установках, работающих в настоящее время при давлении до 35 ат, наблюдается лишь слабая эрозия электродов. Однако с повышением давления эрозия электродов быстро усиливается. При работе под давлением 140 ат в некоторых плазменных струях содержится до 30% вес. материала электродов [61]. Если плазменный генератор используется как химический реактор, то такое положение соверщенно недопустимо, так как получаемый продукт будет загрязнен материалом электрода. Плазменные генераторы других конструкций успешно работают при давле ииях выше 140 ат, но к. п. д. их равен всего 15%- [c.327]
Этот процесс первоначально разработан применительно к переработке реэкстрактов урана, полученных при радиохимической переработке ТВЭЛов уран-графитовых реакторов, предназначенных для производства плутония [2]. Для реализации процесса разработана стендовая плазменная установка, технологическая схема которой показана на рис. 4.20 [10]. Установка включает в себя источник электропитания 5, плазменный реактор 9, плазмотроны 6 с системами питания газом (компрессор 3, баллоны с азотом ), систему питания установки раствором из емкости 1 (насос 2, форсунки-дезинтеграторы 7и пр.), систему разделения оксидов урана и газовой фазы (элементы [c.198]
Качество материалов, получаемых на пилотных плазменных установках, по примесям из электродов. Содержание примесей конструкционных материалов плазмотрона в получаемых по плазменной технологии материалах является одной из ключевых характеристик, определяющих работоспособность плазменного реактора и вообще технологии. В таблице 2.5 суммированы некоторые данные, [c.83]
Более или менее типичный комбинированный металлодиэлектрический плазмотрон показан на фотографии на рис. 2.59. Плазмотрон является частью технологической плазменной установки по конверсии и разложению гексафторида урана (см. главы 10 и 11) и содержит внутреннюю разрядную камеру, представляющую собой набор вертикально установленных между двумя фланцами медных трубок, соединенных вверху и внизу с коллекторами охлаждения, расположенными внутри упомянутых фланцев. Металлическая разрезная разрядная камера помещена в диэлектрическую оболочку, выполненную из отрезка кварцевой трубы. Комбинированный плазмотрон помещен коаксиально в индуктор высокочастотного генератора. На фотографии на рис. 2.59 над основным индуктором расположен еще и вспомога- [c.116]
Вторую задачу можно решать с помощью традиционной гидрохимической технологии, в общем виде описанной в начале гл. 4. Мы, однако, предложили для решения проблемы регенерации урана и вовлечения последнего в топливный цикл прямой плазменный процесс разложения реэкстрактов урана, который значительно сокращает длину технологической цепи, стоимость получения дисперсного оксидного материала, не порождая при этом никаких экологических проблем [2, 8, 9]. В зависимости от способа повышения содержания изотопа ГГ-235 в регенерированном уране можно представить две технологические схемы получения из него сердечников ТВЭЛ (рис. 4.19). В обеих схемах используется один и тот же плазменный процесс переработки нитратных реэкстрактов уранила, однако оксиды урана должны обладать разными физико-химическими и технологическими свойствами. Для обоих вариантов плазменного процесса проведены НИР и ОКР, построены сравнительно мощные стендовые плазменные установки (пилотные заводы), проведены их испытания, разработаны технологические и аппаратурные схемы, проведены промышленные испытания процесса, получены промышленные партии оксидных урановых материалов, изучены их физико-химические и технологические [c.196]Описание работы плазменной установки для переработки растворов результаты экспериментов и испытаний [c.204]
Основные элементы плазменной установки [c.198]
Таким образом, плазменная обработка раствора уранилнитрата в воздушно-плазменном теплоносителе позволяет разложить его на два продукта — оксиды урана и раствор азотной кислоты. При этом не образуется отходов. Испытания установки проводились на химическом комбинате. Были использованы производственные растворы, получаемые в результате экстракционного аффинажа регенерированного урана. В таблице 4.10 приведены данные о составе растворов из этих же данных легко получить представление о масштабе экспериментов, проведенных на стендовой плазменной установке (пилотном заводе). [c.204]Плазменная установка для переработки растворов [c.205]
