專利名稱：碳氟化合物原料的處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳氟化合物原料的處理。它尤其涉及一種處理碳氟化合物原料的方法，涉及一個(gè)處理碳氟化合物原料的裝置，以及用于所述方法和用于所述裝置的驟冷探頭(quench probe)。
按本發(fā)明第一方面，提供了一種處理碳氟化合物原料的方法，該方法包括在一個(gè)高溫區(qū)內(nèi)，在至少一個(gè)陰極和至少一個(gè)陽極之間產(chǎn)生電弧；在該高溫區(qū)內(nèi)，并且通過所述電弧和一種等離子氣體產(chǎn)生一種具有尾火焰的向上燃燒的熱等離子體；使包含至少一種碳氟化合物的固體粒狀碳氟化合物原料與熱等離子體尾火焰形成活性熱混合物，所述碳氟化合物分解成至少一種碳氟化合物母體或活性組分；以及冷卻所述活性熱混合物而從碳氟化合物母體或活性組分形成至少一種更需要的碳氟化合物。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述等離子氣體可能是惰性氣體，例如，氬、氮、氦或其混合物。所以，這類惰性氣體只是起熱源和支持等離子體的作用，而不與所述碳氟化合物母體或活性組分反應(yīng)。然而，在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案中，所述等離子氣體可能是反應(yīng)性氣體，例如，四氟代甲烷(CF4)，于是，它將在所述熱等離子體中、從而處于活性熱混合物中，分解成含氟物質(zhì)和含碳物質(zhì)，它們在活性熱混合物的冷卻時(shí)將與碳氟化合物母體或活性組分反應(yīng)而形成所述至少一種更需要的碳氟化合物。在本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方案中，所述等離子氣體可能包含上述惰性氣體和反應(yīng)性氣體的混合物。
所述原料特別可以是填充的或未填充的材料，它不是可直接利用的，例如，聚四氟乙烯(‘PTFE’)、四氟乙烯六氟丙烯偏二氟乙烯(‘THV’)、氟化乙烯-丙烯共聚物(‘FEP’)、全氟烷氧基共聚物(‘PFA’)等?！畛涞摹硎咎挤衔镌峡赡芎欣缍趸?、銅、碳等這樣的成分或物質(zhì)，它們原先被添加到碳氟化合物材料中而賦予特定的性能。一旦利用這樣的材料(因而成為不可直接利用的，但適合用作本發(fā)明方法中的原料)，它將仍然包含這些成分。在本發(fā)明的方法中，這些材料被解聚，于是從它們生成更希望的碳氟化合物，或者這類化合物的混合物。
如果需要的話或必要的話，可以預(yù)處理所述固體粒狀原料而除去表面污染物(例如，油和污垢)，例如，通過溶劑提取。
可獲得的代表性產(chǎn)品有四氟代甲烷(CF4)、四氟乙烯(C2F4)、六氟乙烯(C2F6)、六氟丙烯(C3F6)、六氟丁烯(C4F6)、環(huán)狀八氟丁烯(c-C4F8)、十氟丁烯(C4F10)、八氟丙烯(C3F8)和其它CxFy鏈(其中，x和y都是整數(shù))。
陰極和陽極(即，電極)就可以是由動力源驅(qū)動的等離子炬或等離子管的電極。所述高溫區(qū)可能是處于等離子炬或等離子管的電弧(即，兩電極之間的電弧)內(nèi)和電弧周圍，以及就在電弧的附近的區(qū)。
一般說來，可使用任何合適的等離子管或等離子炬。例如，等離子管可包含單一的水冷卻的熱陰極和一組至多三個(gè)水冷卻的陽極，電弧就在陰極和陽極之間穿過。陰極可包含合適的電極頭(insert)(例如，鎢或石墨電極頭)。
可將原料導(dǎo)入等離子體尾火焰，它是在等離子管或等離子炬出口處形成的。等離子氣體可被單獨(dú)進(jìn)料入穿過等離子炬或等離子管的高溫區(qū)，即，進(jìn)料入兩電極之間的等離子炬。
