[go: up one dir, main page]

RU2397948C2 - Apparatus for producing nitrogen oxide via direct oxidation - Google Patents

Apparatus for producing nitrogen oxide via direct oxidation Download PDF

Info

Publication number
RU2397948C2
RU2397948C2 RU2008108146/15A RU2008108146A RU2397948C2 RU 2397948 C2 RU2397948 C2 RU 2397948C2 RU 2008108146/15 A RU2008108146/15 A RU 2008108146/15A RU 2008108146 A RU2008108146 A RU 2008108146A RU 2397948 C2 RU2397948 C2 RU 2397948C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vessel
oxygen
mixture
nitrogen
gases
Prior art date
Application number
RU2008108146/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008108146A (en
Inventor
Сергей Николаевич Кузнецов (RU)
Сергей Николаевич Кузнецов
Сергей Витальевич Ардамаков (RU)
Сергей Витальевич Ардамаков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот" filed Critical Открытое акционерное общество "КуйбышевАзот"
Priority to RU2008108146/15A priority Critical patent/RU2397948C2/en
Publication of RU2008108146A publication Critical patent/RU2008108146A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2397948C2 publication Critical patent/RU2397948C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention discloses apparatus for producing nitrogen oxide via direct oxidation in cold nonequilibrium plasma. The said apparatus includes nitrogen and oxygen supply pipes; a vessel for combining nitrogen and oxygen with inlet connecting pipes, placed in front of a plasma chamber, and a gas pump. The intra-apparatus part of the connecting pipes for inlet of nitrogen and oxygen into the vessel is fitted with mouth-pieces with multiple-connecting piece or multiple-channel nozzles for simultaneous flow of both gases in equimolar ratio. The mouth-pieces with nozzles are arranged side by side or opposite each other with formation of a space for convectional mixture of gases with the walls of the vessel. The vessel for convectional mixture of nitrogen and oxygen is joined to a container for molecular-diffusion blending of the mixture of gases, a connecting pipe for outlet of the mixture of gases connected to the pipe for feeding the mixture to the input of the plasma chamber. The container for molecular-diffusion blending of the mixture can also be made in form of a wide part joined to the vessel for combining nitrogen and oxygen at its bottom. Between the top narrow vessel for combining nitrogen and oxygen and the bottom wide container for molecular-diffusion blending of the mixture of gases there is distribution-damping insert in form of a packet of wire stuffing between perforated grilles.
EFFECT: apparatus enables to achieve absolute homogeneity of the raw gas mixture in a short period of time.
12 cl, 8 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к разделу неорганической химии, где используются электрофизические методы активации химических реакций, а именно к установкам для прямого получения (синтеза) оксида азота (NO) при воздействии электрических разрядов на газовую смесь азота (N2) с кислородом (O2).The invention relates to the field of inorganic chemistry, where electrophysical methods of activation of chemical reactions are used, and in particular, to installations for the direct production (synthesis) of nitric oxide (NO) when exposed to electric discharges on a gas mixture of nitrogen (N 2 ) with oxygen (O 2 ).

Известна экспериментальная установка для порционного (дискретного) получения оксида азота в неравновесной плазме, принятая за аналог, - плазмохимическая установка электромагнитных сверхвысокочастотных разрядов (сокращенно СВЧ-разрядов) с магнитным полем (работающая в условиях электронно-циклотронного резонанса), описанная в работе Русанова В.Д., Фридмана А.А. «Физика химически активной плазмы», М.: Наука, 1984, стр.225, рис.6.9. Установка включает: совмещенный трубопровод попеременной подачи от баллонов: азота и кислорода; непроточный плазмохимический реактор (плазмокамеру) длиной 100 и диаметром 17 мм со штуцерами ввода и вывода газов. В качестве источника электромагнитных СВЧ-разрядов в установке использованы: магнетрон (для работы в импульсном режиме) и клистрон (для работы в стационарном режиме). В качестве источника магнитного поля использовали соленоиды. Вывод продуктов реакции и непрореагировавших газов из реактора (плазмокамеры) осуществляли через штуцер вывода посредством вакуумного насоса. (Описание конструкции и работы аналога, а далее и прототипа для упрощения приведены только в объеме, необходимом для последующего представления заявляемого технического решения.)A known experimental setup for batch (discrete) production of nitric oxide in a nonequilibrium plasma, adopted as an analogue, is a plasma-chemical installation of electromagnetic microwave discharges (abbreviated microwave discharges) with a magnetic field (operating under conditions of electron-cyclotron resonance), described in the work of V. Rusanov. D., Fridman A.A. “Physics of Chemically Active Plasma”, Moscow: Nauka, 1984, p. 225, Fig. 6.9. The installation includes: combined alternating supply pipe from cylinders: nitrogen and oxygen; a non-flow plasma-chemical reactor (plasma chamber) with a length of 100 and a diameter of 17 mm with gas inlet and outlet fittings. The following sources were used as a source of electromagnetic microwave discharges in the installation: magnetron (for operation in pulsed mode) and klystron (for operation in stationary mode). Solenoids were used as a magnetic field source. The reaction products and unreacted gases were withdrawn from the reactor (plasma chamber) through the outlet fitting by means of a vacuum pump. (The description of the design and operation of the analogue, and further the prototype for simplification is given only in the amount necessary for the subsequent submission of the claimed technical solution.)

