[发明专利]消耗臭氧层物质的蒸汽等离子体弧水解

权利要求书

1.一种用于在反应器中使用蒸汽等离子体破坏前体材料的两步法，其中，作为第一步，将所述前体材料在所述反应器的高温区内水解，随后第二步，在注入助燃氧气或空气的所述反应器的燃烧区内中温氧化反应物流，并且立即骤冷所得气体流以避免不需要的副产物的形成。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒸汽等离子体由非转换直流蒸汽等离子体炬产生，由此在金属电极和过热蒸汽之间产生的电弧在所述等离子体炬的出口端形成富含活性氢离子和氢氧根离子的高温等离子体流。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述等离子体炬使用少量惰性气体如氮气、氩气或氦气或者它们的混合物作为保护气体以保护背电极不被过度氧化。

4.根据权利要求1至3所述的方法，其中在所述反应器的所述高温区内，用所述蒸汽等离子体流的活性氢氧根离子和氢离子在高温下水解所述前体材料。

5.根据权利要求1至4所述的方法，在其中注入必要的助燃氧气或空气的富氧环境下，在所述反应器的所述燃烧区内在中温下燃烧离开所述反应器的所述水解区的气体混合物。

6.根据权利要求1至5所述的方法，其中使用冷水的细小喷雾快速骤冷燃烧之后所得到的工艺流，以避免形成任何不需要的副产物。

7.根据权利要求1至6所述的方法，其中所述水解反应器包括三个区：即，锥形收敛的高温蒸汽水解区，其为所述前体材料的完全水解提供必要的停留时间；随后是狭窄的管状区，其为反应提供必要的湍流和另外的停留时间；和锥形发散的中温燃烧区，其为所述工艺流的完全燃烧提供停留时间。

8.根据权利要求1至7所述的方法，其中来自所述等离子体炬的所述等离子体流延伸至所述反应器的第一区中并且容纳在所述反应器内。

9.根据权利要求1至8所述的方法，其中使用气体涡流将所述前体材料注入到相邻于所述蒸汽等离子体炬并且在所述等离子体炬和所述反应器的所述水解区之间的所述蒸汽等离子体流的芯，所述气体涡流产生湍流并且使所述前体材料与所述芯等离子体流充分混合。

10.根据权利要求1至9所述的方法，其中将所述前体材料或作为气体或作为细小液体喷雾或作为细小固体颗粒注入到所述芯中。

11.根据权利要求1至10所述的方法，其中活性氢和氢氧根蒸汽等离子体存在于所述反应器的所述水解区内。

12.根据权利要求1至11所述的方法，其中缺氧环境存在于所述反应器的所述水解区内，富氧环境存在于所述反应器的所述燃烧区内。

13.根据权利要求1至12所述的方法，其中使用相邻于所述燃烧区出口的冷水的细小喷雾快速骤冷离开所述反应器的所述燃烧区的所述反应物流，以避免形成不需要的副产物。

14.一种用于实施权利要求1至13所述的方法的设备，其包括：非转换直流蒸汽等离子体炬、包含耐腐蚀耐火材料衬里的外部冷却的三区域蒸汽等离子体反应器、用于将所述等离子体炬附接到所述反应器的装置、用于将所述前体材料以或气体涡流或以细小的液体喷雾或以固体颗粒的形式引入到所述等离子体炬的所述等离子体流中的装置、用于将所述助燃空气或氧气引入到所述反应器的所述燃烧区内的装置、用于使所述反应混合物排出所述反应器的装置和用于骤冷位于所述反应器出口端的所述反应混合物的装置。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述等离子体炬包含间隔开布置一组金属电极，即阴极、点火阳极和工作阳极，从而使得直流电弧存在于所述阴极和所述工作阳极之间，所述等离子体炬使用惰性气体如氦气、氮气、氩气或它们的混合物作为保护气体，并使用蒸汽作为主等离子体形成气体，并且具有在所述阳极端处排出的等离子体流。

16.根据权利要求14所述的设备，其中所述用于骤冷的装置位于所述反应器的所述出口端，并且产生冷水喷雾，离开所述反应器的所述工艺流经过所述冷水喷雾。

17.一种用于破坏前体材料的设备，其包括含高温区和燃烧区的反应器，所述高温区适合于水解所述前体材料，所述燃烧区适合于对注入助燃氧气或空气的反应物流实施中温氧化，在所述反应器的出口端设置有骤冷装置，用于骤冷所得气体流以避免不需要的副产物的形成。