Поведение радионуклидов при плазменной переработке нитрата регенерированного урана па оксиды урана и раствор азотной кислоты исследовано экспериментально. Работа выполнялась на высокочастотной плазменной установке, аппаратурная схема которой показана на рис. 4.28. В качестве сырья была использована смесь продуктов различных радиохимических заводов, перерабатывающих облученное ядерное топливо уран-графитовых и легководных энергетических реакторов. Среднее содержание определяемых радионуклидов в исходной смеси приведено в табл. 4.21. [c.228]Экспериментальные исследования поведения радионуклидов при плазменной денитрации подтвердили результаты априорного анализа. Радионуклиды плутония, тория и ниобия практически полностью сопутствуют урану и концентрируются в дисперсной фазе. В плазменном реакторе из-за сравнительно высокой летучести оксидов рутения происходит некоторая сепарация рутения и урана, однако по мере снижения температуры по технологическому тракту плазменной установки оксиды рутения конденсируются и частично концентрируются в дисперсной фазе оксидов урана. Оставшаяся часть рутения [c.233]
| Рис. 4.29. Схема пилотной плазменной установки для переработки нитратного сырья на оксидные материалы |  |
| Рис. 5.5. Схема микроволновой плазменной установки для переработки нитратного раствора обогащенного по изотопу 11-235, смесевых растворов урана и плутония, урана и тория и т. п. |  |
Р ис. 4.31. Плазменная установка для переплава и1нхты в атмосфере защитного газа. [c.246]
В книге описаны электрические дуговые печи и установки всех типов, в которых источником нагрева (полного или частичного) является дуга — электрический разряд в газовой среде или вакууме, а именно дуговые сталеплавильные печи (прямого действия), дуговые печи для плавления цветных металлов (косвенного действия), вакуумные дуговые печи, установки электроихлакового переплава, плазменные установки и руднотермические печи всех типов. Описаны также промышленные электроннолучевые устройства. [c.2]
В разд. 6 приведены методы и фактические данные для решения характерных для электротермических установок задач теплообмена к таким задачам относятся нестационарный процесс нагрева изделий с внутренними источниками теплоты, теплообмен между нагревателем и изделием в печи сопротивления с учетом кoнфигypaциIi нагревателя, инфракрасный нагрев изделий с использованием темных и светлых излучателей II т. д. Особо следует выделить приведенные в разделе данные для расчета высокотемпературных процессов теплообмена при нагреве и плавке металлов в электронно-лучевых и плазменных установках, отличающихся специфическими видами теп-лопереноса (за счет кинетической энергии пучка электронов или энергии струи плазмы). [c.10]
Другим важнейшим элементом плазменной установки по переработке отходов является плазменный реактор, т.е. тот объем, в котором происходит процесс химического разложения отходов. Плазматрон может быть совмещен с реактором, являясь составной частью последнего, или пристыкован к нему. Реактор обычно вьпюлняют в виде пе- [c.89]
Предполагается применить плазменную установку для некоторых фотохимических процессов процесса изготовления капролак-тама, для конверсии сернистого ангидрида в серпый, для получения акрилонитрила из пропилена и аммиака в присутствии кислорода, для прямого окисления бензола в фенол [35, 36]. [c.251]
На первых порах, в 1966-68 гг., нам очень не хватало работоспособных плазмотронов, и мы расширили фронт работы привлекли к разработке электродуговых плазмотронов Новосибирский институт теплофизики в области высокочастотных плазмотронов и реакторов прямого индукционного нагрева мы работали в тесном контакте с Московским энергетическим институтом в 1970 г. у нас появились первые микроволновые генераторы и плазмотроны, разработанные НИИ Титан . С 1966 г. мы опирались в разработке технологического оборудования на Московский НИИХИММАШ, а с 1970 г. к этим работам присоединился конструкторский отдел Сибирского химического комбината, с которым мы сотрудничали около 20 лет и где мне посчастливилось работать с очень сильными технологами среди них особенно запомнились Г. Л.Ватарев, В. А. Хохлов, В.Д. Сигайло, Ф.С.Бевзюк. Позднее группы специалистов в области плазменной и высокочастотной технологии появились и на других предприятиях на Московском заводе полиметаллов, на Ульбинском металлургическом заводе, на Чепецком механическом заводе, в НПО Алмаз , в НИИ стабильных изотопов и др. на всех этих предприятиях были созданы сравнительно мощные плазменные установки или установки прямого высокочастотного индукционного нагрева для получения различных материалов для ядерно-энергетического комплекса. [c.19]
По данным таблицы 2.5 можно заключить, что использование в качестве плазменного теплоносителя азота вместо воздуха во всех случаях уменьшает в 2 9 раз эрозию медного и вольфрам-медного анода. Содержание меди в оксидах урана, полученных на плазменных установках, заметно ниже, чем требует стандарт на 11з08 М-452-77 и стандарт на ПзОв ТУ-02.16-79. Что касается стандарта на ИзОд ОСТ-05290-79, содержание меди в полученном продукте находится на пределе его требований. Содержание вольфрама в полученных оксидах [c.83]
