1具有纵向轴线L及优选圆柱形几何形状。电极21例如可以使用管状形状实施，或从车床加工的实心圆柱形条获得。
[0311 ]电极21可围绕旋转轴A旋转，其在本实例中与纵向轴线L一致。所述旋转可以右旋或左旋，这两种旋转方向都可以。
[0312]装置114具有外部壳体220。优选地，壳体220具有大体上圆柱形几何形状的侧部或裙座及形状大体上类似盆或灯泡的下部部分28。
[0313]壳体11的上部部分具有大体上圆柱形几何形状及对应于区180的下部部分，所述下部部分大体上是盆或灯泡形状
[0314]壳体220进一步具有用于空气状反应剂(比如气体和/或蒸气)的三个入口22、23和24。在本实例中所考虑的布置中，在壳体220的侧部裙座处获得气体入口22、23和24，尤其两个在一侧上且第三个在相对侧处。同样地在此情况下，可以提供不同数目的入口，同样地仅一个。
[0315]此外，出于上文已经说明的原因，可以提供下部液体出口 217。在此实例中出口 217布置在部分28处。
[0316]在本实例中所考虑的布置中，装置114具有布置在壳体220上、优选在相对于入口22及24的相对侧上的等离子气体出口 110，且一般来说用于空气状反应产物。
[0317]仍然在本实例中，壳体220及电极21沿着轴L大体上同轴布置，所述轴在本实例中是垂直或大体上垂直的。电极I于是大体上正交于装置114的下部部分。
[0318]电极21及壳体220沿着此共同纵向轴线L大体上居中。
[0319]在所考虑的实例中，提供用于壳体220的上部闭合元件260，其大体上类似于已经参考图1的产生器装置101描述的闭合元件6。为了允许电极21旋转，闭合元件260可在允许通过电极21自身的其自身的支座处具有一或多个轴承或由具有非常低的摩擦系数的特殊聚合物制成的衬套。
[0320]闭合元件56可在其自身的支座处具有一或多个轴承，该轴承允许通过轴杆501或轴承由具有非常低的摩擦系数的特殊聚合物制成的衬套。
[0321]优选地，电极21的直径包括在大约20到200mm的范围内，其取决于产生器功率及待处理的气流。
[0322]优选地，电极21和/或壳体220具有从200mm开始且直到数米的长度，其取决于产生器功率及待处理的材料流。
[0323]优选地，电极21是由金属制成。具体金属材料的选择取决于想要触发的反应。
[0324]装置114于是包括形状大体上类似网格或带孔板的反电极222，其在本文中考虑的实例中大体上水平布置。在本实例中，电极222例如通过金属支腿与壳体220电接触。在本布置中，带孔板定位在空气状反应剂22、23和24的所述入口下方。电极222的穿孔允许液体朝向出口 217流出。
[0325]装置114进一步包括用于触发电极21与电极222之间的放电的构件。此触发构件布置在等离子体产生区225处。
[0326]在本实例中，触发构件与旋转电极21成一体。仍然在本实例中，触发构件是基于尖端效应且尤其包括大体上梳状元件231。
[0327]优选地，梳状元件231是由金属材料制成。具体金属材料的选择取决于想要触发的反应。梳状元件231可以完全类似于已经参考前面的实施例描述的梳状元件，并且将不进一步说明。
[0328]装置114进一步包括用于空气状反应剂进气到等离子体产生区225中的构件。在本实例中，此进气构件包括转子或叶轮240，其与电极21—体地旋转且安装在其上。在本发明的实施例中，叶轮240是径向类型且其包括多个叶片241，优选由金属材料制成、与闭合圆盘242成一体、尤其焊接到所述闭合圆盘。叶片241的数目可以是四个到十六个，其是根据大小及想要获得的空气参数。
[0329]闭合圆盘242也可以由金属材料制成，其直径优选为200mm并且高达数米或更多。
[0330]叶轮的材料的选择取决于想要触发的反应及过程温度。
[0331 ]梳状元件231的齿优选直接与叶轮240的叶片成一体，例如焊接到所述叶片。
[0332]参考27标示由径向叶轮240移动的气体和/或蒸气的流的线。
