口(513)及气体入口(512)，所述导电液体入口(513)及气体入口(512)优选彼此邻近设置。65.根据权利要求60到64中任一项权利要求所述的反应器设备(211)，其中所述壳体(511)具有优选布置在其顶部处的气体/蒸气出口(510)。66.根据权利要求60到65中任一项权利要求所述的反应器设备(211)，其包括用于控制和/或调整所述液态电极(522)的液面高度的构件(518)。67.根据权利要求60到66中任一项权利要求所述的反应器设备(211)，其包括所述的多个产生器装置(111; 112; 113)和/或产生器组合件，所述的多个产生器装置(111; 112; 113)和/或产生器组合件是根据权利要求58到59中任一项权利要求所描述的多个产生器装置(111; 112; 113)和/或产生器组合件。68.根据权利要求60到67中任一项权利要求所述的反应器设备(211)，其中所述至少一个产生器装置(111 ;112;113)经布置以使得所述第一电极(51)的纵向轴线(L)大体上水平。69.—种化学设备(300，...，305)，其包括: 根据权利要求60到68中任一项权利要求所述的反应器设备(211，...，214)或根据权利要求31到57中任一项权利要求所述的产生器装置(111、112、113); 冷凝器(70)，其操作性地连接到所述反应器设备(211，...，214)或所述产生器装置(111、112、113)以接收从所述反应器设备(211，...，214)或所述产生器装置(111、112、113)输出的气体/蒸气作为冷凝器的输入。70.根据权利要求69所述的化学设备(302)，其进一步包括设置在所述冷凝器(70)下游的液体-气体分离器(80)。71.根据权利要求69所述的化学设备(303;304)，其进一步包括设置在所述冷凝器(70)的下游的至少一个冷却装置(90)，所述冷却装置优选包括雾反应器(90)。72.根据权利要求69或71所述的化学设备(303;304)，其进一步包括至少一个接触反应器(40)，所述至少一个接触反应器(40)设置在所述冷凝器(70)的下游且优选设置在所述至少一个冷却装置(90)的下游。73.根据前述权利要求所述的化学设备(303;304)，其中所述接触反应器(40)包括冷凝产物的再循环构件(42-44)。74.根据权利要求72或73所述的化学设备(304)，其进一步包括在所述接触反应器(40)与所述反应器设备(211;...，214)之间的连接构件(47、48、124)，所述连接构件(47、48、124)适于加合来自所述反应器设备(211，...，214)中的所述接触反应器(40)的气体。75.根据权利要求72到74中任一项权利要求所述的化学设备(303;304)，其中所述冷却装置(90)和/或所述接触反应器(40)包括在所述装置中接收的冷凝产物的雾化构件(94、46)。76.根据权利要求69所述的化学设备(304)，其进一步包括至少一个硫燃烧器(30)，所述至少一个硫燃烧器(30)适于产生硫烟且设置在所述反应器设备(201、202)的上游。77.根据前述权利要求所述的化学设备(304)，其包括布置在所述燃烧器(30)的下游及所述反应器设备(201、202)的上游的至少一个冷却装置(35)。78.根据权利要求61到69中任一项权利要求所述的化学设备，其为用于产生硝酸或硫酸的化学设备。79.一种冷等离子体产生器装置， 其适合用于方法中，尤其适合用于产生酸、硝酸、硫酸、硝酸铵、硫酸铵、硝酸钙、Ν0、Ν02、Ν0χ、Νχ0χ或氧化VOC中的任一者， 所述装置(101、102)包括: 外部电极(2)及内部电极(I)，所述电极布置成一个电极围绕着另一个电极以便在它们之间界定等离子体产生区(121)， 其中所述内部电极(I)和/或外部电极(2)连接或可连接到电源(I5、16)，使得在使用中在所述等离子体产生区(121)处建立电势中的差异， 其中所述内部电极(I)及外部电极(2)可彼此相对地旋转， 其中所述外部电极(2)具有用于必须越过所述等离子体产生区(121)的气体的入口端口(8)及用于已越过所述等离子体产生区(121)的所述等离子气体的至少一个再循环出口端口 (5); 触发构件(3、3a)，其用于触发所述外部电极(I)及内部电极(2)之间的放电，所述触发构件(3、3a)连接到所述两个电极(1、2)的旋转电极(I)，优选固定链接方式;及 进气构件(4)，其适于通过所述等离子体产生区(121)汲取气体，所述进气构件(4)连接到所述两个电极(1、2)的旋转电极(1)、优选固定连接方式， 其中所述外部电极(2)具有一个等离子气体的额外出口端口(10)，相对于等离子气体流动设置在至少一出口再循环端口( 5)的下游。