Па основании результатов испытаний плазменного пилотного завода сконструирована и спроектирована мощная плазменная установка для промышленного завода. Технологическая схема установки показана в общем виде на рис. 4.24. Она включает в себя узел плазменной денитрации уранилнитратных реэкстрактов узел сепарации дисперсного оксида урана и газовой фазы узел улавливания оксидов азота из газообразных продуктов денитрации с последующим переводом этих оксидов в (5 -Ь 8)-нроцентную азотную кислоту узел упаривания последней до 20-процентной HNOз (ЗN). Эта кислота должна далее использоваться в экстракционном процессе регенерации урана из облученных ТВЭЛ. [c.207]Мощная плазменная установка работает следующим образом. Исходный раствор нитрата уранила подают насосом-дозатором в форсунку 5 и распыляют в плазменно-воздугпный теплоноситель, генерируемый электродуговыми плазмотронами 4- Трубопроводы подачи уранилнитратных растворов в реактор оснащены подогревателями максимальная температура подогрева растворов составляет 373 К. [c.209]
Повышенное содержание урана в конденсате (см. табл. 4.21) вызвано отсутствием в технологической схеме фильтра тонкой очистки. Это подтверждается результатами опытно-промышленной эксплуатации аналогичной плазменной установки с последовательно установленными металлотканевым (МТФ) и металлокерамическим (МКФ) фильтрами па узле улавливания порошков радиоактивных элементов. При таком сочетании фильтрующих элементов содержание радиоактивных металлов в конденсате находится, как правило, на уровне [c.231]
На пилотной плазменной установке, показанной на рис. 4.20, получены более десятка различных оксидных композиций, в том числе и неурановые некоторые из них будут рассмотрены ниже. [c.253]
Для того чтобы и решить проблемы чистоты оксидных материалов по примесям, и снизить скорость материальных потоков в плазменном реакторе, целесообразно заменить электродуговой плазмотрон безэлектродным высокочастотным индукционным или микроволновым. Использование высокочастотного индукционного плазмотрона на индустриальном уровне проблематично из-за ненадежности диэлектрических материалов в качестве материала плазмотрона. Комбинированные металло-диэлектрические плазмотроны в принципе применимы, по сложности герметизации па границе металл-диэлектрик, отягош,енные спецификой работы с плутонием, также обеш,ают много проблем при работе плазменной установки в промышленных условиях. [c.257]
При использовании цельнометаллических микроволновых плазменных реакторов, оборудованных одним или более плазмотронами (см. схему на рис. 2.48), которые работают при давлении 100—160 кПа, можно получать ядерные и прочие материалы, имеющие уровень чистоты но примесям, соответствующий чистоте сырья. Схема плазменной микроволновой установки в ядерно-безопасном исполнении для разложения смесевых нитратных растворов обогащенного но изотопу и-235, урана и плутония, урана и тория и других элементов показана па рис. 5.5. В принципе она работает по той же схеме, что и электроду-говая плазменная установка на рис. 4.20. Разница заключается лишь в способе генерации плазмы несколько микроволновых генераторов плазмы 1 генерируют потоки электромагнитной энергии (волна Я01), которые движутся через диэлектрические развязки 3 и преобразуются при входе в круглый волновод 4 в электромагнитную волну Нц. Частота генераторов 2450 МГц, прямоугольные волноводы имеют сечения 12 х 4 см, удовлетворяющие требованиям ядерной безопасности. Разряд, стабилизированный тангенциальным потоком воздуха, возникает в круглом волноводе, который после ввода сырья превращается в плазменный реактор. Поток воздуха подают в круглый волновод компрессором 6 через фильтр 5. Раствор вводят в плоскости, расположенной слегка ниже ввода прямоугольных волноводов 2 в круглый волновод, из танка 8 через коллектор 7, в котором находится несколько ультразвуковых распылителей раствора. Размер с частиц, генерируемых ультразвуковым распылителем раствора, определяется соотношением [c.259]
chem21.info
Плазменная установка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4
Плазменная установка
Cтраница 4
Расход транспортирующего порошок газа зависит от мощности плазменной установки, однако в любом случае должно соблюдаться необходимое соотношение МРЖДУ расходами транспортирующего и плазмообразующего газа. В качестве транспортирующего газа чаще всего выбирают азот, как наиболее дешевый и безопасный. [46]
