Плазменный реактор

реактором и ткет бьггь использовано в технологии пощгчеъш порошюобразнъпс оксидов из газообразного сарая, в частности, оксидов титана из тетраклоръща титана.Известен тенистый реактор Аавторское свидетельство СССР ЕЕ 585642 кл. В 01 19/00 1978 г. /, опиши шшпгп-шричеошй корпус, на торцевой поверхности которого имеется в центре канал для аксиального ввода исходного вещества и канал для ввода плазменной струи, расположенный с эксцентриситетом по отношение к оси гсоргсгоа.В непосредственной близости к торцевой поверхности находится вихревое приспособление, через которое в полость корпуса поступает второе исходное вещество например,водяной пари в виде потока, вырученного вокруг оси гоорпуоа. В выходгной части аппарата имеется сушащееся сопло.Нажатие внутри корпусе вихревого потока обперемешавание исходного вещества с плазменной струей, а теще заплату стенок камеры от контакта с шсоклотемпературной струей и продуктам резвыми слоем второго исходного вещества, в качестве которою может быть использован как штертньй газ,стенки реактора,так и шшчесъшй реагент для взатодействия с первым исходным веществом. При переработке газообразных галогенидов ьлеталлов, нагршлер, тетрахлорина титана, вторым исходным веществом является водяной пар. В данном техническом решении достаточно просто решается вопрос о загните стенок реактора. от наладившая гоонценоироваъшого прошита за счет закрученного потока, громе того, наличие вьвсоштого сопла создает некоторые гмръсушдюшще потоки внутри реакторе, которые шттенГЮОЦБСЩ тепло- и шсоообьлена.Сггнагсо, при работе такого реактора тем не менее остается вероятность взаимодействия непрогретого гшазмой газа - сырья с газом-реагентом непосредственно в месте ввода сырья, в частности, при синтезе сист/шов титана, взаимодействие газообразного тетрахлоруща титана с парами воды, которое приводит н забивка триада ввода тетрахлорица титана продуктами взаимодействия - гристоксихлорицом титана,обладгттдш большой огшонностью к нагпгггьенигс.Известен также струйный пианисткой лшазъюшощесгслй/ реактор, содержащий штано МЭШЧЪЙ генератор, ШШЩПРИЧВСЪШЮРЭЭЖШОШШЮ камеру, Устройства ДЛЯ подвода реагентов, взмокнет-пне в виде обогреваемые каналов, расположены под угъ 23923 ЛОМ Н ППЭЗЬАЭННОЩ ПОТОКУ, УВТЕЮЙСТВО ДЛЯ ЖЕВЦЦВ. ГОТОВОГО щэопунта ДВЧ - генерато ры гшазвны. М. Энергоатошалат, 1988, с. 189/.Недостатком таной нонструигвм гитазмегшого реактора является ввод реагентов под углом к шгазменгтош потону, что приводит к сносу исходных веществ в относительно холодало пристеночнуъо область, это может снизить выход целевого продукта и соответственно ухушмть все характеристики процесса.Задачей, на решение которой направлено заявляете изобретение, является снимет ние образования онсигалогеъгицовтевошчесгплй результат остававшийся в ношении стабильности работы реактора, его проиевощгтельности и утолщении качества вспугивает/юго продукта обеспечивается тем, что в ппазлэег-шом реакторе для пожхученътя тонвошлсперсь ных порошков оксидов металлов не их гезообразньвс ооешанешпй, содержащем ношус с гшазалотроном на верхней торцевой тратите, патрубками для ввода исходных веществ, согласно изобретешто, в ьюриусе раемеядена диафрагма с отвфстием, вьшшшешш по оси установят плазмотрона, деленная юорпус на камеру нагрева и реакционную Кантору, причем патрубки подачи исходных веацеств расположены по обе стороны дырами.Диаметр отверстия шщрапиьг вьшоляен в соотношении н высоте катеры нагрева,равным О,2 О,4.Высота намет нагрева дошлна быть не более 0,2 высоты реанпиоштой камеры.Деление корпуса гигазмеьшого реактора на две гсагиерь с помощью размещенной в нем диафашьк с отверстием, вьптозшенъзыъл по оси установки плазмотрона, располонеъше патрубков для подачи исходили веществ по обе стороны диахрегш тля подачи исходного газа в катеру нагрева патрубок расположен нац плащаницей, для подачи реагента в реаттшлоъттую штору патрубок расположен под диабрагмой/ позволяет отцепить зону нагрева исходного вещества от зоны реакции. В камере нагрева гроисхоцит шттеноивъгьй теплообмен менту теменной струей и исходным веществом, в реашллоъптой - реагироваъпле нагретого исходного веществе с водят-тьма парами. Раздавленная реактор шацрагма обеспечивает перепад давления ьлелшу камерой нагрева и реаншлонной камерой, что не позволяет водят-тому пару поступать в камеру нагрева, предотвращает образование проггроггунтов реакции - онсигалогешццов, исгсшочая забивание и зарастание шли патрубков ввода исходных веществ.