Плазмохимический реактор конверсии углеводородов в электрическом разряде

(51) МПК (2006) 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 Жданок Сергей Александрович Крауклис Андрей Владимирович Самцов Птр Петрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои 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, высоковольтный источник питания, а также систему поджига,включающую свой источник питания, отличающийся тем, что корпус реактора дополнительно снабжен входным оптическим окном, расположенным на его боковой поверхности,а в качестве источника питания системы поджига использован мощный импульсный источник света, например лазер. 43262008.04.30 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. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению (прототип) является плазмохимический реактор конверсии углеводородов в высоковольтном разряде атмосферного давления 1. Указанный реактор включает корпус, представляющий собой кварцевую трубку, в которую помещен анод и полый катод с каналами подачи рабочих газов, высоковольтный источник питания, а также систему поджига, включающую высоковольтный источник и вспомогательный электрод, расположенный внутри реактора и связанный с источником питания проводником с термостойкой изоляцией. Плазмохимический реактор работает следующим образом, анод и катод установлены на расстояние, необходимое для поддержания требуемого режима работы. Через каналы осуществляют подачу рабочих газов, после чего на анод с помощью высоковольтного источника подают положительный потенциал, достаточный для поддержания самостоятельного разряда. Однако зажигание разряда не происходит, так как электроды и анод значительно удалены друг от друга и пробой невозможен. Тогда на вспомогательный электрод, подключенный к высоковольтному источнику питания с помощью проводника с термостойкой изоляцией, подается импульс напряжения необходимый для пробоя между вспомогательным электродом и катодом. Происходит ионизация газа в пространстве, и последующее зажигание основного разряда. Далее его горение осуществляется в самостоятельном режиме. Недостатком этой конструкции является невысокая надежность системы поджига в связи с тем, что вспомогательный электрод и проводник, связывающий его с высоковольтным источником питания, находятся в высокотемпературной зоне основного разряда и часто выходят из строя из-за разрушений. Замена вышедших из строя элементов системы поджига требует материальных и временных затрат, снижает производительность ректора. Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности и производительности реактора. Задача решается следующим образом. Известный реактор включает корпус, представляющий собой кварцевую трубку, в которую помещен анод и полый катод с каналами подачи рабочих газов, высоковольтный источник питания, а также систему поджига, включающую свой источник питания. Согласно прилагаемому техническому решению корпус реактора дополнительно снабжен входным оптическим окном, расположенным на его боковой поверхности, а в качестве источника питания системы поджига использован мощный импульсный источник света,например лазер. На фигуре представлен общий вид предлагаемого устройства. 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. Корпус реактора 1 дополнительно снабжен входным оптическим окном 6, расположенным на его боковой поверхности, а в качестве источника питания системы поджига использован мощный импульсный источник света 7, например лазер. Плазмохимический реактор работает следующим образом, анод 2 и катод 3 установлены на расстояние, необходимое для поддержания требуемого режима работы. Через каналы 4 катода 3 осуществляют подачу рабочих газов, после чего на анод 2 с помощью высоковольтного источника 5 подают положительный потенциал, достаточный для поддержания самостоятельного разряда. Поджиг разряда происходит следующим образом. 2 43262008.04.30 Так как электроды 2 и 3 значительно удалены друг от друга, последний через входное оптическое окно 6, подсвечивается мощным импульсным источником света 7, например лазером. Происходит фотоэмиссия электронов из катода и последующее поджиг основного разряда. Далее его горение осуществляется в самостоятельном режиме. Таким образом, предлагаемое техническое решение дает возможность значительно повысить надежность и производительность предлагаемого плазмохимического реактора. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3