К дуговым печам косвенного действия можно отнести также плазменные установки ( плазмотроны) и дуговые нагреватели газа. [48]
В клинике проведено обследование 58 рабочих, обслуживающих плазменные установки для напыления и резки металлов. [49]
Фирма Металлайзинг Энджиниринг Ко, специализирующаяся на производстве плазменных установок, недавно изготовила устройство, позволяющее наносить титан струей на абсолютно неподготовленную поверхность графита. [50]
Полуавтоматы камерного типа состоят из камеры напыления, плазменной установки в сборе, аспирационного устройства. В камере напыления расположены плазмотрон, передняя и задняя бабки для крепления детали, на которую наносится покрытие. Механизмы перемещения плазмотрона и вращения детали вынесены за пределы камеры, что обеспечивает удобство обслуживания и эксплуатации оборудования. [51]
Это дает основание полагать, что в ближайшее время индукционные плазменные установки найдут широкое применение при проведении различных технологических, в том числе и крупномасштабных процессов. Поэтому представляется естественным появление многочисленных экспериментальных и теоретических работ, посвященных изучению индукционного разряда. [52]
Промышленность выпускает два типа установок для плазменного напыления: универсальные плазменные установки типа УПУ-3 производства Ржевского механического завода и универсальные плазменно-металлиза-ционные установки УМП-4, УМП-5, выпускаемые Барнаульским аппаратно-механическим заводом. Установки УМП-4 и УМП-5 конструкции ВНИИАВ-ТОГЕНМАШ выпускаются без источника питания. [53]
Испытания узлов системы улавливания оксидной дисперсной фазы при работе пилотной плазменной установки ТОР. Установка ТОР была создана с целью экспериментальной проверки работоспособности основных узлов и систем укрупненных, полу - и опытно-промышленных установок и, в частности, для определения режимов максимального улавливания оксидов урана. [54]
Опытные данные [1], полученные при реализации процесса на плазменной установке, соответствуют квазиравновесному состоянию. Поэтому анализ системы Н - С-N проводился частично для условий равновесия и в основном для квазиравновесного состава в интервале температур 1000 - 5000 К. [56]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Плазменная установка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Плазменная установка
Cтраница 3
Трудности возникают лишь в плазменных установках, где для особо точных режимов применяется переменный ток. [32]
Машинная резка выполняется с использованием плазменных установок типаУПР для портальных машин с шириной обработки 3 5 м и более и установок типа Киев ( УВПР) для портальных машин с шириной обработки менее 3 5 м, портально-кон-сольных и шарнирных машин. [33]
Машинная резка выполняется с использованием плазменных установок типа УПР для портальных машин с шириной обработки 3 5 м и более и установок типа Киев ( УВПР) для портальных машин с шириной обработки менее 3 5 м, портально-кон-сольных и шарнирных машин. [34]
Большая семья тепловых машин пополнилась плазменными установками, магнитогидродпнамическими генераторами, ракетами, космическими кораблями, которые работают в горячих и быстрых потоках: газ нагрет до тысяч, десятков тысяч градусов и двигается со скоростью до нескольких километров в секунду. В таких условиях конструкционные материалы и покрытия могут претерпевать различные физические и химические превращения - оплавляться, испаряться, разлагаться, вступать в реакцию со средой. В результате толщина стенки изменяется. Температура стенки и скорость уноса материала определяются термодинамическими и кинетическими закономерностями и условиями теплообмена со средой. [35]
Крллимированный пучок излучения, выходящий из плазменной установки, прежде всего очищается в камере / от заряженных частиц электрическим полем конденсатора Кг. В камере / /, наполненной газом, часть нейтралов превращается в яоны в результате обдирки при их столкновениях с молекулами газа. Дифференциальная откачка ( насоеы PI и Pz) обеспечивают необходимый перепад давлений между камерой обдирки и регистрирующей частью аппаратуры. Образовавшиеся ионы последовательно анализируются по энергии и массе в электрическом поле конденсатора &2 и магнитном поле электромагнита М, Пучок ионов отклоняется от оси системы, а свет и нейтральные частицы, не испытавшие перезарядки, попадают в ловушку D. После анализа ионы ускоряются до энергий 10 - 15 кэв и попадают на металлическую мишень А. Группы вторичных электронов, выбитые ионами из мишени, ускоряются тем же напряжением и регистрируются сцинтилляционным счетчиком. [36]