熱等離子體的產(chǎn)生、碳氟化合物的分解和活性熱混合物的冷卻就可以在等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行。于是，該反應(yīng)器(它可用例如石墨作襯里)將包含一個(gè)反應(yīng)室，其中，熱等離子體尾火焰被膨脹，碳氟化合物被分解，而活性熱混合物被冷卻，熱等離子體尾火焰膨脹和碳氟化合物分解在反應(yīng)室的第一區(qū)內(nèi)進(jìn)行，而活性熱混合物冷卻則在反應(yīng)室的第二區(qū)內(nèi)進(jìn)行。于是，等離子管將被安裝在反應(yīng)器上反應(yīng)室第一區(qū)附近，這樣，等離子體的產(chǎn)生和尾火焰膨脹可在反應(yīng)室的第一區(qū)內(nèi)進(jìn)行。反應(yīng)室可以是倒置圓錐形的，等離子炬或等離子管處于反應(yīng)室的底部。
反應(yīng)室的第二區(qū)的冷卻可通過驟冷探頭(它可以是自清潔的驟冷探頭)來進(jìn)行。自清潔的驟冷探頭可包括一個(gè)安裝在反應(yīng)器上的外部圓柱形組件，它提供一個(gè)中央通道并且適合冷卻流過該通道的熱氣體或活性熱混合物；很多從外部組件向通道中向內(nèi)凸出的、周向間隔開的細(xì)長的齒或刮刀；一個(gè)有間隙地處于外部組件內(nèi)的內(nèi)部圓柱形組件，該內(nèi)部組件也適合冷卻沿兩組件之間的圓周空隙流過的熱氣體或活性熱混合物；很多從內(nèi)部組件向通道中向外凸出的、周向間隔開的細(xì)長的齒或刮刀，這些齒或刮刀與外部組件上的齒或刮刀交錯(cuò)排列；以及驅(qū)動一個(gè)圓柱形組件相對于另一個(gè)圓柱形組件振動的驅(qū)動裝置。該驅(qū)動裝置例如可包括一條彈簧承載的活塞驅(qū)動臂。
然而，也可應(yīng)用任何其它合適的驟冷方法，例如，產(chǎn)品氣體的迅速膨脹，借助于冷的其它氣體的氣體驟冷等。
反應(yīng)器裝置包含一個(gè)等離子管，反應(yīng)器和驟冷探頭就可以是所謂的噴射床反應(yīng)器裝置，其中，等離子管位于反應(yīng)室底部，被裝配成使形成的熱等離子體向上燃燒，而且其中，驟冷探頭凸出伸入反應(yīng)室的上端部分，就在等離子管上方。雖然驟冷探頭通常將被豎直放置，但也可將它與豎直方向成不同角度放置，這取決于所需的產(chǎn)品、工藝參數(shù)等。反應(yīng)室尤其可以呈倒置圓錐形(如上文所述)。
等離子氣體向高溫區(qū)中的進(jìn)料就可這樣實(shí)現(xiàn)，即，按使氣流在反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)內(nèi)形成渦旋穩(wěn)定化熱等離子體的方式將氣體注入兩電極之間的等離子炬。另外，等離子氣體還可在兩相鄰的陽極之間導(dǎo)入，以便增強(qiáng)和保持反應(yīng)室的膨脹區(qū)中的渦流。
所述尾火焰可被豎直向上導(dǎo)引，而驟冷探頭豎直延伸，或者如上文所述呈一定角度。
雖然總體上可按任何期望的方式將固體粒狀原料導(dǎo)入反應(yīng)室的腔或第一區(qū)，但尤其可利用重力進(jìn)料，因?yàn)榭扇菀椎乩孟鄬^大的原料顆粒(例如，尺寸在1～20mm、優(yōu)選8～15mm范圍內(nèi)的顆粒)。所以，可在重力作用下將原料豎直進(jìn)料入反應(yīng)室(就在等離子炬上方)。