В результате достигается стабильность работы реактора, повышается его гроизво длительность. Кроме того, повышается качество получаемого продукта благодаря уменьшению степени образования онсигалогешщов.Шполненгле диаметра отверстия в диафрагме в соотношении н высоте намфы нагрева, равном О,2-04 позволяет повысить эффективность доплат-тесной реагента. При соотношении менту диаглетром и указанной высотой, меньшем 0,2, снорость истечения нагретом го галогенида велика, возрастает дальнобойность струи, что уменьшает время пребыванин нагретого галогенида в реаншлотаной камере и сшивает эффективность реатпмгт. три соотношении диаметра и высоты камеры нагрева более 0,4 увеличивается вероятность пронинновеъшя водяного пара в камеру нагрева и появления отложений гремело/точном прогшнтов реаштлт на стенках гсамерн нагрева.На прилагаемом черетене на фтг. 1 изображен в продольном разрезе заявляемый плазгленнгьлй реактор, натянет), для сштеза оксидов титана, на сиг. 2 - разрез по А-А краг. 1.Пласт/летний реактор состоит из тантрического корпуса 1, внутри которого установлена перпендикулярно оси щлатрагма 2 с отверстием, вътгозшеьгвм по оси установки гшаамотрона, виадхрапла делит корпус на гсамеру нагрева исходного вещества З и реекщлоьтгую камеру 4, гри этом патрубок 5 для ввода исходного вещества хнапрттлер, тетрахлорица тнтана/ врезан в камеру 3, тюллентор с тангенциальными отверстиями 6 и патрубок для подачи реагента лгали/тиф, пара размещен под диафрагмой в реашшонной камере 4. На верхней торцевой ърьгште корпуса размещен плаэьютрон В, а на шит-кем торце норпуса вьлголтнено отверстие 9 для вывода прохвостов реакции.Реакторработаетолещлошмобрааом. швовытнарентшплааьютронзипоцеютв необходимом новшестве через патрубок Р и отверстии 6 пар. Затем через патрубок 5 вводят газообразный галогениц металла в камеру нагрева 3. Диаграгтв 2 грепятствует гроша-гонение в камеру нагрева З паров волн, так ван в ней создается повьптеълтое посревнентгосреашшогшойъсамеройтдавлеше. Втоневреэшвгсатгеренагревазгроисхода/шт смешение исходного газообразного галогенида метадша с плазменной струей и нагрев его до температуры, иошточагощей равлопгеъше исходного галогенида до образованна конденсировашвос продуктов, чем достигается отсутствие отложений в нагиере 3.Смесь из камеры 3 поступает через отверстие диафрагмы 2 в реакционную замеру 4, где происходит реагента взаглмодейсгвгш ее с валютам паром. Образовавшийся в результате реаггнии гьшегаеовьпй поток вшодитсн через отверстие 9 не реактора.Пршлфплазъленлгый реактор описанной констоуглгли дугаметром 0,15 м и высотой 0, м имеет две камеры камеру нагрева высотой 0,1 м и реашмонъцгю гсамеру шестой 0,6 м. Диаграмма игмсет диаметр отверстия 0,04 м. При ълопгности плаемотрона ш 150 кВт в камеру нагрева поступало во нг/час галогенида металла, а в реашлаонную камерудо 100 кг/час водяного пара. Реактор работал стабильно в течение всего ресурса плазмотрона м 1 Б 0 час/, назло-шк окоогалогеъегцсв в глроггукгах реекшш не отменялось.При заданных кротости гщаамотрсна и расходе теплоносителя /аоота/ увелгицет-гие щааметра ювьшле 0,04 м/ гогащэагкн пргггвспугло к прогспсаовениго водяного пара в камеру нагрева и появлению отлошеъгий на стенках камеры нагрева. При высоте шторы нагота 0,3 м онтпналась ехфентивность процесса за счет увешлчек-мя потерь тепла через стен ни камеры, оглашения телшературьт взаимодействия галогенидов с парами волн и, как следствие, отл/некие выхода целевых глрошктов. При шламегре гкиацрагълл менее 0.02 м и заданных длине камеры и реакционной и расходе пара резко увашачтлвалгась скорость истечения нагретого галогенида не щедрот, что приватно к уменьшение времени пребывания нагретого галогенида в реагошоъшой камере возрастала дальнобстйъгость струии сшшешло эффектности шличесной реахшии. Такты образом, оптимальное соотношениемедок пиаметрсм дищрагмьт и высотой гсазлерн нагрева лештт в грецелах 0,2-04 то есть 01 /020,4/ К, а высота кал/газы нагрева долина бьггь не более 0,2 вьюотн реакшон