80.根据权利要求79所述的产生器装置(101)，其中所述内部电极(I)可旋转。81.根据权利要求79或80所述的产生器装置(101)，其中所述外部电极(2)及内部电极(I)两者可旋转。82.根据权利要求79到81中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述外部电极(2)及内部电极(I)经布置以使得相应的纵轴(L)大体上平行或重合，所述轴的方向优选还对应于相对旋转的轴(A)的方向。83.根据权利要求82所述的产生器装置(101)，其中所述外部电极(2)及内部电极(I)同轴地设置。84.根据权利要求82所述的产生器装置(113)，其中所述外部电极(2)及内部电极(I)偏心地设置。85.根据权利要求79到84中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述外部电极(2)及内部电极(I)具有大体上圆柱形几何形状。86.根据权利要求79到85中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述内部电极(I)是轴杆形状。87.根据权利要求79到86中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其包括所述内部电极(I)的中间支撑件(7)，其中所述中间支撑件(7)适于保证所述两个电极(1、2)之间的电绝缘。88.根据权利要求79到87中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述外部电极(2)的横截面区域比所述内部电极(I)的横截面大大约25到100倍。89.根据权利要求79到88中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述外部电极(2)和内部电极(I)两者具有大体上圆形截面，且其中所述外部电极(2)的直径比所述内部电极(I)的直径大大约5到10倍。90.根据权利要求79到89中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述内部电极(I)具有大体上圆形截面，直径优选具有在大约20到200mm范围内。91.根据权利要求79到90中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述外部电极(2)和/或所述内部电极(I)具有等于或大于大约200_的长度。92.根据权利要求79到91中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述气体入口端口( 8)设置在所述外部电极(2)的一端处、优选设置在基底处。93.根据权利要求79到92中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述至少一个再循环出口端口( 5)设置在所述外部电极(2)的侧壁或裙座处。94.根据权利要求79到93中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述至少一个再循环出口端口(5)界定出口区域，出口区域大体上等于或大于所述外部电极(2)的横截面的区域。95.根据权利要求79到94中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述外部电极(2)具有用于所述等离子气体的多个再循环出口端口(5)，所述端口(5)优选设置在所述外部电极(2)的侧壁或裙座中。96.根据权利要求79到95中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述外部电极(2)具有一个等离子气体的额外出口端口(10)，相对于等离子气体流动设置在至少一出口再循环端口(5)的下游。97.根据权利要求79到96中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述额外端口(10)设置在所述外部电极(2)的侧壁或裙座处。98.根据权利要求79到97中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述触发构件(3)固定到所述电极(1、2)的旋转电极(I)。99.根据权利要求79到98中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述触发构件(3)是基于尖端效应。100.