[0333]于是，装置114包括关联到电极21的滑动电接触件25，所述滑动电接触件适合于将电极连接到具有高压或频率的电源。举例来说，使用270标示电源的端子极。另一端子使用26标示且使壳体220及反电极222处于相同电位。因此，同样地壳体220将优选由导电、尤其是金属材料制成。
[0334]同样地，装置111可以作为组合件的一部分，所述组合件可以还包括电源及可能电极21的驱动电动机，并且所述组合件可以与已经参考第一实施例及相关变体描述的内容完全类似。
[0335]上述产生器装置114可类似前图的产生器装置而工作。
[0336]具体来说，在外部电动机及具有高电气绝缘的合适的传输的情况下，使电极21以从每分钟数转且直到大约每分钟2800转的角速度旋转。所述旋转速度取决于产生器大小及所施加的电压及频率。
[0337]通过将高压或高频或其两者供应到电极，在梳状物231的尖端与电极222之间包括的空间中，触发由于所述两个部分之间的接近度且由于所述两个部分之间的接近度且由于“尖端”效应而可见的放电。
[0338]由于所描述的布置，在电极21及222之间产生电场，所述电场电离及激发在等离子体产生区225中存在或传递的气体或蒸气颗粒，从而允许获得从区225排出的等离子气体。
[0339]中央电极21的旋转通过在反电极222的整个表面上均匀地分布触发区域而连续地移动触发区域。
[0340]叶轮240的旋转归因于离心作用而从底部吸入气体及蒸气且在径向方向上推动它们。以此方式，装置体积中含有的气体及蒸气连续地再循环且被迫越过冷等离子体区，如流线27所示的环形。
[0341]氺氺氺
[0342]如已经所述，根据上述实施例及变体，所述冷等离子体产生器装置及相关反应器用于化学工艺中、尤其在用于产生硝酸或硫酸的化学设备中使用。
[0343]参考图11到15，每一个图都是指用于产生硝酸的设备的实施例及相关方法或过程。
[0344]首先参看图11，用于产生硝酸的设备300包括根据上述实施例及变体中的任一者的反应器，所述反应器一般使用200标示的。使用130及120标示的此反应器200的出口分别涉及导电液体的入口及在标准条件下的空气或富含氧气的空气的入口，导电液体尤其是去离子水，在后一种情况下，例如使用具有分子筛的分离器或本领域技术人员已知的其它技术。
[0345]出口100实际上涉及从反应器200流出的硝酸蒸气+氮氧化物+超出的氮+水蒸气。从反应器流出的物质在优选完全由金属材料制成的冷却酸蒸气的冷凝器70中加合。具体金属材料的选择取决于被冷凝的蒸气。
[0346]冷凝器70具有上述蒸气及气体的入口71、冷凝酸+水+超出气体的出口 72、液体或冷却气体的入口 73，例如水或空气，及液体或冷却气体的出口 74。
[0347]在标准环境条件下，通过入口120进入反应器200的大气空气或富含氧气的空气被分子筛或其它系统过滤，所述的大气空气或富含氧气的空气的流量与反应器200的内部再循环因子成比例，所述的空气/再循环的比率在1:1到1:10之间变化。
[0348]仍然通过入口 130将去离子水注入到反应器200中，且使用本领域人员已知的未描述的合适的栗及传感器保持水平。
[0349]一旦已启动如上文所描述的冷等离子体产生器，在反应器200中产生以下反应:
[0350]2N2+502+2H20—4HN03
[0351]气体气体液体蒸汽
[0352]所述反应形成的硝酸蒸气从反应器200的出口100流出，此外还有大气空气中通常含有的多余的氮以及水蒸气、氧气及未反应的氮氧化物。
[0353]酸蒸气、氮、氧气、水蒸气及氮氧化物的流动是通过入口71进入冷凝器70且从出口72冷却且冷凝、仍然连同多余的氮、氧气及未反应或未冷凝的氧化物一起流出。因此，通过出口72收集稀释地硝酸以及多余的气体混合物。
[0354]用于化工要求的液体或冷却气体从冷凝器70的入口73及出口 74循环。
[0355]图12展示的是刚刚描述的设备300的细节，该设备使用301标示，与图4的反应器202—起使用的。
[0356]图13展示用于产生硝酸的设备的第二实施例，在此情况下使用302整体地标示。
[0357]设备302除已经针对设备300描述的组件之外还包括布置在冷凝器70的下游的液体-气体大气分离器80。