可按間歇方式、半連續(xù)方式或連續(xù)方式將原料進(jìn)料入反應(yīng)器?！g歇’表示，將預(yù)定量的碳氟化合物裝入反應(yīng)器并使它與熱等離子氣體反應(yīng)至完全?！脒B續(xù)的’表示，將原料裝入料斗，然后以連續(xù)的(通常恒定的)進(jìn)料速率將該原料加入反應(yīng)器直至料斗放空，隨后，可再填充料斗?！B續(xù)的’表示，將原料連續(xù)地加入反應(yīng)器(通常以基本恒定的進(jìn)料速率)。我們認(rèn)為，連續(xù)進(jìn)料操作可能有利地用于具有較高蒸發(fā)速率的原料。一般說來，這樣的原料的沸點(diǎn)低于1000℃。
可在從接近真空到高壓的壓力范圍內(nèi)操作反應(yīng)室，這取決于具體的反應(yīng)，即，取決于原料和要形成的所需碳氟化合物?？蛇M(jìn)行通過驟冷探頭的抽空。
通常，將形成作為產(chǎn)品的系列碳氟化合物。本方法就可能包括將不同的產(chǎn)品彼此分離。
按本發(fā)明第二方面，提供了一種處理碳氟化合物原料的裝置，該裝置包括一個(gè)具有向上向外擴(kuò)口的反應(yīng)室的反應(yīng)器；位于反應(yīng)室底部的等離子體產(chǎn)生裝置；以及位于反應(yīng)室內(nèi)所述等離子體產(chǎn)生裝置上方的驟冷裝置，用來驟冷或冷卻使用中在反應(yīng)室內(nèi)形成的活性熱混合物。
反應(yīng)室尤其可呈倒置的圓錐形，等離子體產(chǎn)生裝置位于反應(yīng)室的頂部，而驟冷裝置就位于等離子體產(chǎn)生裝置的上方，處于反應(yīng)室的上部或區(qū)內(nèi)。
反應(yīng)器可用例如石墨作襯里(如上文所述)，而且可備有供原料進(jìn)料入反應(yīng)室的入口，以及用來從反應(yīng)室排出產(chǎn)品的出口。
等離子體產(chǎn)生裝置可包含如前文所述的陰極和陽極，從而可以是如前文所述的等離子炬或等離子管。
驟冷裝置可以是位于反應(yīng)器出口處、如前文所述的細(xì)長的驟冷探頭。該驟冷探頭可被豎直放置。
按本發(fā)明第三方面，提供了一種驟冷探頭，它包括一個(gè)提供中央通道并且適合冷卻流過該通道的熱氣體的外部圓柱形組件；
很多從外部組件向通道中向內(nèi)凸出的、周向間隔開的細(xì)長的齒或刮刀；一個(gè)有間隙地處于外部組件內(nèi)的內(nèi)部圓柱形組件，該內(nèi)部組件適合冷卻沿兩組件之間的圓周空隙流過的熱氣體；很多從內(nèi)部組件向通道中向外凸出的、周向間隔開的細(xì)長的齒或刮刀，這些齒或刮刀與外部組件上的齒或刮刀交錯(cuò)排列；以及驅(qū)動一個(gè)組件相對于另一個(gè)組件振動的驅(qū)動裝置。
所述內(nèi)部組件可處于外部組件的中央或與外部組件同軸。可在內(nèi)部組件和外部組件上裝備相同數(shù)量的齒或刮刀。這些齒或刮刀可在它們的組件上等距離地間隔開。這些齒或刮刀可以彼此平行延伸。
所述組件可能是空心的和/或備有通道而允許冷卻流體(例如，水)流過它們，以便對熱氣體進(jìn)行冷卻或驟冷。
所述驅(qū)動裝置可能(也如前所述)包括一個(gè)連接在圓柱形組件之一上的彈簧承載的活塞驅(qū)動臂。
由于一個(gè)組件相對于另一個(gè)組件的振動，當(dāng)氣體流過兩組件之間的環(huán)形空隙時(shí)，就可除去沉積在組件表面的固化的或升華的物質(zhì)。
所述驟冷探頭特別適用于本文上述的等離子體反應(yīng)器；然而，它不限于這樣的應(yīng)用。通常，外部組件將被固定在反應(yīng)器上，而內(nèi)部組件則相對于外部組件振動。
現(xiàn)在將通過實(shí)施例、參照所附示意圖描述本發(fā)明。在圖中