Работа установки-аналога заключается в следующем. После попеременной (во времени) подачи обоих газов по совмещенным: трубопроводу и штуцеру ввода (сырьевых газов) во внутренний объем непроточного реактора (плазмокамеры), трубопровод подачи газов перекрывают (отключают). Конвективное смешивание обоих компонентов - образование смеси - реализуется в момент ввода второго компонента в (непроточную) плазмокамеру и зависит от: - скорости; направления; диаметра (характеристик) вводимой газовой струи и размеров внутреннего пространства плазмокамеры (которое в данном случае невелико - ⌀ 17×100 мм). Окончательное досмешивание - выравнивание состава, т.е. однородности пространственного распределения молекул каждого газа в камерном пространстве реактора-аналога достигается, по-видимому, увеличением длительности выдержки газов в плазмокамере перед включением источников питания. Продолжительная выдержка обеспечивает качественное усреднение за счет молекулярной диффузии (см., например, расчет усреднения смеси, приведенный в работе: Кикоин А.К., Кикоин И.К., Молекулярная физика, М.: Наука, 1976 г., стр.150, а также опытное подтверждение, приведенное в монографии Глизманенко Г.Л. Получение кислорода, М.: Химия, 1972 г., стр.87). После включения источников: СВЧ-разрядов и магнитного поля, газовая смесь азота с кислородом подвергается совмещенному воздействию электромагнитных разрядов (наиболее результативны импульсные - нестационарные) и магнитного поля (наиболее результативно поле, создающее эффект электронно-циклотронного резонанса). Молекулярная смесь газов начинает переходить в состояние холодной неравновесной плазмы (продукт массового «развала» электронейтральных молекул на различные комбинации разноименно заряженных частиц и колебательного возбуждения молекул). В соответствии с данными, приведенными на рис.6.13 (стр.226) работы Русанова В.Д., Фридмана А.А., уже через несколько импульсов (циклов), средняя колебательная температура молекул достигает 0,3 эВ (что значительно превышает поступательную температуру газовой массы). Температура электронов (электронной компоненты плазмы) по данным, приведенным там же, составляет около 1,5 эВ. Таким образом, исходная молекулярная смесь газов становится химически активной неравновесной плазмой, в которой возникает и развивается реакция прямого окисления азота с образованием оксида азота:The operation of the analogue installation is as follows. After alternating (in time) the supply of both gases through the combined ones: the pipeline and the inlet fitting (raw gas) into the internal volume of a non-flow reactor (plasma chamber), the gas supply pipeline is closed (turned off). Convective mixing of both components — the formation of a mixture — is realized at the moment the second component is introduced into the (non-flowing) plasma chamber and depends on: - speed; directions; the diameter (characteristics) of the introduced gas stream and the dimensions of the interior of the plasma chamber (which is small in this case - ⌀ 17 × 100 mm). The final mixing is the alignment of the composition, i.e. homogeneity of the spatial distribution of the molecules of each gas in the chamber space of the analog reactor is apparently achieved by increasing the duration of gas exposure in the plasma chamber before turning on the power sources. Long exposure provides high-quality averaging due to molecular diffusion (see, for example, the calculation of the averaging of a mixture given in the work: Kikoin A.K., Kikoin I.K., Molecular Physics, Moscow: Nauka, 1976, p. 150 , as well as experimental confirmation given in the monograph Glizmanenko G.L. Oxygen production, Moscow: Chemistry, 1972, p. 87). After switching on the sources: microwave discharges and a magnetic field, the gas mixture of nitrogen with oxygen is subjected to the combined effects of electromagnetic discharges (the most effective pulsed ones are non-stationary) and a magnetic field (the most productive field creates the effect of electron-cyclotron resonance). The molecular mixture of gases begins to turn into a state of cold nonequilibrium plasma (the product of a massive "collapse" of electrically neutral molecules into various combinations of oppositely charged particles and vibrational excitation of the molecules). In accordance with the data shown in Fig. 6.13 (p. 226) of the work of V.D. Rusanov, A.A. Fridman, after several pulses (cycles), the average vibrational temperature of the molecules reaches 0.3 eV (which significantly exceeds the translational gas mass temperature). The temperature of electrons (the electronic component of the plasma), according to the data presented there, is about 1.5 eV. Thus, the initial molecular gas mixture becomes a chemically active nonequilibrium plasma in which the reaction of direct oxidation of nitrogen with the formation of nitric oxide occurs and develops:

0,5N2+0,5O2↔NO-90,43 Дж/моль0.5N 2 + 0.5O 2 ↔NO-90.43 J / mol

После окончания процесса включается газодувка - вакуумный насос, открывается вентиль трубопровода вывода и целевой продукт, побочные продукты и непрореагировавшая часть реакционных газов выводятся из плазмокамеры (через штуцер вывода газов).After the end of the process, a gas blower — a vacuum pump — is turned on, the valve of the outlet pipe and the target product open, by-products and unreacted part of the reaction gases are removed from the plasma chamber (through the gas outlet fitting).

Недостатком конструкций аналогов является отсутствие непрерывного и быстрого смешивания сырьевых газов, что применительно к промышленным проточным схемам исключает получение требуемой производительности (объемов) и высокого содержания оксида азота в выходных послереакционных газах. В конструкции аналога, в связи с непроточной порционно-дискретной схемой; малыми размерами внутреннего пространства экспериментального реактора-аналога - ⌀ 17×100 мм, в быстром - непрерывном смешивании нет необходимости. По-видимому, высокая однородность газовой смеси в малом объеме достигается при продолжительной выдержке смеси за счет молекулярной диффузии при начальной «впускной» конвекции. (В указанной работе характеристики однородности смеси какой-либо оценке не подвергались.)The disadvantage of analog designs is the lack of continuous and fast mixing of raw gases, which in relation to industrial flow schemes eliminates the required performance (volumes) and a high content of nitric oxide in the outlet post-reaction gases. In the design of the analogue, in connection with a non-flowing portion-discrete circuit; small dimensions of the internal space of the experimental analog reactor ⌀ 17 × 100 mm; fast - continuous mixing is not necessary. Apparently, a high uniformity of the gas mixture in a small volume is achieved by prolonged exposure of the mixture due to molecular diffusion during the initial "inlet" convection. (In this work, the homogeneity characteristics of the mixture were not subjected to any evaluation.)

Наиболее близким по технической сущности решением, принятым за прототип, является установка, содержащая промежуточный блок аппаратов, предназначенных для получения оксида азота прямым окислением в (квази) равновесной плазме, образуемой электродуговым разрядом, описанная в работе Еремина Е.Н. «Элементы газовой электрохимии», М.: изд-во МГУ, 1968 г., стр.73, рис.25. (Общая схема предназначена для электросинтеза крепкой азотной кислоты из воздуха, кислорода и воды.)The closest in technical essence the solution adopted for the prototype is the installation containing an intermediate block of devices designed to produce nitric oxide by direct oxidation in a (quasi) equilibrium plasma formed by an electric arc discharge, described in the work of Eremina E.N. "Elements of gas electrochemistry", M .: publishing house of Moscow State University, 1968, p. 73, Fig. 25. (The general scheme is intended for the electrosynthesis of strong nitric acid from air, oxygen, and water.)

Принятая за прототип установка (рассматривается только блок получения оксида азота) включает трубопроводы: - подачи воздуха (как условный источник азота и кислорода); подачи дополнительного кислорода; циркуляции газов; плазмокамеру; циркуляционную газодувку, а также сосуд объединения газовых потоков и тройниковый узел. К сосуду (емкости) объединения газовых потоков подведены: трубопровод дополнительного кислорода и с выхода газодувки трубопровод циркуляционных газов. Трубопровод ввода воздуха (основные: азот+кислород) через обычный тройниковый узел подсоединен к трубопроводу-перемычке (для подачи первичной смеси) из объединительного сосуда непосредственно в плазмокамеру. Таким образом, в установке, принятой за прототип, узлом условного смешивания, по существу, являются: объединительный сосуд, установленный в «длинном» циркуляционном контуре (содержащем последовательно соединенные: смеситель, барботер, несколько теплообменников), и тройниковый узел объединения газовых трубопроводов на входе в плазмокамеру.The installation adopted for the prototype (only the nitric oxide production unit is considered) includes pipelines: - air supply (as a conditional source of nitrogen and oxygen); supply of additional oxygen; gas circulation; plasma chamber; circulating gas blower, as well as a vessel for combining gas flows and a tee assembly. The following are brought to the vessel (capacity) for combining gas flows: an additional oxygen pipeline and a circulation gas pipeline from the outlet of the gas blower. The air inlet pipe (basic: nitrogen + oxygen) is connected through a conventional tee assembly to the jumper pipe (for supplying the primary mixture) from the unification vessel directly to the plasma chamber. Thus, in the installation adopted as a prototype, the conditional mixing unit essentially consists of: a unification vessel installed in a “long” circulation circuit (containing serially connected: a mixer, a bubbler, several heat exchangers), and a tee assembly for combining gas pipelines at the inlet into the plasma chamber.