Для управления работой плазменной горелки используют универсальную плазменную установку УПУ-3, в состав которой входят пульт управления, исто чник питания ИПН-160 / 600 и плазменная горелка. [37]
Особенностью томографической постановки эксперимента применительно к высокотемпературным плазменным установкам является ультрамалое число ракурсов и хорд наблюдения. Последнее связано с конструктивными ограничениями подобных систем. [39]
Экспериментальный опыт по конверсии SiF4 на плазменных установках, накопленный к 1992 г., давал возможность проектировать промышленные установки с равной 120 кг ( SiF4) / 4 единичной производительностью, что соответствует 32 кг ( Si) / ч, т.е. потребуется установить 5 модулей. [41]
Экспериментальный опыт по конверсии S1F4 на плазменных установках, накопленный к 1992 г., давал возможность проектировать промышленные установки с равной 120 кг ( SiF4) / 4 единичной производительностью, что соответствует 32 кг ( Si) / ч, т.е. потребуется установить 5 модулей. [43]
Электросварочное оборудование передвижного типа ( например, плазменная установка для резки труб, защитное заземление которого представляет трудности, должно быть снабжено реле безопасности персонала ( типаРБП) и автоматическим выключателем. [44]
Различные технологические факторы, влияющие на работу плазменных установок и качество получаемых покрытий, обстоятельно проанализированы в монографиях [8, 82, 121], поэтому здесь кратко рассмотрим лишь некоторые наиболее важные вопросы технологии плазменных покрытий. [45]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Плазменная установка для получения нанодисперсных порошков
Изобретение относится к области получения наноразмерных порошков (НП) элементов, неорганических соединений и композиций, в частности к плазменному оборудованию для производства НП различного назначения. Реактор имеет определенные соотношения геометрических размеров, связывающие выходной диаметр сопла плазмотрона, диаметр и длину реактора. Ввод сырья вынесен за пределы канала истечения плазмы в реактор. Поверхности реактора, на которых осаждается получаемый нанопорошок, имеют специальные очистители для удаления нанопорошка. Удаление отложений нанопорошка с разных поверхностей реактора осуществляется в разные сборники, исключая тем самым возможность попадания спеков порошка. Реактор позволяет повысить температуру плазмы для осуществления процессов, не допуская при этом спекания получаемых нанопорошков, получить нанопорошок без загрязнения грубодисперсными включениями спеков. 4 ил.
Изобретение относится к области получения наноразмерных порошков (НП) элементов, неорганических соединений и композиций, в частности к плазменному оборудованию для производства НП различного назначения.
Физико-химические свойства нанопорошков с размерами частиц менее 100 нм имеют существенные отличия от свойств обычных порошков. Эти отличия представляют значительный интерес для применения НП в различных областях науки и технике, в частности для создания новых материалов с повышенными эксплуатационными свойствами, как например твердых сплавов с высокой твердостью и износостойкостью, фильтров с наноразмерными порами, конструкционных сплавов с высокими прочностными характеристиками и т.д.
Плазменные процессы занимают одно из ведущих мест в разрабатываемых и уже действующих производствах нанопорошков элементов и их различных соединений и к настоящему времени известны различные конструкции плазменных установок для получения наноразмерных порошков. Одной из основных проблем, возникающих при создании плазменного технологического оборудование для получения нанопорошков, является ресурс непрерывной работы реактора. Получаемые в высокотемпературных плазменных процессах нанопорошки осаждаются на поверхностях аппаратуры и вследствие более низкой температуры спекания нанопорошков на поверхностях реактора, омываемых высокотемпературным газодисперсным потоком, могут образовываться спеки, нарушающие установленный режим работы аппаратуры. Это приводит к снижению выхода целевого нанопорошка и его загрязнению крупнодисперсными включениями.
Известна установка для плазмохимического восстановления оксидов металлов, содержащая устройство для загрузки сырья: плазмогенератор, реактор, осадительную камеру, фильтр и сборники порошка, при этом осадительная камера содержит по меньшей мере две сообщающиеся секции с уменьшением поперечного сечения в месте их соединения и образованием пережима для газового потока, одна из которых в верхней части соединена с реактором, другая - с фильтром, а в нижней части указанные секции выполнены в виде отдельных сужающихся к низу карманов, к которым в донной части подсоединены сборники порошка [Патент РФ №2238824].
