Плазмохимический реактор конверсии углеводородов в электрическом разряде

(51) МПК (2009) 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 Павел Петрович Самцов Петр Петрович Лозников Анатолий Иванович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена им. А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси(57) Плазмохимический реактор конверсии углеводородов в электрическом разряде, включающий корпус, представляющий собой кварцевую трубку, в которую помещен анод и полый катод с каналами подачи рабочих газов, связанными трубопроводом с газовой магистралью, и высоковольтный источник питания, отличающийся тем, что реактор дополнительно снабжен системой откачки газов, состоящей из вакуумного насоса, связанного трубопроводом с трубопроводом каналов подачи рабочих газов от газовой магистрали,причем трубопровод системы откачки газов и трубопровод каналов подачи рабочих газов снабжены регулируемыми вакуумными вентилями.(56) 1. Патент РБ 4750, МПК 01 В 19/00, 30.10.2008. 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 электрическом разряде 1. Указанный реактор включает корпус, представляющий собой кварцевую трубку, в которую помещен анод и полый катод с каналами подачи рабочих газов, поступающих по трубопроводу от газовой магистрали, высоковольтный источник питания, а также систему подачи газа с низким порогом пробоя, состоящую из емкости, наполненной газом с низким порогом пробоя, и трубопроводов, снабженных регулирующими клапанами. Плазмохимический реактор работает следующим образом. Анод и катод устанавливают на расстояние, необходимое для поддержания требуемого режима работы. После чего открывают регулируемый клапан, расположенный на трубопроводе, и осуществляют подачу газа с низким порогом пробоя, в частности гелия. Затем на анод с помощью высоковольтного источника подают положительный потенциал, достаточный для зажигания разряда в среде газа с низким порогом пробоя. После зажигания разряда в реактор подают рабочий газ. Продолжается горение самостоятельного разряда в среде рабочего газа. Таким образом, при такой системе поджига с использованием газа с низким порогом пробоя недостатком реактора является достаточно длительный период выхода на рабочий режим,связанный с необходимостью полной замены газа в реакторе после зажигания разряда. Кроме того, использование дорогостоящего газа с низким порогом пробоя, в частности гелия, для осуществления поджига существенно удорожает процесс получения углеродного наноматериала. Все это снижает эффективность работы плазмохимического реактора. Задачей изобретения является повышение эффективности работы плазмохимического реактора за счет исключения использования в работе реактора дорогостоящего газа с низким порогом пробоя. Задача решается следующим образом. Известный реактор включает корпус, представляющий собой кварцевую трубку, в которую помещен анод и полый катод с каналами подачи рабочих газов, поступающих по трубопроводу от газовой магистрали, а также высоковольтный источник питания. Согласно предлагаемому техническому решению, реактор дополнительно снабжен системой откачки газов, состоящей из вакуумного насоса,связанного трубопроводом с трубопроводом каналов подачи рабочих газов от газовой магистрали, причем трубопровод системы откачки газов из реактора и трубопровод каналов подачи рабочих газов снабжены регулируемыми вакуумными вентилями. На фигуре представлен общий вид плазмохимического реактора конверсии углеводородов. Предлагаемый плазмохимический реактор конверсии углеводородов в электрическом разряде включает корпус 1, в который помещен анод 2 и полый катод 3. Для питания разряда служит высоковольтный источник 4. Внутри катода 3 расположены каналы 5 подачи рабочих газов, связанные трубопроводом 6 с газовой магистралью (на фигуре не показана). Система откачки газов включает вакуумный насос 7, связанный трубопроводом 8 с трубопроводом 6 для осуществления откачки газов в реакторе. Регулируемые вакуумные вентили 9 и 10 установлены соответственно на трубопроводах 8 и 6. Плазмохимический реактор работает следующим образом. Анод 2 и катод 3 устанавливают на расстояние, необходимое для поддержания требуемого режима работы. После чего на анод 2 с помощью высоковольтного источника 4 подают положительный потенци 2 61442010.04.30 ал, достаточный для поддержания самостоятельного разряда в среде рабочих газов. Для чего открывают регулируемый вакуумный вентиль 9, расположенный на трубопроводе 8,и осуществляют откачку газов в реакторе до достижения давления, при котором происходит пробой и зажигание разряда. После зажигания разряда закрывают регулируемый вакуумный вентиль 9 и открывают вентиль 10, расположенный на трубопроводе 6, для подачи рабочих газов через каналы 5 в реактор. Горение самостоятельного разряда продолжается в среде рабочего газа. Таким образом, предлагаемое техническое решение дает возможность за счет введения системы откачки газов исключить необходимость использования дорогостоящего газа с низким порогом пробоя и повысить эффективность работы плазмохимического реактора. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3