Работа установки, принятой за прототип, заключается в следующем. По трубопроводу подачи дополнительного кислорода кислород вводят в объединительный сосуд с циркуляционным газом (циркуляционный газ находится в объединительном сосуде в любой момент времени работы установки). После чего (при открытом вентиле выдачи из сосуда) первичная, обогащенная кислородом газовая смесь направляется в плазмокамеру. Перед входом в плазмокамеру, в первично обогащенную кислородом газовую смесь довводят воздух (азот+кислород). Вентилями на подаче кислорода и воздуха производят регулировку состава смеси, добиваясь, чтобы на входе в плазмокамеру газовая смесь по азоту с кислородом имела эквимолярное содержание. В плазмокамере поступившая газовая смесь «проталкивается» через квазиравновесное электродуговое пространство, заключенное в узком канале длиной около 1000 мм. Войдя в канал, смесь газов переходит в активное плазмохимическое состояние, инициирующее реакцию образования оксида азота (NO). (Формула химической реакции та же, что и приведена для аналога.) Готовый продукт (NO), совместно с непрореагировавшей частью смеси газов, а также продуктами побочных реакций, после прохождения канала по всей длине выводится в штуцер вывода реакционных продуктов у другого торца плазмокамеры и направляется в теплообменник охлаждения, а затем далее в технологию. Процесс предкамерного соединения газов осуществляется в двух отдельных аппаратных позициях: объединительном сосуде и тройниковом трубопроводном узле.The operation of the installation adopted as a prototype is as follows. Through the pipeline for supplying additional oxygen, oxygen is introduced into the combining vessel with the circulating gas (the circulating gas is in the combining vessel at any time during operation of the installation). Then (with the valve open for dispensing from the vessel), the primary oxygen-enriched gas mixture is sent to the plasma chamber. Before entering the plasma chamber, air (nitrogen + oxygen) is introduced into the gas mixture initially enriched with oxygen. The valves on the supply of oxygen and air adjust the composition of the mixture, ensuring that at the entrance to the plasma chamber the gas mixture with nitrogen and oxygen has an equimolar content. In the plasma chamber, the incoming gas mixture is “pushed” through a quasi-equilibrium electric arc enclosed in a narrow channel about 1000 mm long. Upon entering the channel, the gas mixture passes into the active plasma-chemical state, initiating the reaction of the formation of nitric oxide (NO). (The formula of the chemical reaction is the same as that given for the analogue.) The finished product (NO), together with the unreacted part of the gas mixture, as well as the products of side reactions, after passing through the channel along the entire length, is discharged into the outlet of the reaction products at the other end of the plasma chamber and goes to the cooling heat exchanger, and then further to the technology. The process of pre-chamber gas connection is carried out in two separate hardware positions: a unifying vessel and a tee pipe assembly.

По существу, обе позиции предназначены для выполнения одной функции - объединения газов в общий поток на входе в плазмокамеру без выполнения операции смешивания.Essentially, both positions are designed to perform one function - combining gases into a common stream at the entrance to the plasma chamber without performing a mixing operation.

К недостаткам установки для получения оксида азота прямым окислением, применительно к использованию в промышленных условиях поточного-непрерывного синтеза в «холодной» неравновесной плазме, следует отнести: пониженное содержание целевого продукта (NO) и непостоянный-колеблющийся состав (содержание) выходных реакционных газов. Это связано с отсутствием результативного смешивания входящей в плазмокамеру азото-кислородной сырьевой смеси. Суммарный сырьевой поток, входящий в плазмокамеру в установке прототипа, может состоять из раздельных (по сечению) струй трех разных газовых фаз: обедненного циркуляционного газа; кислорода и воздуха. Возможна не струйная (по поперечному сечению трубы), а порционная (по длине трубопровода) неоднородность движущейся сырьевой газовой массы, что еще более ухудшает стабильность и выход готового продукта из реакционной массы газов. Причина некачественного смешивания заключается в конструктивном исполнении объединителей (объединительного сосуда и тройникового трубного узла), не предусматривающем выполнение операции результативного смешивания. То есть отсутствуют специальные конструктивные элементы для реализации этой операции. Имеющаяся газодувка, которая, как и любая машина перекачки-подачи потока, также (безусловно) выполняет операцию перемешивания, в схеме прототипа размещена - подключена в «длинном» циркуляционном контуре так, что предкамерное (предреакторное) смешивание вводимых «свежих» порций сырьевых газов не реализовано. (По существу, с позиции перемешивания, в газодувке реализовано только перемешивание выходящих - послереакционных газов.)The disadvantages of the installation for the production of nitric oxide by direct oxidation, as applied to the use of continuous continuous synthesis in a “cold” nonequilibrium plasma under industrial conditions, are: a low content of the target product (NO) and an unstable-fluctuating composition (content) of the output reaction gases. This is due to the lack of efficient mixing of the nitrogen-oxygen raw material mixture entering the plasma chamber. The total feed stream entering the plasma chamber in the installation of the prototype may consist of separate (in cross-section) jets of three different gas phases: depleted circulating gas; oxygen and air. It is possible not jet (along the cross section of the pipe), but portioned (along the length of the pipe) heterogeneity of the moving feed gas mass, which further worsens the stability and yield of the finished product from the reaction mass of gases. The reason for poor-quality mixing is the design of the combiners (the unifying vessel and the tee tube assembly), which does not provide for the performance of the effective mixing operation. That is, there are no special structural elements for the implementation of this operation. The existing gas blower, which, like any flow transfer / feed machine, also (certainly) performs the mixing operation, is placed in the prototype circuit — it is connected in a “long” circulation loop so that the pre-chamber (pre-reactor) mixing of the introduced “fresh” portions of raw gas does not implemented. (Essentially, from the mixing point of view, only mixing of the outgoing - post-reaction gases is realized in the gas blower.)

Целью предложенного решения является повышение выхода (содержания) целевого продукта (NO) в общем объеме выходящих реакционных газов, а также снижение амплитуды колебаний - достижение большего постоянства состава выходящих газов за счет реализации результативного смешивания - усреднения сырьевой азотокислородной смеси в предреакционном состоянии и достижения абсолютно однородного распределения обоих газов (в любом пространстве, занимаемом смесью).The aim of the proposed solution is to increase the yield (content) of the target product (NO) in the total volume of the outgoing reaction gases, as well as to reduce the oscillation amplitude - to achieve greater constancy of the composition of the outgoing gases through the implementation of effective mixing - averaging of the raw nitrogen-oxygen mixture in the pre-reaction state and achieving absolutely uniform distribution of both gases (in any space occupied by the mixture).