Установка предназначена для получения порошков металлов, однако в конструкции не предусмотрена очистка поверхностей реактора, что ограничивает ресурс непрерывной работы установки.
Известна конструкция плазмохимического реактора, предназначенного в том числе и для получения тонкодисперсных материалов [Патент РФ №2138929]. Реактор содержит плазмотрон, форсунки для диспергирования раствора, реакционную камеру и подсоединенный к ее нижнему торцу патрубок вывода пылепарогазовой смеси. Патрубок размещен под углом 130-140° к реакционной камере. Переход от реакционной камеры к патрубку вывода пылепарогазовой смеси выполнен в виде колена, а после колена установлена емкость для сбора некондиционного порошка. Использование данного плазмохимического реактора позволяет увеличить производительность процесса и уменьшить количество некондиционного порошка. Однако конструкция установки не предусматривает устройств для очистки внутренних поверхностях реактора от возможных отложений получаемого порошка, что крайне ограничивает ресурс работы реактора при получении наноразмерных порошков.
Известна установка, которая содержит технологически связанные между собой, микроволновой генератор, СВЧ-плазмотрон, формирователь газового потока, разрядную камеру, поглотитель микроволнового излучения, реакционную камеру, устройство для ввода в реакционную камеру исходных реагентов в порошкообразном состоянии, теплообменник, фильтр-сборник целевого продукта в виде нанодисперсных порошков [патент США 6409851]. Недостатками установки является низкая температура плазменного потока (500-1100°С), что не позволяет осуществлять высокотемпературные процессы и ограничивает производительность установки. В установке отсутствуют устройства для очистки стенок аппаратуры во время процесса, что является причиной недостаточного ресурса работы оборудования.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является установка для получения нанопорошков в плазме СВЧ-разряда [Патент РФ №2252817].
Установка для получения нанодисперсных порошков в плазме СВЧ-разряда содержит технологически связанные между собой микроволновой генератор, СВЧ-плазмотрон, формирователь газового потока, разрядную камеру, поглотитель микроволнового излучения, реакционную камеру, теплообменник, фильтр-сборник целевого продукта, устройство для ввода исходных реагентов в порошкообразном или парообразном состоянии. Одним из отличительных признаков установки является наличие в реакционной камера вращаемой электродвигателем внутренней водоохлаждаемой вставки и расположенного вдоль нее металлического скребка для срезания отложений порошка целевого продукта, образующегося на стенках реакционной камеры.
Недостатками конструкции установки являются:
1. Для защиты отверстий ввода сырья от зарастания используется дополнительный защитный газ.
2. Процессы получения нанопорошков осуществляются при температуре плазмы не более 3200 К, однако эта температура может оказаться недостаточной для полной переработки исходного сырья. Конструкция реактора не допускает увеличения температуры плазмы, т.к. диаметр канала плазмотрона практически не отличается от диаметра реактора, что ограничивает допустимую температуру плазмы. При повышении температуры плазмы будет увеличиваться тепловой поток на стенку реактора и, соответственно, будет возрастать температура слоя осаждающегося нанопорошка. Это будет приводить к спеканию нанопорошка и потере требуемых свойств.
Используемое технически сложное решение очистки стенок реактора от осаждающегося нанопорошка обеспечивается за счет вращения внутренней водоохлаждаемой вставки относительно неподвижного скребка.
3. Для генерации плазмы используется СВЧ-плазматрон, имеющий ограничения по виду плазмообразующего газа. В частности, СВЧ-плазмотрон не позволяет генерировать водородную плазму для проведения плазменного восстановления.
Задачей предложенного изобретения является: создание многоцелевой плазменной установки, использующей различные генераторы термической плазмы, повышение производительности установки, упрощение технических решений, расширение технологических возможностей установки.
Сущность предложенного изобретения заключается в том, что
- реактор имеет определенные соотношения геометрических размеров, связывающие выходной диаметр сопла плазмотрона, диаметр и длину реактора;
- ввод сырья вынесен за пределы канала истечения плазмы в реактор;
- поверхности реактора, на которых осаждается получаемый нанопорошок, имеют специальные очистители для его удаления;
- удаление отложений нанопорошка с разных поверхностей реактора осуществляется в разные сборники, исключая тем самым возможность попадания спеков порошка.