圖1以簡化的流程圖形式示出了一個(gè)按本發(fā)明實(shí)施處理碳氟化合物原料的方法的裝置。
圖2示出了圖1反應(yīng)器的驟冷探頭的三維視圖。
在圖中，附圖標(biāo)號10通常表示一個(gè)按本發(fā)明實(shí)施處理碳氟化合物原料的方法的裝置。
裝置10包括一個(gè)反應(yīng)器(通常以附圖標(biāo)號12表示)。反應(yīng)器12包括用石墨16內(nèi)襯的殼體14。在反應(yīng)器12內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)反應(yīng)室(通常以附圖標(biāo)號20表示)。反應(yīng)室20呈倒置的圓錐形。一條豎直延伸的進(jìn)料導(dǎo)管24導(dǎo)入腔20，一條進(jìn)料導(dǎo)管26與導(dǎo)管24連接。
裝置10包含一個(gè)等離子炬或等離子管(通常以附圖標(biāo)號30表示)。等離子炬或等離子管30包含一個(gè)水冷卻的熱陰極(未示出)和一組至多三個(gè)水冷卻的陽極(未示出)。熱陰極包含鎢電極頭(未示出)。等離子氣體注射流動管線32導(dǎo)入等離子炬30。使用時(shí)，以使產(chǎn)生的氣流形成渦旋穩(wěn)定化等離子體(還具有向上導(dǎo)引的尾火焰)的方式通過流動管線32將等離子氣體在陰極和陽極之間注入等離子炬。
裝置10還包含一個(gè)自清潔的驟冷探頭(通常以附圖標(biāo)號40表示，向反應(yīng)器12的下端凸出)。該自清潔的驟冷探頭40包含一個(gè)細(xì)長的水冷卻的圓柱形外部組件42，它被固定在反應(yīng)器12上。外部組件42于是具有一條中央通道，在其中伸出等間距細(xì)長的、向內(nèi)徑向凸出的齒或刮刀44。在外部組件42的通道內(nèi)留有圓周間隙地布置了細(xì)長的水冷卻的圓柱形內(nèi)部組件46。在內(nèi)部組件46上裝備了等間距細(xì)長的、向外徑向凸出的齒或刮刀48，齒48與齒44周向間隔開。齒44、48可以延伸到組件42、46的全長，而組件42、46長度大致相等。內(nèi)部組件46配備了驅(qū)動裝置(未示出)，例如，彈簧承載的活塞驅(qū)動臂，用來驅(qū)動它相對于外部組件42振動(如箭頭50所示)。于是，就可以通過振動齒44、48來實(shí)現(xiàn)從組件42、46除去固體污染物。通過上下移動驟冷探頭40，可增大或減小反應(yīng)室的有效長度，從而使反應(yīng)室長度最佳化。
這樣，驟冷探頭40是一個(gè)雙環(huán)形水冷卻的探頭，它被設(shè)計(jì)用來將在反應(yīng)室20內(nèi)形成的等離子氣體或活性熱混合物(如下文所述)以約105℃/秒的速率冷卻到200℃以下。所述探頭是自清潔的以防它的阻塞，因?yàn)楣袒幕蛏A的物質(zhì)在使用中的探頭表面形成。
一條流動管線(未示出)從驟冷探頭40的上端導(dǎo)向過濾器(未示出)，一條流動管線(未示出)從過濾器導(dǎo)向真空泵(未示出)。一條產(chǎn)品排出管線(未示出)從泵出口導(dǎo)出。通過該真空泵，就對反應(yīng)室20抽真空。