Указанная цель достигается тем, что в известной установке для получения оксида азота прямым окислением, включающей трубопроводы подачи азота и кислорода; сосуд объединения азота и кислорода со штуцерами их ввода, размещенный перед плазмокамерой, газодувку, внутриаппаратная часть штуцеров ввода азота и кислорода в сосуд оснащена насадками с многопатрубковыми или многоканальными соплами для одновременного истечения обоих газов в эквимолярном соотношении, при этом насадки с соплами расположены попутно или встречно друг другу с образованием со стенками сосуда пространства конвективного смешивания газов. После сосуда объединения азота и кислорода, предназначенного для конвективного смешивания газов, установлена соединенная с ним емкость для молекулярно-диффузионного усреднения смеси газов, штуцер вывода смеси газов из которой соединен с трубопроводом подачи смеси газов на вход плазмокамеры. Емкость молекулярно-диффузионного усреднения смеси газов выполнена в виде расширенной части, присоединенной к сосуду объединения азота и кислорода вместо его днища. Между верхним суженным сосудом объединения азота и кислорода и нижней расширенной емкостью для молекулярно-диффузионного усреднения смеси газов размещена распределительно-успокоительная вставка в виде пакета проволочной набивки между двумя перфорированными решетками. Газодувка трубопроводными ветвями всаса и нагнетания напрямую соединена с двумя противоположно расположенными на сосуде штуцерами, образуя с сосудом циркуляционный контур. Штуцеры сосуда, соединенные с трубопроводными ветвями всаса и нагнетания газодувки, размещены в днищах сосуда на его центральной продольной оси. Трубопроводная ветвь всаса газодувки соединена с нижней расширенной емкостью для молекулярно-диффузионного усреднения смеси газов, а трубопроводная ветвь нагнетания с верхним суженным сосудом объединения азота и кислорода, причем к трубопроводной ветви нагнетания газодувки подсоединен трубопровод подачи смеси газов в плазмокамеру. Внутриаппаратная часть штуцера, соединенного с трубопроводной ветвью нагнетания газодувки, оснащена такой же насадкой, как и внутриаппаратная часть штуцеров ввода азота и кислорода, причем оси всех трех насадок расположены под углом 120° друг к другу с единой центральной точкой пересечения. Сопла в насадках на штуцерах ввода азота и кислорода в сосуд выполнены сверлениями отверстий в торцевых пластинах. В сосуде напротив штуцера, соединенного с трубопроводной ветвью нагнетания газодувки, установлено распределительное устройство в виде перфорированной диафрагмы. Внутриаппаратная часть штуцера сосуда, соединенного с трубопроводной ветвью всаса газодувки, снабжена многоветвевым трубным распределителем. Внутриаппаратная часть штуцера сосуда, соединенного с трубопроводной ветвью всаса газодувки, снабжена устройством закручивания потока.This goal is achieved by the fact that in a known installation for producing nitric oxide by direct oxidation, including pipelines for the supply of nitrogen and oxygen; a nitrogen and oxygen combining vessel with their inlet fittings, located in front of the plasma chamber, a gas blower, the internal part of the nitrogen and oxygen inlet fittings in the vessel is equipped with nozzles with multi-tube or multichannel nozzles for simultaneous outflow of both gases in an equimolar ratio, while the nozzles with nozzles are located along the way or opposite to each other with the formation with the walls of the vessel of the space of convective mixing of gases. After the vessel for combining nitrogen and oxygen, intended for convective mixing of gases, a container is installed for molecular diffusion averaging of the gas mixture, a fitting for the output of the gas mixture from which is connected to the pipeline for supplying the gas mixture to the inlet of the plasma chamber. The capacity of molecular diffusion averaging of a mixture of gases is made in the form of an expanded part attached to a vessel combining nitrogen and oxygen instead of its bottom. Between the upper narrowed vessel for combining nitrogen and oxygen and the lower expanded tank for molecular diffusion averaging of the gas mixture, a distribution-soothing insert is placed in the form of a packet of wire packing between two perforated gratings. Gas blowing by the suction and discharge piping branches is directly connected to two fittings oppositely located on the vessel, forming a circulation loop with the vessel. The fittings of the vessel connected to the pipeline branches of the suction and discharge of the gas blower are located in the bottoms of the vessel on its central longitudinal axis. The pipeline branch of the suction gas blower is connected to the lower expanded tank for molecular diffusion averaging of the gas mixture, and the pipe branch of injection with the upper narrowed vessel for combining nitrogen and oxygen, and the pipeline supplying the mixture of gases to the plasma chamber is connected to the pipeline branch of pumping the gas blower. The internal part of the nozzle connected to the pipeline branch of the gas blower is equipped with the same nozzle as the internal part of the nitrogen and oxygen inlets, the axes of all three nozzles being located at an angle of 120 ° to each other with a single central intersection point. The nozzles in the nozzles on the nozzles for introducing nitrogen and oxygen into the vessel are made by drilling holes in the end plates. In the vessel opposite the fitting connected to the pipeline branch of the gas blower, a switchgear is installed in the form of a perforated diaphragm. The intra-apparatus part of the nozzle of the vessel, connected to the pipeline branch of the suction gas blower, is equipped with a multi-branch pipe distributor. The intra-apparatus part of the nozzle of the vessel connected to the pipeline branch of the suction gas blower is equipped with a flow swirling device.

Заявленное техническое предложение поясняется Фиг.1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8.The claimed technical proposal is illustrated in Figure 1; 2; 3; four; 5; 6; 7; 8.

На Фиг.1 приведена схема с сосудом объединения азота и кислорода, где внутриаппаратные части штуцеров ввода азота и кислорода оснащены насадками с противоположно направленными многоканальными соплами для встречного истечения газов и отдельной емкостью для молекулярно-диффузионного усреднения смеси газов. Циркуляционная газодувка трубопроводными ветвями всаса и нагнетания напрямую соединена с двумя противоположными штуцерами на продольной оси сосуда.Figure 1 shows a diagram with a vessel for combining nitrogen and oxygen, where the in-house parts of the nozzles of the input of nitrogen and oxygen are equipped with nozzles with oppositely directed multichannel nozzles for counter-flow of gases and a separate tank for molecular diffusion averaging of the gas mixture. Circulating gas blowing by the suction and discharge pipelines is directly connected to two opposite fittings on the longitudinal axis of the vessel.

На Фиг.2 представлена схема с соединенными-совмещенными: сосудом объединения азота и кислорода и емкостью молекулярно-диффузного усреднения смеси газов. Насадки также направлены встречно (противоположно). В сосуде, на границе условного раздела-совмещения сосуда и емкости, установлен пакет проволочной набивки между двумя перфорированными решетками.Figure 2 presents a diagram with connected-combined: a vessel for combining nitrogen and oxygen and the capacity of molecular diffuse averaging of a mixture of gases. Nozzles are also directed in the opposite direction (opposite). In the vessel, at the boundary of the conditional partition-combination of the vessel and the container, a packet of wire packing is installed between two perforated grids.

На Фиг.3 - то же, что и на Фиг.2, но насадки расположены попутно.In Fig.3 - the same as in Fig.2, but the nozzles are located along the way.

На Фиг.4 приведен поперечный разрез одной насадки с соплами в виде насверленных отверстий в плоской торцевой пластине.Figure 4 shows a cross section of one nozzle with nozzles in the form of drilled holes in a flat end plate.

На Фиг.5 изображена схема совмещенного сосуда и емкости с тремя насадками (на внутриаппаратных частях штуцеров азота и кислорода и трубопроводной ветви нагнетания газодувки), расположенными встречно под углами 120°. Внутриаппаратная часть штуцера всаса газодувки выполнена в виде многоветвевого трубного распределителя.Figure 5 shows a diagram of a combined vessel and vessel with three nozzles (on the in-house parts of the nitrogen and oxygen fittings and the pipeline branch of the gas blower), located opposite at angles of 120 °. The internal part of the suction nozzle of the gas blower is made in the form of a multi-branch pipe distributor.

На Фиг.6 приведен фрагмент сосуда объединения азота и кислорода с расположенной напротив штуцера, соединенного с трубопроводной ветвью нагнетания, перфорированной диафрагмой.Figure 6 shows a fragment of a vessel combining nitrogen and oxygen with an opposite fitting connected to a piping discharge branch, a perforated diaphragm.