Реактор выполнен в виде цилиндра, расположенного вертикально, сверху в реактор истекает поток плазмы, при этом соотношения размеров составляют: диаметр реактора/диаметр канала потока плазмы 5-50 и длина реактора/диаметр реактора 3-5. Выходы каналов ввода сырья расположены в плоскости верхней крышки реактора на расстоянии от оси канала течения плазмы в 1.2-2.5 радиуса этого канала, при этом оси каналов ввода сырья расположены под углом 45-70° по отношению к оси канала течения плазмы. На верхней крышке реактора расположен очиститель для очистки выхода каналов подачи сырья и истечения плазмы от спекшихся отложений порошка, очиститель выполнен в виде стержня, прилегающего к плоскости крышки реактора и закрепленного на валу в крышке реактора. В реакторе для очистки его цилиндрической поверхности от получаемого нанопорошка размещен кольцеобразный очиститель, присоединенный к штангам, которые проходят через верхнюю крышку реактора и перемещаются вверх и вниз с помощью электропривода или вручную. К коническому днищу реактора присоединен затвор-переключатель, поочередно соединяющий объем реактора со сборником целевого нанопорошка, удаляемого с цилиндрической поверхности реактора, или со сборником спеков, удаляемых с верхней крышки реактора.
Конструктивные решения, обеспечивающие технический результат, представлены на фиг.1.
Для генерации термической плазмы используется дуговой, высокочастотный (ВЧ) или сверхвысокочастотный (СВЧ) плазменный генератор (1). Возможно также использование комбинированных плазменных генераторов, сочетающих дуговой, ВЧ и СВЧ-разряды. Плазменный поток истекает в реактор (2), диаметр которого в 5-50 раз превышает диаметр канала течения плазмы, а длина реактора в 3-5 раз превышает его диаметр. Истечение плазменного потока в реактор значительно большего диаметра позволяет избежать непосредственного контакта плазмы с поверхностями реактора и тем самым уменьшить тепловой поток на эти поверхности. Уменьшение теплового потока на поверхность снижает температуру на поверхности, что исключает спекание осаждающегося нанопорошка, а также исключает перегрев используемых очистителей стенок реактора.
Выход относительных диаметра и длины реактора за пределы указанных значений 5-50 (диаметр) и 3-5 (длина) нецелесообразен из-за повышения температуры слоя нанопорошка при уменьшении диаметра и дополнительного расхода металла при изготовлении реактора с большим диаметром.
Примеры предельных соотношений размеров диаметра и длины реактора в указанных диапазонах представлены на фиг.2 и 3.
Перерабатываемое сырье в газообразном, жидком или порошкообразном состоянии вводится в плазменную струю на входе в реактор. Выходы отверстий ввода расположены не в канале течения плазмы, а вынесены в плоскость верхней крышки реактора (3). Это решение позволяет исключить образование спеченных отложений на выходе каналов ввода сырья за счет значительного уменьшения теплового потока в эту зону по сравнению с расположением отверстий ввода сырья на поверхности канала течения плазмы. Оси отверстий ввода сырья расположены на расстоянии от оси канала течения плазмы в 1.2-2.5 радиуса этого канала.
Меньшее расстояние нецелесообразно исходя из ухудшения охлаждения стенки канала течения плазмы, а большее расстояние ухудшает условия смешения плазмы с вводимым сырьем.
Отверстия ввода сырья расположены под углом 45-70 градусов к оси канала течения плазмы. Увеличение угла ввода представляет технические трудности при изготовлении конструкции, а уменьшение угла нецелесообразно из-за снижения температуры плазмы в зоне смешения.
Примеры предельных углов и расстояний расположения отверстий ввода сырья представлены на фиг.4 (а-г).
Количество отверстий ввода сырья может быть различным, начиная от одного при вводе порошкообразного сырья и до нескольких десятков при вводе газообразного сырья в виде системы струй в установках большой мощности и производительности.
На верхней крышке реактора располагается очиститель канала истечения потока плазмы в реактор от образующихся спеков отлагающего нанопорошка. При истечении плазменной струи в реактор происходит инжекция взвеси нанопорошка в газе из объема реактора. Частицы порошка отлагаются на поверхности крышки реактора и спекаются в непосредственной близости от плазменного потока.
