Плазмохимический реактор конверсии углеводородов в электрическом разряде

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РАЗРЯДЕ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Крауклис Андрей Владимирович Самцов Птр Петрович Борисевич Кирилл Олегович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси(57) Плазмохимический реактор конверсии углеводородов, включающий корпус, представляющий собой кварцевую трубку, в которую помещен анод и полый катод с каналами подачи рабочих газов, а также систему поджига, включающую высоковольтный источник,отличающийся тем, что система поджига дополнительно снабжена вспомогательным электродом, расположенным внутри реактора и связанным с источником питания проводником с термостойкой изоляцией.(56) 1. Жданок С.А., Бородин В.И., Буяков И.Ф. и др. Исследование процесса конверсии смеси СН 4-Н 2 О в плазме высоковольтного разряда атмосферного давления. - Минский международный форум Тепломассообмен 2000. - Т. 4. - С. 131-137. Предлагаемое техническое решение относится к области химической технологии, в частности к плазмохимическим реакторам конверсии углеводородов в электрическом разряде, и может найти применение при создании компактных и эффективных установок для получения водородосодержащих газов и углеродных наноматериалов. 34372007.04.30 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению (прототип) является реактор конверсии углеводородов в высоковольтном разряде атмосферного давления 1. Указанный реактор включает корпус, состоящий из кварцевой трубки, в которую помещены анод и полый катод. Внутри катода находятся каналы подачи рабочих газов. Для питания электрического разряда служит высоковольтный источник. Причем анод снабжен специальным механизмом перемещения, позволяющим изменять межэлектродное расстояние в диапазоне 0-60 мм. Перед началом работы анод и катод устанавливаются на минимальное расстояние, после чего на анод подается напряжение достаточное для поджига разряда, далее посредством механизма перемещения между анодом и катодом устанавливается расстояние необходимое для поддержания требуемого режима работы. Горение разряда осуществляется в самостоятельном режиме. Недостатком этой конструкции реактора является необходимость перемещения анода,находящегося под высоким потенциалом с помощью специального механизма перемещения, который усложняет конструкцию реактора и работу на нем, а также повышает уровень опасности установки. Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции реактора и повышение его безопасности. Задача решается следующим образом. Известный реактор включает корпус, представляющий собой кварцевую трубку, в которую помещен анод и полый катод, а также систему поджига, включающую высоковольтный источник. Внутри катода находятся каналы подачи рабочих газов. Согласно предлагаемому техническому решению система поджига дополнительно снабжена вспомогательным электродом, расположенным внутри реактора и связанным с источником питания проводником с термостойкой изоляцией, который служит для предварительной ионизации газа и дает возможность зажигания основного разряда при заданном межэлектродном расстоянии без предварительного сближения анода и катода. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию реактора и повысить его безопасность. На фигуре представлен общий вид плазмохимического реактора конверсии углеводородов с системой вспомогательного поджига разряда. Предлагаемый плазмохимический реактор конверсии углеводородов в электрическом разряде включает корпус 1, в котором размещен анод 2 и полый катод 3. Внутри катода 3 находятся каналы подачи рабочих газов 4. Для питания электрического разряда служит высоковольтный источник 5. Согласно предлагаемому техническому решению вблизи катода размещается вспомогательный электрод 6, подключенный к источнику питания 7 проводником в термостойкой изоляции 8. Плазмохимический реактор работает следующим образом анод 2 и катод 3 установлены на расстояние, необходимое для поддержания требуемого режима работы. Через каналы 4 осуществляют подачу рабочих газов, после чего на анод 2 с помощью высоковольтного источника 5 подают положительный потенциал, достаточный для поддержания самостоятельного разряда. Однако, поджиг разряда не происходит, так как электроды 2 и 3 значительно удалены друг от друга и пробой невозможен. Тогда на вспомогательный электрод 6,подключенный к источнику питания 7 проводником в термостойкой изоляции 8, подается импульс напряжения, необходимый для пробоя между вспомогательным электродом 6 и катодом 3. Происходит ионизация газа в пространстве и последующий поджиг основного разряда. Далее его горение осуществляется в самостоятельном режиме. Таким образом, предлагаемое техническое решение дает возможность за счет введения вспомогательного электрода упростить конструкцию реактора с одновременным повышением его безопасности. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.