На Фиг.7 представлена схема совмещенного сосуда и емкости с попутно-перекрестным расположением сопел насадок. Внутриаппаратная часть штуцера всаса газодувки снабжена устройством закручивания потока в трубном внутриаппаратном исполнении.Figure 7 presents a diagram of a combined vessel and container with a cross-flow arrangement of nozzle nozzles. The internal part of the suction nozzle of the gas blower is equipped with a flow swirling device in the pipe internal design.

На Фиг.8 изображен фрагмент внутриаппаратной части штуцера всаса газодувки с внутритрубным устройством закручивания потока.On Fig shows a fragment of the in-house part of the nozzle of the suction gas blower with an in-line device for swirling the flow.

Предложенная установка (Фиг.1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8) включает трубопроводы: подачи азота и кислорода 1; 2, циркуляционного газа с трубопроводными ветвями всаса 3 и нагнетания 4, соединенными с газодувкой 5. По варианту Фиг.1 аппаратов два - сосуд объединения азота и кислорода 6 и емкость молекулярно-диффузионного усреднения смеси 7. Плазмокамера 8 соединена с емкостью 7 трубопроводной ветвью 9. Ввод газовой смеси в емкость 7 осуществлен по трубопроводной ветви 10, соединенной с трубопроводом нагнетания 4. По варианту Фиг.2; 3; 5; 7 сосуд объединения азота и кислорода 6 и емкость молекулярно-диффузного усреднения смеси 7 совмещены в одном - едином аппарате, верхняя (суженная) часть 6 которого - зона конвективного смешивания, нижняя расширенная часть 7 - зона молекулярно-диффузного усреднения. На границе обеих частей аппарата (условного раздела - сращивания) введена распределительно-успокоительная вставка в виде пакета проволочной набивки 11 между двумя перфорированными решетками 12, стянутой шпильками 13. Сосуд объединения азота с кислородом 6, являющийся зоной конвективного смешивания газов по Фиг.1 (или верхняя часть 6 совмещенного сосуда с емкостью - по Фиг.2; 3; 5; 7), содержит штуцеры 14 и 15, соединенные с трубопроводами 1 и 2 подачи азота и кислорода. По варианту Фиг.2; 3; 5; 7 подача готовой смеси в плазмокамеру 8 производится с нагнетания по трубопроводной ветви 16. Внутриаппаратная часть штуцеров 14 и 15 снабжена насадками 17 с соплами в виде отверстий 18 в торцевых пластинах 19 (Фиг.4) или патрубков 20 (Фиг.3).The proposed installation (Figure 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8) includes pipelines: supply of nitrogen and oxygen 1; 2, circulating gas with the suction 3 and discharge 4 branches connected to the gas blower 5. According to the embodiment of FIG. 1, there are two devices — a nitrogen and oxygen combining vessel 6 and a molecular diffusion averaging tank of mixture 7. The plasma chamber 8 is connected to the capacity 7 of the pipe branch 9 The introduction of the gas mixture into the tank 7 is carried out through a pipeline branch 10 connected to the discharge pipe 4. According to the embodiment of Figure 2; 3; 5; 7, the vessel for combining nitrogen and oxygen 6 and the capacity of molecular diffuse averaging of mixture 7 are combined in one single apparatus, the upper (narrowed) part 6 of which is the convective mixing zone, and the lower expanded part 7 is the molecular diffuse averaging zone. At the border of both parts of the apparatus (conditional section - splicing), a distribution-soothing insertion was introduced in the form of a packet of wire packing 11 between two perforated grids 12 pulled together by studs 13. The vessel for combining nitrogen with oxygen 6, which is the zone of convective mixing of gases in Figure 1 (or the upper part 6 of the combined vessel with the tank - according to Figure 2; 3; 5; 7), contains fittings 14 and 15, connected to the pipelines 1 and 2 of the supply of nitrogen and oxygen. According to the embodiment of FIG. 2; 3; 5; 7, the finished mixture is fed into the plasma chamber 8 by injection through the pipeline branch 16. The internal part of the fittings 14 and 15 is equipped with nozzles 17 with nozzles in the form of holes 18 in the end plates 19 (Figure 4) or nozzles 20 (Figure 3).

По варианту Фиг.6, напротив штуцера 21 (соединенного с трубопроводной ветвью циркуляционного нагнетания 4) внутри сосуда (или части сосуда, объединенного с емкостью) 6, установлено распределительное устройство в виде перфорированной диафрагмы 22. По варианту Фиг.5; 7 внутриаппаратная часть штуцера 21 снабжена одной или несколькими насадками 23, такими же, как и насадки 17 штуцеров 14 и 15 подачи азота и кислорода. По вариантам Фиг.5; 7; 8 штуцер 24, соединенный с трубопроводной ветвью циркуляционного всаса 3, снабжен многоветвевым трубным распределителем 25 (Фиг.5) или устройством закручивания потока во внутриаппаратном 26 (Фиг.7) или внутритрубном 27 исполнениях (Фиг.8).According to the variant of FIG. 6, opposite the nozzle 21 (connected to the piping branch of the circulating discharge 4) inside the vessel (or part of the vessel combined with the vessel) 6, a switchgear is installed in the form of a perforated diaphragm 22. According to the embodiment of FIG. 5; 7, the internal part of the fitting 21 is provided with one or more nozzles 23, the same as the nozzles 17 of the nozzles 14 and 15 for supplying nitrogen and oxygen. According to the options of Figure 5; 7; 8, the fitting 24 connected to the piping branch of the circulating suction 3 is equipped with a multi-branch pipe distributor 25 (Fig. 5) or a flow swirling device in the in-house 26 (Fig. 7) or in-pipe 27 versions (Fig. 8).