根据权利要求79到99中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述触发构件(3)是大体上梳状。101.根据权利要求79到100中任一项权利要求所述的产生器装置(101)，其中所述进气构件包括转子或叶轮(4)，所述转子或叶轮固定到所述内部电极(I)及外部电极(2)的旋转电极(I)，其中所述转子或叶轮(4)优选至少部分由塑料材料制成。102.根据权利要求101所述的产生器装置(101)，其中所述进气构件包括固定到所述内部电极(I)的转子或叶轮(4)，其中所述转子或叶轮(4)的直径优选具有在所述外部电极(2)的内径的大约70 %到95 %的范围内、更优选大约60 %到90 %的范围内。103.一种产生器组合件，其包括: 根据权利要求79到102中任一项权利要求所述的产生器装置(101、102)，及 高频或高压发电机，其连接或可连接到所述产生器装置(101、102)的所述内部电极(I)和/或外部电极(2)。104.根据前述权利要求所述的产生器组合件，其进一步包括电动机，所述电动机适于优选以大约每分钟2800转的最大速度驱动所述产生器装置(101、102)的所述电极(1、2)的旋转。105.—种反应器设备(201; 202)， 其适合用于过程中，尤其适合用于产生酸、硝酸、硫酸、硝酸铵、硫酸铵、硝酸钙、NO、N02、NOx、NxOx 或氧化 VOC， 所述设备(201; 202)包括至少一个产生器装置(101、102)，所述产生器装置包括: 外部电极(2)及内部电极(I)，所述电极布置成一个电极围绕着另一个电极以便在它们之间界定等离子体产生区(121)， 其中所述内部电极(I)和/或外部电极(2)连接或可连接到电源(I5、16)，使得在使用中在所述等离子体产生区(121)处建立电势中的差异， 其中所述内部电极(I)及外部电极(2)可彼此相对地旋转， 其中所述外部电极(2)具有用于必须越过所述等离子体产生区(121)的气体的入口端口(8)及用于已越过所述等离子体产生区(121)的等离子气体的至少一个再循环出口端口(5)； 触发构件(3、3a)，其用于触发所述外部电极(I)及内部电极(2)之间的放电，所述触发构件(3、3a)连接到所述两个电极(1、2)的旋转电极(1)、优选固定方式;及 进气构件(4)，其适于通过所述等离子体产生区(121)汲取气体，所述进气构件(4)连接到所述两个电极(1、2)的旋转电极(I)，优选固定方式， 或产生器组合件，其包括所述至少一个产生器装置(101、102)及高频或高压发电机，所述高频或高压发电机连接或可连接到所述产生器装置(101、102)的所述内部电极(I)和/或外部电极(2)， 所述设备(201 ;202)具有适于容纳导电液体的槽区(180)，所述设置使得所述产生器装置(101、102)的所述内部电极(I)及外部电极(2)中的一者至少部分接纳在所述槽区(180)中，并且在使用中浸没在所述导电液体中， 其中所述设备(201、202)具有至少一个出口端口(510)，所述至少一个出口端口(510)用于输出在所述反应器设备中通过涉及所述至少一个产生器装置中产生的所述等离子气体的反应而获得的气体/蒸气。106.根据前述权利要求所述的反应器设备(201)，其包括外部壳体(11)，所述至少一个产生器装置(101; 102)至少部分设置在所述壳体(11)内部。107.根据前述权利要求所述的反应器设备(201)，其中所述壳体(11)界定所述槽区(180)，所述槽区优选是大体上灯泡或盆状。108.根据权利要求105或106所述的反应器设备(201)，其中所述壳体(11)具有优选设置在相对侧处的导电液体入口( 13)及气体入口( 12)。109.根据权利要求105到108中任一项权利要求所述的反应器设备(201)，其中所述内部电极(I)经设置以使得在使用中其至少部分浸没在所述槽区(180)中接收的所述导电液体中。110.根据权利要求105到109中任一项权利要求所述的反应器设备(201)，其中所述至少一个产生器装置(101; 102)经设置以使得其纵向轴线(L)大体上垂直于所述导电液体的自由表面(18)，优选内部电极(I)的纵向轴线。111.根据权利要求105到110中任一项权利要求所述的反应器设备(201)，其包括用于控制和/或调整所述槽区(180)内部的所述导电液体的液面高度的构件(18)。112.根据权利要求105到111中任一项权利要求所述的反应器设备(201)，其中所述至少一个产生器装置(101 ;102)经设置以使得所述内部电极(I)的纵向轴线(L)大体上垂直。113.