[0358]来自冷凝器70的冷凝产物及气体实际上注入到分离器80中。所述分离器可以呈简单槽的形式，其中气体不含冷凝物且从出口82流出，而冷凝产物收集到分离器80的底部且从出口 81流出。
[0359]图14展示用于产生硝酸的设备的第三实施例，在此情况下使用303整体地标示。
[0360]设备303除已经针对设备300描述的组件之外还包括雾反应器90及接触反应器40。[0361 ]具体来说，来自冷凝器70的冷凝产物+气体被送入到反应器90的入口 91，其中产生的雾仍然由去离子水的非常小的液滴构成。所述去离子水通过入口 93以计量注入且通过一组喷雾嘴94进行精细粉化。注入到雾反应器90中的冷凝物及气体的混合物归因于绝热效应而需要额外冷却。
[0362]实施例变体可将替代性冷却和/或冷凝装置提供到本文中考虑的雾反应器。
[0363]通过雾反应器90的出口 92，冷凝产物及气体在接触反应器40中通过，上述的通过的滞留时间被设计成数分钟且直到数小时。在保持在接触反应器40中期间，收集到接触反应器底部上的冷凝产物通过一组栗43连续地再循环，所述的一组栗43通过出口 44从下部部分进行抽吸且通过入口 42使再循环部分再次进入反应器40的较高部分中。
[0364]冷凝产物在反应器40中通过一组喷嘴46以非常细小的液滴被粉化，并且从而大大增加了液体-气体界面表面。再循环比率可以从雾反应器进入的冷凝产物的比率的I倍到20倍之间变化。
[0365]此再循环使得在入口处存在的残余气体与冷凝的稀释的酸之间进行严格的及更长时间的接触，其中通过水与氮氧化物及前面步骤中未反应的氧气之间的反应而形成额外酸，因此增加了收集到反应器40的底部上且通过下部出口 45排出的酸的最终浓度。
[0366]通过上部出口41排出多余的气体及未反应的气体。
[0367]图15展示用于生产硫酸的设备的优选实施例，在此情况下使用304整体地标示。
[0368]设备304包括一或多个硫燃烧器30，优选完全由金属材料制成。具体金属材料的选择取决于对氧化硫蒸气的耐化学性。
[0369]燃烧器30提供氧气入口 31及液体或固体硫入口 32。在后一种情况下，入口 32可以是漏斗形状。
[0370]在燃烧器30的出口33处，获得氧化硫烟。氧化硫烟加合到一或多个冷却器-同流换热器35的入口 34。
[0371]冷却器-同流换热器是产生水蒸气或过热空气的硫酸蒸气的冷却器-同流换热器，其优选完全由金属材料制成。具体金属材料的选择取决于对氧化硫蒸气到耐化学性。
[0372]在冷却器-同流换热器35的出口36处获得冷却的烟。
[0373]冷却器-同流换热器35进一步提供水或冷却空气的入口37及水蒸气或过热空气的出口 38，其同样地可以具有其他用途。
[0374]在冷却器-同流换热器35的下游提供一个或多个反应器，所述一个或多个反应器的类型已经描述，同样地在此情况下使用200标示，其具有去离子水或其它导电液体的入口
120。进一步在反应器200上提供烟的入口 122、辅助氧气的入口 123及在反应器200中未反应及再循环的氧化物及氧气的入口 124。在出口 100处，硫酸蒸气+氧化物及未反应的氧气。
[0375]在反应器为金属材料的实施方案的情况下，同样地在此情况下，此反应器的金属材料的选择取决于对硫酸蒸气的耐化学性。
[0376]在反应器200的下游提供酸蒸气70的冷凝器冷却器，所述冷凝器冷却器的类型已经描述。同样地在此情况下，可以提供若干冷凝器而不是仅仅一个。
[0377]未反应的硫酸蒸气+氧化物及氧气在冷凝器70的入口71处进入，且在出口 72处是未反应的冷凝硫酸+氧化物及氧气。
[0378]在冷凝器70的下游提供一个雾反应器(或若干雾反应器)9，所述一个雾反应器(或若干雾反应器)9的类型已经描述，未反应的冷凝硫酸+氧化物及氧气在其入口 91处加合，且在出口 92处是未反应的冷凝硫酸+氧化物及氧气及水雾。
[0379]后者加合到一个或多个接触反应器40中，所述的一个或多个接触反应器40的类型已经描述。
[0380]在下部出口45处获得液体硫酸。未反应的氧化物及氧气从上部出口 41流出。