Работа предложенной установки для получения оксида азота прямым окислением заключается в следующем. По трубопроводам 1 и 2 в сосуд конвективного смешивания 6 (Фиг.1) или конвективную часть 6 объединенного сосуда (Фиг.2; 3; 5; 7) подают сырьевые азот и кислород. Оба газа подают одновременно - синхронно и только в эквимолярном соотношении. Перерывы в подаче одного из газов или попеременная (во времени) их подача - исключены. Через штуцеры 14 и 15 газы попадают в насадки 17, разбивающие общие потоки на струи истечения из отверстий 18 (в торцевых пластинах 19) или патрубков 20. Возникает смешивание сырьевых газовых струй азота и кислорода, двигающихся попутно Фиг.3 и ударяющихся в стенку сосуда 6 или направленных встречно Фиг.1; 2; 5; 6 и ударяющихся в противоположные насадки 17 и другие места стенки сосуда 6. Включают циркуляционную газодувку 5, напрямую соединенную трубопроводными ветвями всаса 3 и нагнетания 4 со штуцерами 24 и 21 отдельного сосуда 6 (Фиг.1) или сосуда, совмещенного с емкостью 6-7 (Фиг.2; 3; 5; 7). Всасывающий и нагнетающий циркуляционные потоки в сосуде 6 (Фиг.1), особенно нагнетающий поток, пропускаемый через секущую перфорированную диафрагму 22 (Фиг.6) или через многосопловые насадки 23, создают (в сосуде 6 Фиг.1) общее пространство поточного пересечения дробления и смешивания струй. Всасываемая через штуцер 24 первично «собранная» смесь газовых фрагментов дополнительно закручивается устройством закручивания потока 26 или 27 и поступает в газодувку, которая «рубит» закрученный поток на порции, сжимает, а затем выбрасывает их в нагнетательную ветвь 4. По существу, газодувка также осуществляет функцию перемешивания пропускаемой газовой среды. Циркуляция газовой смеси, необходимая для полного «макроусреднения» ее состава в замкнутом контуре, может производиться любое количество раз. После достижения макрооднородности, в контуре по варианту Фиг.1 смесь газов передается по трубопроводной ветви 10 в емкость 7 молекулярно-диффузионного усреднения. Емкость 7, имея увеличенный объем, обеспечивает продолжительную временную выдержку - контактирование макрофрагментов различных газов, необходимую для молекулярно-диффузионной доводки-усреднения газовой смеси на микроуровне. Только молекулярная диффузия, на микроуровне - уровне молекул, способна реализовать наивысшую однородность распределения газов (подобно той, что имеется в атмосфере Земли, где состав воздуха не изменяется до высоты в 100 км, см., например, энциклопедию «Океан-Атмосфера» под ред. Паркера С.П., перевод с английского, Л.: Гидрометеоиздат, 1983 г., стр.164). В упрощенном варианте (Фиг.2; 3; 5; 7) сосуд 6 и емкость 7 совмещены, при этом циркуляционный наддув по ветви нагнетания 4 в штуцер 21 совмещенного аппарата будет производиться уже диффузионно «готовой» смесью газов. (Хотя объемы этого наддува должны быть минимальны и определяться по максимальному содержанию целевого продукта и максимальной однородности состава выходящих из плазмокамеры 8 реакционных газов). Даже в случае упрощенного варианта схемы по Фиг.2; 3; 5; 7 с совмещением аппаратов конвективного смешивания 6 и молекулярно-диффузионного усреднения 7 отдельные струи конвективной зоны смешивания не могут «проскочить» в зону молекулярно-диффузионного усреднения (а затем в газодувку 5 и плазмокамеру 8), т.к. им препятствует введенная на границе раздела зон распределительно-успокоительная вставка в виде пакета проволочной набивки 11 между двумя перфорированными решетками 12. Попадая на решетки 12 и набивку 11, первично «мятые» - смешанные газовые струи и их фрагменты - снова дробятся, деформируются-переформировываются, повышая однородность распределения компонентов в общем объеме обоих газов. После молекулярно-диффузионной доводки готовая смесь газов по трубопроводной ветви 9 из емкости 7 (Фиг.1) или по трубопроводной ветви 16 из нижней расширенной части 7 совмещенного аппарата Фиг.2; 3; 5; 7) подается в плазмокамеру 8 с включенным источником питания электроразрядов. В различных микрообъемах однородной газовой смеси, продвигающейся через плазмокамеру 8, замыкаются (зажигаются) электромагнитные импульсные (разветвленные) разряды наносекундной длительности. (Разряды в плазмокамере 8 возникают между центральным электродом-излучателем и внутренней поверхностью самой плазмокамеры.) В результате поглощения энергии разрядов однородно-смешанная газовая масса переходит в состояние однородной химически активной плазмы. Реализуется реакция прямого окисления азота:The work of the proposed installation for the production of nitric oxide by direct oxidation is as follows. Raw materials nitrogen and oxygen are supplied through pipelines 1 and 2 to the convection mixing vessel 6 (Figure 1) or the convection part 6 of the combined vessel (Figure 2; 3; 5; 7). Both gases are supplied simultaneously - synchronously and only in an equimolar ratio. Interruptions in the supply of one of the gases or alternating (in time) their supply are excluded. Through the nozzles 14 and 15, the gases enter the nozzles 17, dividing the total flows into jets from the openings 18 (in the end plates 19) or nozzles 20. A mixture of the raw gas jets of nitrogen and oxygen occurs, moving along the path of Figure 3 and hitting the vessel wall 6 or directed counter-FIG. 1; 2; 5; 6 and hitting the opposite nozzles 17 and other places on the wall of the vessel 6. Turn on a circulating gas blower 5 directly connected by the piping branches of the suction 3 and discharge 4 with the fittings 24 and 21 of a separate vessel 6 (Figure 1) or a vessel combined with a capacity of 6-7 (Figure 2; 3; 5; 7). The suction and discharge circulation flows in the vessel 6 (FIG. 1), especially the injection stream passed through the cutting perforated diaphragm 22 (FIG. 6) or through the multi-nozzle nozzles 23, create (in the vessel 6 of FIG. 1) a common space of the flow intersection of crushing and mixing jets. The initially “collected” mixture of gas fragments that is sucked through the nozzle 24 is additionally twisted by a flow swirl device 26 or 27 and enters the gas blower, which “cuts” the swirl flow into portions, compresses and then throws them into the discharge branch 4. Essentially, the gas blower also performs mixing function of the transmitted gas medium. The circulation of the gas mixture, necessary for the complete "macro-averaging" of its composition in a closed loop, can be performed any number of times. After macro-uniformity is achieved, in the circuit according to the embodiment of FIG. 1, the gas mixture is transferred through the pipeline branch 10 to the molecular diffusion averaging tank 7. Capacity 7, having an increased volume, provides long time exposure - the contacting of macro fragments of various gases, necessary for molecular diffusion refinement-averaging of the gas mixture at the micro level. Only molecular diffusion, at the micro level - the level of molecules, can realize the highest uniformity of gas distribution (similar to that in the Earth’s atmosphere, where the composition of the air does not change to a height of 100 km, see, for example, the Ocean-Atmosphere encyclopedia edited by Parker S.P., translation from English, L .: Gidrometeoizdat, 1983, p. 164). In a simplified version (Figure 2; 3; 5; 7), the vessel 6 and the container 7 are combined, while the circulation pressurization along the discharge branch 4 into the fitting 21 of the combined apparatus will be carried out by the already diffusion-ready mixture of gases. (Although the volumes of this boost should be minimal and determined by the maximum content of the target product and the maximum uniformity of the composition of the 8 reaction gases leaving the plasma chamber). Even in the case of a simplified version of the circuit of FIG. 2; 3; 5; 7 with the combination of convective mixing apparatuses 6 and molecular diffusion averaging 7, separate jets of the convective mixing zone cannot “slip” into the molecular diffusion averaging zone (and then into the gas blower 5 and plasma chamber 8), because they are prevented by the distribution-soothing insert introduced at the interface of the zones in the form of a packet of wire packing 11 between two perforated gratings 12. Getting on the gratings 12 and packing 11, the initially “crushed” - mixed gas jets and their fragments are again crushed, deformed, reformed, increasing the uniformity of the distribution of components in the total volume of both gases. After molecular diffusion refinement, the finished mixture of gases along the pipeline branch 9 from the tank 7 (Figure 1) or along the pipeline branch 16 from the lower expanded part 7 of the combined apparatus of Figure 2; 3; 5; 7) is fed into the plasma chamber 8 with the power source of electric discharges turned on. In various microvolumes of a homogeneous gas mixture moving through a plasma chamber 8, electromagnetic pulse (branched) discharges of nanosecond duration are closed (ignited). (Discharges in the plasma chamber 8 arise between the central electrode-emitter and the inner surface of the plasma chamber itself.) As a result of the absorption of the energy of the discharges, a uniformly mixed gas mass passes into a state of a homogeneous chemically active plasma. The reaction of direct oxidation of nitrogen is realized:

0,5N2+0,5O2↔NO-90,43 Дж/моль0.5N 2 + 0.5O 2 ↔NO-90.43 J / mol

Продукты реакции окисления, включая целевой продукт, побочные продукты и непрореагировавшую часть газов, выводятся из нижней части плазмокамеры 8.The products of the oxidation reaction, including the target product, by-products and unreacted part of the gases, are removed from the lower part of the plasma chamber 8.