根据权利要求105到112中任一项权利要求所述的反应器设备(201)，其包括各自为根据权利要求79到104中任一项权利要求所述的多个产生器装置(101、102)和/或产生器组合件。114.根据权利要求105到113中任一项权利要求所述的设备(114)，其中所述第二电极是网格形状(222)。115.根据权利要求105到114中任一项权利要求所述的设备(201;202; 114)，其包括优选设置在所述壳体(11)的下部部分处的液体出口(17、217)。116.根据权利要求105到115中任一项权利要求所述的设备(201;202)，其包括用于对所述壳体(11)内部界定的反应环境进行制冷或加热的构件。117.根据权利要求105到116中任一项权利要求所述的设备(201;202; 114)，其不具有用于液体的入口端口。118.根据权利要求105到117中任一项权利要求所述的设备(201;202; 114)，其进一步包括用于投配氮气及氧气的构件和/或用于存储压力下的气体产物的压缩构件。119.根据权利要求105到118中任一项权利要求所述的设备(201;202; 114)，其进一步包括风扇和/或热交换器。120.—种化学设备(300，...，304)，其包括: 根据权利要求105到119中任一项权利要求所述的反应器设备(201、202)或根据权利要求79到103中任一项权利要求所述的产生器装置(101、102)，及 冷凝器(70)，其连接到所述反应器设备(201、202)或所述产生器装置(101,102)以接收从其输出的气体/蒸气作为输入。121.根据权利要求120所述的化学设备(302)，其进一步包括设置在所述冷凝器(70)下游的液体-气体分离器(80)。122.根据权利要求120所述的化学设备(303;304)，其进一步包括设置在所述冷凝器(70)的下游的至少一个冷却装置(90)，所述冷却装置(90)优选包括雾反应器(90)。123.根据权利要求120或122所述的化学设备(303;304)，其进一步包括至少一个接触反应器(40)，所述至少一个接触反应器(40)设置在所述冷凝器(70)的下游且优选设置在所述至少一个冷却装置(90)的下游。124.根据前述权利要求所述的化学设备(303;304)，其中所述接触反应器(40)包括冷凝产物的再循环构件(42-44)。125.根据权利要求123或124所述的化学设备(304)，其进一步包括在所述接触反应器(40)与所述反应器设备(201、202)之间的连接构件(47、48、124)，所述连接构件(47、48、124)适于加合来自所述反应器设备(201、202)中的所述接触反应器(40)的气体。126.根据权利要求122到125中任一项权利要求所述的化学设备(303;304)，其中所述冷却装置(90)和/或所述接触反应器(40)包括在所述装置中接收的冷凝产物的雾化构件(94、46)。127.根据权利要求120所述的化学设备(304)，其进一步包括至少一个硫燃烧器(30)，所述至少一个硫燃烧器(30)适于产生硫烟且设置在所述反应器设备(201、202)的上游。128.根据前述权利要求所述的化学设备(304)，其包括至少一个冷却装置(35)，所述至少一个冷却装置(35)设置在所述燃烧器(30)的下游及所述反应器设备(201、202)的上游。129.根据权利要求120到128中任一项权利要求所述的化学设备，其为用于产生硝酸或硫酸的化学设备。130.—种用于产生化学物质的化学方法，所述化学物质尤其是酸、硝酸、硫酸、硝酸铵、硫酸铵、硝酸钙、NO、N02、NOx、NxOx或氧化VOC中的任一者，所述化学方法使用根据前述权利要求中任一项权利要求所述的产生器装置(101、102)、产生器组合件、反应器设备(201、202)或设备(300;...，304)。
【专利摘要】本发明涉及用于产生在化工方法中使用的冷等离子体的装置，具体来说，涉及用于产生化学物质、尤其是例如硝酸及硫酸等酸的装置。本发明还涉及包含所述冷等离子体产生器装置的反应器及设备且涉及基于其的对应化学方法。本发明的装置及相关联的方法允许高效率地产生若干化学物质，具体来说是酸。本发明还保持使用冷等离子体技术的若干优点，具体来说是不需要催化剂和/或高反应温度的优点。
【IPC分类】H05H1/48
【公开号】CN105532078
【申请号】CN201480033118
【发明人】奥尔多·曼戈
【申请人】阿米利喀商业私人有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年4月10日
【公告号】CA2909099A1, EP2984909A1, US20160030912, WO2014167520A1