[0381]在此情况下，提供出口47以用于从接触反应器40抽吸未反应的氧化物及氧气以用于在反应器200中再循环。于是，存在用于再循环的风扇或风机或压缩机或等效构件48。
[0382]液态或固态形式下的硫在燃烧器30中燃烧，其中进入用于形成二氧化硫S02氧气，几乎以化学计量比例进入，根据以下反应:
[0383]S2+202^2S02
[0384]局部使用合适的分子筛或其它技术产生所需的氧气。由S02构成的燃烧烟进入冷却器-同流换热器2以便达到大约70°C到100°C的温度。
[0385]然而，由冷却器-同流换热器35回收的热可用于产生蒸气或过热空气以用于其它部分中以产生过程必需的电能或机械驱动力。
[0386]S02的冷却的烟进入等离子体反应器200。同样地去离子水及额外氧气进入反应器200，以便获得以下最终形成反应:
[0387]S02+H20+1/202—H2S04
[0388]在反应器200中，来自接触反应器40的烟、氧气及未反应的水雾也再循环。
[0389]在高于100°C的温度下未反应的硫酸+硫氧化物的蒸气、氧气及水蒸气从反应器200流出且随后它们去往第二冷凝器70，其中它们使用水或空气冷却以使其达到大约50°C到70°C的温度。
[0390]冷凝酸+氧化硫及氧气从冷凝器74流出，其去往雾反应器90，其中注入额外少量去离子水，且通过一组喷雾嘴94进行精细粉化。
[0391 ]注入到雾反应器90中的冷凝产物及气体的混合物归因于绝热效应而经受第二冷却。
[0392]在雾反应器之后，冷凝产物及气体传递到接触反应器40中，在所述接触反应器40中的滞留时间被设计成数分钟且直到数小时。
[0393]在接触反应器中的持久性期间，收集到接触反应器底部上的冷凝产物通过一组栗43而连续地再循环，所述的一组栗43通过出口 44在下侧进行抽吸且其通过入口 42在反应器40的上侧使再循环部分上再次进入接触反应器。
[0394]冷凝产物在反应器中通过所述组喷嘴46被粉化为非常细小的液滴并且从而大大增加液体-气体界面表面。
[0395]再循环比率可从从雾反应器90进入的冷凝产物的比率的I倍到20倍之间变化。
[0396]此再循环使得入口处存在的残余气体与冷凝的稀释的酸之间进行严格及更长时间的接触，其中通过水及氧化硫及前面步骤中未反应的氧气之间的反应而形成额外酸，因此增加了由下部出口 45收集的酸的最终浓度。
[0397]通过上部出口 41排出超出的气体及未反应的气体。
[0398]氺氺氺
[0399]上文参考产生器装置所提及的所有入口、出口及端口、反应器及设备可以呈导管、块或其它形式。
[0400]氺氺氺
[0401]本发明的额外主题是用于通过冷等离子体产生酸的化学方法、优选产生硝酸或硫酸。
[0402]可以使用根据本文中所描述的实施例中的任一者的产生器装置101、102产生冷等离子体，所述产生器装置优选包括在根据本文中所描述的实施例中的任一者的反应器设备201、202 中。
[0403]根据本发明在化学方法中使用产生器装置的实施例，其包括外部电极2及内部电极I，所述电极经布置以使得外部电极2包围内部电极I且以便在其间界定等离子体产生区
121。内部电极I及外部电极2由电源15、16供给，使得在等离子体产生区121处建立电势中的差异。所述电极彼此相对旋转，优选内部电极I是可旋转的且外部电极2是固定的。
[0404]产生器的外部电极2及内部电极I可经设置以使得相应的纵轴L大体上平行或重合，且所述轴的方向优选也对应于相对旋转的轴A的方向。外部电极2及内部电极I例如可以同轴地或偏心地布置，其中内部电极I的纵向轴线L大体上垂直。
[0405]根据实施例，在化学方法中使用的产生器，其第二电极是液态电极522，优选在此实施例中产生器装置111、112、113经设置以使得第一电极51的纵向轴线L大体上平行于液态电极522的自由表面18。如上文所描述，可进一步设置主体52，其封围第一电极51且至少部分浸没在液态电极522中。液态电极522优选通过产生进入等离子体产生区521的蒸气而用于冷却进入等离子体产生区521的气体。在此实施例中，优选第一电极51与第二电极522之间的距离可通过控制液态电极522的液面高度来调