Благодаря предложенному решению произведена подготовка сырьевой смеси эквимолярного состава с абсолютно однородным распределением азота и кислорода в ней. Абсолютная однородность газовой смеси (равномерность распределения обоих газов в занимаемом ими общем пространстве) по существу обеспечена двумя ступенями:Thanks to the proposed solution, the preparation of a raw material mixture of equimolar composition with an absolutely uniform distribution of nitrogen and oxygen in it was made. The absolute homogeneity of the gas mixture (uniform distribution of both gases in the common space they occupy) is essentially ensured in two stages:

- результативным конвективно-струйным смешиванием с вводом насадок с многопатрубковыми или многоканальными соплами в сосуд объединения азота и кислорода и прямой циркуляцией газов;- effective convective-jet mixing with the introduction of nozzles with multi-tube or multi-channel nozzles into a vessel for combining nitrogen and oxygen and direct gas circulation;

- использованием механизма молекулярной диффузии для окончательного перерождения смеси из суммы макрофрагментов струй в однородный газ, с введением емкости увеличенного объема (или увеличенной части общего, совмещенного аппарата). Причем заявляемое предложение позволяет готовить абсолютно однородную смесь газов в непрерывном режиме в промышленных объемах, т.е. с достаточно высокой скоростью именно за счет результативного конвективного смешивания газов на 1-ой ступени. Именно на 1-ой ступени общие потоки азота и кислорода разбиваются и разбрасываются на мелкие - смежные газовые фрагменты струй (с размерами, близкими к размерам отверстий сопел), которые быстро «размываются» диффузией. В отличие от мелких фрагментов диффузионное усреднение «неразбитых» и несмешанных, т.е. крупных объемов кислорода и азота, «идет» очень медленно и требует многочасовой выдержки, см., например, расчет взаимной диффузии азота и кислорода, приведенный в работе: Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика, М.: Наука, 1976 г., стр.150.- using the molecular diffusion mechanism for the final degeneration of the mixture from the sum of macro fragments of the jets into a homogeneous gas, with the introduction of an increased volume tank (or an enlarged part of the total combined apparatus). Moreover, the claimed proposal allows you to prepare a completely homogeneous mixture of gases in a continuous mode in industrial volumes, i.e. with a sufficiently high speed precisely due to efficient convective mixing of gases at the first stage. It is at the first stage that the total flows of nitrogen and oxygen are broken up and scattered into small - adjacent gas fragments of the jets (with sizes close to the sizes of the nozzle openings), which are quickly “washed out” by diffusion. In contrast to small fragments, diffusion averaging of “unbroken” and unmixed, i.e. large volumes of oxygen and nitrogen, "goes" very slowly and requires many hours of exposure, see, for example, the calculation of the mutual diffusion of nitrogen and oxygen, given in the work: Kikoin AK, Kikoin I.K. Molecular Physics, Moscow: Nauka, 1976, p. 150.

Только реализация предложенной двухступенчатой схемы смешивания, в общем, или упрощенном вариантах, создает быстрое и результативное усреднение азота с кислородом до абсолютной однородности. Абсолютная однородность сырьевой смеси приводит к повышению выхода целевого продукта (NO) и стабилизирует состав выходных реакционных газов. Дальнейшее увеличение выхода готового продукта (NO) возможно только селекцией электромагнитных воздействий (разрядов), создающих предпочтительные формы химически активного поведения смеси в состояниях холодной неравновесной плазмы.Only the implementation of the proposed two-stage mixing scheme, in general, or simplified versions, creates a fast and efficient averaging of nitrogen with oxygen to absolute homogeneity. The absolute homogeneity of the raw material mixture leads to an increase in the yield of the target product (NO) and stabilizes the composition of the output reaction gases. A further increase in the yield of the finished product (NO) is possible only by selection of electromagnetic influences (discharges), which create the preferred forms of the chemically active behavior of the mixture in cold nonequilibrium plasma states.

Claims (12)