Эти отложения периодически удаляются очистителем. Очиститель выполнен в виде стержня из металла или керамики (4). Сечение стержня должно быть выбрано таким, чтобы стержень не перекрывал полностью канал истечения плазмы при очистке. Стержень закрепляется на валу (5), размещенном в крышке реактора перпендикулярно к ней, и прилегает к плоскости крышки реактора. Стержень периодически поворачивается на валу, пересекая плазменный поток, и удаляет при этом находящиеся около него отложения спеченного нанопорошка, которые падают на днище реактора.
Для удаления слоя полученного нанопорошка с цилиндрической поверхности в реакторе размещен кольцеобразный очиститель стенок (6). Очиститель выполнен в виде металлического или керамического кольца, прикрепленного к стержням или трубкам (7). Стержни (трубки) выводятся из реактора через снабженные уплотнениями штуцеры на верхней крышке реактора. Кольцеобразный очиститель расположен в цилиндрическом реакторе с минимальным зазором, обеспечивая беспрепятственное перемещение очистителя вдоль всей цилиндрической поверхности, обеспечивая ее очистку от осажденного нанопорошка. На кольцеобразном очистителе могут размещаться металлические щетки или другие деформируемые элементы, плотно прилегающие к цилиндрической поверхности реактора. В этом случае зазор между очистителем и стенкой реактора не должен быть минимальным. Его величина определяется свойствами используемого деформируемого элемента. Удаляемый очистителем порошок поступает в коническое днище реактора и далее в сборник продукта. Перемещение очистителя обеспечивается вручную или с использованием электрического, пневматического или другого привода (8).
Очистка цилиндрической поверхности реактора от полученного нанопорошка и очистка его верхней крышки от спеков производится в различное время, чтобы не допустить их смешивания и, соответственно, загрязнения целевого нанопорошка.
Реактор снабжен коническим днищем (9), к которому через затвор-переключатель (10) присоединяются два сборника получаемых продуктов (11, 12). Затвор-переключатель обеспечивает попеременное соединение этих сборников к объему реактора. Один сборник (11) соединяется с объемом реактора во время очистки верхней крышки реактора от спеков и является сборником некондиционного продукта. Другой сборник соединяется с объемом реактора во время очистки цилиндрической поверхности реактора от слоя осевшего нанопорошка и является сборником целевого продукта. Затвор-переключатель может быть выполнен в виде двухходового крана, задвижки или с использованием других решений.
Из реактора газодисперсный поток, содержащий нанопорошок, поступает на фильтр (13), где происходит разделение нанопорошка и газа. Если отходящий газ содержит вредные примеси, то предусматривается очистка газа в поглотителе (14).
Установка может использоваться для получения широкого круга нанопорошков элементов и их соединений из различных видов сырья.
Использование заявленной установки позволяет получать нанопорошки без зарастания плазменного реактора спекающимся нанопорошком, а также без загрязнения нанопорошка грубодисперсными включениями спеков. Предложенная конструкция реактора позволяет повысить температуру плазмы для осуществления процессов, требующих высокой температуры их осуществления, не допуская при этом спекания получаемых нанопорошков.
Плазменная установка для получения нанодисперсных порошков, состоящая из связанных между собой плазмотрона, узла ввода газообразного, жидкого или порошкообразного сырья, реактора, фильтра и узла очистки отходящих газов, отличающаяся тем, что реактор выполнен в виде цилиндра, расположенного вертикально, сверху в реактор истекает поток плазмы, при этом соотношения размеров составляют: диаметр реактора/диаметр канала потока плазмы 5-50 и длина реактора/диаметр реактора 3-5, выходы каналов ввода сырья расположены в плоскости верхней крышки реактора на расстоянии от оси канала течения плазмы 1,2-2,5 радиуса этого канала, при этом оси каналов ввода сырья расположены под углом 45-70° к оси канала течения плазмы, на верхней крышке реактора расположен очиститель для очистки выхода каналов подачи сырья и истечения плазмы от спекшихся отложений порошка, очиститель выполнен в виде стержня, прилегающего к плоскости верхней крышки реактора и закрепленного на валу в крышке реактора, в реакторе для очистки цилиндрической поверхности реактора от получаемого нанопорошка размещен кольцеобразный очиститель, присоединенный к штангам, которые проходят через верхнюю крышку реактора и перемещаются вверх и вниз с помощью электропривода или вручную, к коническому днищу реактора присоединен затвор-переключатель, поочередно соединяющий объем реактора со сборником целевого нанопорошка, удаляемого с цилиндрической поверхности реактора, или со сборником спеков, удаляемых с верхней крышки реактора.
www.findpatent.ru