1. Установка для получения оксида азота, включающая трубопроводы подачи азота и кислорода, сосуд объединения азота и кислорода со штуцерами их ввода, размещенный перед плазмокамерой, газодувку, отличающаяся тем, что внутриаппаратная часть штуцеров ввода азота и кислорода в сосуд оснащена насадками с многопатрубковыми или многоканальными соплами для одновременного истечения обоих газов в эквимолярном соотношении, при этом насадки с соплами расположены попутно или встречно друг к другу с образованием со стенками сосуда пространства конвективного смешивания газов.1. Installation for producing nitric oxide, including pipelines for supplying nitrogen and oxygen, a vessel for combining nitrogen and oxygen with fittings for their input, placed in front of the plasma chamber, a gas blower, characterized in that the internal part of the fittings for introducing nitrogen and oxygen into the vessel is equipped with nozzles with multi-pipe or multi-channel nozzles for the simultaneous outflow of both gases in an equimolar ratio, while nozzles with nozzles are located along the way or opposite to each other with the formation of the space with the walls of the vessel projective mixing gases. 2. Установка для получения оксида азота по п.1, отличающаяся тем, что после сосуда объединения азота и кислорода, предназначенного для конвективного смешивания газов, установлена соединенная с ним емкость для молекулярно - диффузионного усреднения смеси газов, штуцер вывода смеси газов из которой соединен с трубопроводом подачи смеси газов на вход плазмокамеры.2. Installation for producing nitric oxide according to claim 1, characterized in that after the vessel for combining nitrogen and oxygen, intended for convective mixing of gases, a container is installed for molecular diffusion averaging of the gas mixture, the outlet fitting of the gas mixture from which is connected to a pipeline for supplying a mixture of gases to the inlet of the plasma chamber. 3. Установка для получения оксида азота по п.1, отличающаяся тем, что емкость для молекулярно-диффузионного усреднения смеси газов выполнена в виде расширенной части, присоединенной к сосуду объединения азота и кислорода вместо его днища.3. Installation for producing nitric oxide according to claim 1, characterized in that the container for molecular diffusion averaging of the gas mixture is made in the form of an expanded part attached to the vessel combining nitrogen and oxygen instead of its bottom. 4. Установка для получения оксида азота по п.3, отличающаяся тем, что между верхним суженным сосудом объединения азота и кислорода и нижней расширенной емкостью для молекулярно-диффузионного усреднения смеси газов размещена распределительно-успокоительная вставка в виде пакета проволочной набивки между перфорированными решетками.4. Installation for producing nitric oxide according to claim 3, characterized in that between the upper narrowed vessel for combining nitrogen and oxygen and the lower expanded tank for molecular diffusion averaging of the gas mixture, a distribution-soothing insert is placed in the form of a packet of wire packing between perforated gratings. 5. Установка для получения оксида азота по п.1, отличающаяся тем, что газодувка трубопроводными ветвями всаса и нагнетания напрямую соединена с двумя противоположно расположенными на сосуде штуцерами, образуя с сосудом циркуляционный контур.5. Installation for producing nitric oxide according to claim 1, characterized in that the gas blowing by the suction and discharge pipelines is directly connected to two fittings oppositely located on the vessel, forming a circulation loop with the vessel. 6. Установка для получения оксида азота по п.5, отличающаяся тем, что штуцеры сосуда, соединенные с трубопроводными ветвями всаса и нагнетания газодувки, размещены в днищах сосуда на его центральной продольной оси.6. Installation for producing nitric oxide according to claim 5, characterized in that the nozzles of the vessel connected to the pipe branches of the suction and discharge of the gas blower are placed in the bottoms of the vessel on its central longitudinal axis. 7. Установка для получения оксида азота по п.4, отличающаяся тем, что трубоповодная ветвь всаса газодувки соединена с нижней расширенной емкостью для молекулярно-диффузионного усреднения смеси газов, а трубоповодная ветвь нагнетания - с верхним суженным сосудом объединения азота и кислорода, причем к трубопроводной ветви нагнетания газодувки подсоединен трубоповод подачи смеси газов в плазмокамеру.7. Installation for producing nitric oxide according to claim 4, characterized in that the pipe branch of the suction gas blower is connected to the lower expanded tank for molecular diffusion averaging of the gas mixture, and the pipe branch of discharge is connected to the upper narrowed vessel for combining nitrogen and oxygen, and to the pipeline the blower discharge branch is connected to a pipe supplying a mixture of gases into the plasma chamber. 8. Установка для получения оксида азота по п.5, отличающаяся тем, что внутриаппаратная часть штуцера, соединенного с трубопроводной ветвью нагнетания газодувки, оснащена такой же насадкой, как внутриаппаратная часть штуцеров ввода азота и кислорода, причем оси всех трех насадок расположены под углом 120°С друг к другу с единой центральной точкой пересечения,8. Installation for producing nitric oxide according to claim 5, characterized in that the in-house part of the nozzle connected to the pipeline branch of the gas blower is equipped with the same nozzle as the in-house part of the nozzles for introducing nitrogen and oxygen, and the axes of all three nozzles are located at an angle of 120 ° C to each other with a single central intersection point, 9. Установка для получения оксида азота по п.1, отличающаяся тем, что сопла в насадках на штуцерах ввода азота и кислорода в сосуд выполнены сверлениями отверстий в торцевых пластинах.9. Installation for producing nitric oxide according to claim 1, characterized in that the nozzles in the nozzles on the fittings for introducing nitrogen and oxygen into the vessel are made by drilling holes in the end plates. 10. Установка для получения оксида азота по п.5, отличающаяся тем, что в сосуде напротив штуцера, соединенного с трубопроводной ветвью нагнетания газодувки, установлено распределительное устройство в виде перфорированной диафрагмы.10. Installation for producing nitric oxide according to claim 5, characterized in that in the vessel opposite the nozzle connected to the pipeline branch of the gas blower, a switchgear is installed in the form of a perforated diaphragm. 11. Установка для получения оксида азота по п.5, отличающаяся тем, что внутриаппаратная часть штуцера сосуда, соединенного с трубопроводной ветвью всаса газодувки, снабжена многоветвевым трубным распределителем.11. Installation for producing nitric oxide according to claim 5, characterized in that the intra-apparatus part of the nozzle of the vessel connected to the pipeline branch of the suction gas blower is equipped with a multi-branch pipe distributor. 12. Установка для получения оксида азота по п.5, отличающаяся тем, что внутриаппаратная часть штуцера сосуда, соединенного с трубопроводной ветвью всаса газодувки, снабжена устройством закручивания потока. 12. Installation for producing nitric oxide according to claim 5, characterized in that the intra-apparatus part of the nozzle of the vessel connected to the piping branch of the suction gas blower is equipped with a flow swirl device.
RU2008108146/15A 2008-03-03 2008-03-03 Apparatus for producing nitrogen oxide via direct oxidation RU2397948C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008108146/15A RU2397948C2 (en) 2008-03-03 2008-03-03 Apparatus for producing nitrogen oxide via direct oxidation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008108146/15A RU2397948C2 (en) 2008-03-03 2008-03-03 Apparatus for producing nitrogen oxide via direct oxidation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008108146A RU2008108146A (en) 2009-09-10
RU2397948C2 true RU2397948C2 (en) 2010-08-27

Family

ID=41166072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008108146/15A RU2397948C2 (en) 2008-03-03 2008-03-03 Apparatus for producing nitrogen oxide via direct oxidation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2397948C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553290C1 (en) * 2014-01-23 2015-06-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Nitrogen oxide generator system
EA037157B1 (en) * 2019-05-17 2021-02-12 Научно-исследовательское учреждение "Институт ядерных проблем" Белорусского государственного университета Device for production of glow-discharge plasma

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4267027A (en) * 1979-03-21 1981-05-12 Electricite De France (Service National) Process and apparatus for the preparation of nitrogen oxides
US6296827B1 (en) * 1998-05-27 2001-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for plasma-chemical production of nitrogen monoxide

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4267027A (en) * 1979-03-21 1981-05-12 Electricite De France (Service National) Process and apparatus for the preparation of nitrogen oxides
US6296827B1 (en) * 1998-05-27 2001-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for plasma-chemical production of nitrogen monoxide

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕРЕМИН Е.Н. Элементы газовой электрохимии. Издательство Московского университета, 1968, с.72-74. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553290C1 (en) * 2014-01-23 2015-06-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Nitrogen oxide generator system
EA037157B1 (en) * 2019-05-17 2021-02-12 Научно-исследовательское учреждение "Институт ядерных проблем" Белорусского государственного университета Device for production of glow-discharge plasma

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008108146A (en) 2009-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6796491B2 (en) Equipment and methods for supplying process gas mixtures to CVD or PVD coating equipment
US9293302B2 (en) Method for processing a gas and a device for performing the method
JP2016041426A (en) Modular reactor
RU2446865C2 (en) Mixer with low pressure differential and its application for mixing two gases/vapors
RU2397948C2 (en) Apparatus for producing nitrogen oxide via direct oxidation
CN102482121A (en) Baffle Plates For An Ultraviolet Reactor
US9655986B2 (en) Device and method for the treatment of a gaseous medium and use of the device for the treatment of a gaseous medium, liquid, solid, surface or any combination thereof
US20090251989A1 (en) Streamlined flow mixer
NZ776195A (en) Bioreactors for growing micro-organisms
RU2360863C1 (en) Installation for obtaining nitrogen oxide by direct oxidation
RU2557599C1 (en) Device for cooling and mixing of two reactive fluids and production of caro acid with help of said device
RU2580684C2 (en) Method and device for obtaining acetylene and synthesis-gas
DE60224204D1 (en) MIXER FOR MIXING TWO LIQUIDS AND / OR A GASEOUS MEDIUM WITH A SOLUTION
KR101548603B1 (en) High pressure plasma torch reactor and synthesis of nitrogen oxide using the reactor
JP2024512243A (en) Plasma chamber with auxiliary reaction chamber
RU2426689C1 (en) Apparatus for producing nitrogen oxides for producing nitric acid
RU2317450C1 (en) Liquid-gas fluidic apparatus
CN113952896A (en) Device and method for continuous preparation of triphosgene
SU882571A1 (en) Gas air mixer
RU2754007C1 (en) Vortex gas-liquid mixer
Nikolaev Comparative analysis of the different methods of preparing active media in a supersonic COIL
RU2338142C1 (en) Tube heat exchanger
RU2357922C1 (en) Plasmachemical chamber for making nitrogen oxide by direct oxidation
WO2008002559A2 (en) Streamlined flow mixer
Jivotov Microwave reactors for plasma chemistry