使用中，通過流動管線32將等離子氣體(例如，氬)進(jìn)料入等離子炬30時(shí)，在陰極和陽極之間產(chǎn)生等離子體。等離子體向上燃燒，并且在反應(yīng)室20內(nèi)形成向上移動的等離子體尾火焰。利用重力作用使原料通過導(dǎo)管26、24而進(jìn)入反應(yīng)室20。由于反應(yīng)室20呈倒置的圓錐形，所以，原料顆粒連續(xù)而急劇地環(huán)繞著渦動，并且常常再循環(huán)返回入等離子體尾火焰。于是，當(dāng)?shù)入x子體向上燃燒進(jìn)入反應(yīng)室20時(shí)，原料顆粒環(huán)繞著渦動(如圖1中虛線所示)，而且被局限于等離子體尾火焰內(nèi)(即，與等離子體最大程度接觸)。這就使全部原料被轉(zhuǎn)化，而釋放的氣體(包含所需的產(chǎn)品化合物)則在反應(yīng)室頂部被驟冷，通過驟冷探頭40抽真空和驟冷。當(dāng)未填充的聚合物材料被用作原料時(shí)，聚合的化合物迅速蒸發(fā)和解聚成它們的單體成分。也可用填充的聚合物材料作原料，只要填料在反應(yīng)器的工作溫度下呈相對惰性，或者不有害地參與碳氟化合物母體或活性組分的反應(yīng)即可。在某些應(yīng)用中，石墨襯里16還能參與反應(yīng)，特別是當(dāng)原料包含碳物質(zhì)并且應(yīng)用CF4等離子體時(shí)。
在下文描述的具體實(shí)施例中，使用了30kW的等離子炬或等離子管。應(yīng)用了約為3千克/小時(shí)的等離子氣體流速。在開始試驗(yàn)或?qū)嵤├埃瑢⑾到y(tǒng)抽空到約10kPa，再用氬沖洗。通過高壓啟動器(未示出)激發(fā)等離子體并通過30kW的動力源保持。在氬等離子體激發(fā)完成后，切換到預(yù)期的等離子氣體。然而，應(yīng)懂得，對其它反應(yīng)器系統(tǒng)來說，可對等離子管直接激發(fā)預(yù)期的等離子氣體(取決于等離子管的設(shè)計(jì))。實(shí)施例1使用了用氬等離子體操作的裝置10。原料是固體粒狀THV。70分鐘后，發(fā)生了阻塞。發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器被覆蓋了達(dá)7mm厚的脆性碳層的柔軟層。該試驗(yàn)是基于半連續(xù)操作進(jìn)行的。實(shí)施例2使用了與實(shí)施例1中相同的裝置。所以，該實(shí)施例也是基于半連續(xù)操作進(jìn)行的，并使用了相同的原料。在該情況下，應(yīng)用CF4等離子體在與實(shí)施例1中相同的條件下轉(zhuǎn)化原料。90分鐘后，CF4等離子體給出很硬的薄碳層。幾乎沒有發(fā)生阻塞。
將獲得的結(jié)果列于表1和2中。
表1-結(jié)果
Ar等離子體的等離子炬效率比CF4等離子體的低。其原因是，我們認(rèn)為，噴射床反應(yīng)器的Ar等離子炬還沒有最優(yōu)化；另外，CF4等離子炬被用于Ar等離子體操作。從表1可見，Ar操作中的沉積物質(zhì)量稍高于CF4操作中的沉積物質(zhì)量。
實(shí)施例1和2中的碳沉積物性質(zhì)存在顯著差異。來自Ar操作(實(shí)施例1)的大部分碳似乎沒有進(jìn)入氣相。另一方面，從CF4操作(實(shí)施例2)中沉積的碳確實(shí)進(jìn)入了氣相。CF4等離子體比Ar等離子體更熱，而這對于轉(zhuǎn)化機(jī)制有利。就用于這些初步試驗(yàn)中的噴射床來說，發(fā)現(xiàn)了更有利的是應(yīng)用CF4，因?yàn)楫?dāng)應(yīng)用更冷的氬等離子體時(shí)，雖然用Ar等離子體時(shí)TFE產(chǎn)率(C2F4)更大(實(shí)施例1，表2)，但由于過多的碳沉積在所有的冷表面(包括驟冷探頭和碳濾器)而導(dǎo)致反應(yīng)器很迅速地阻塞。
表2-分析結(jié)果
*與實(shí)施例1相同，但關(guān)于Ar歸一化了，以便與實(shí)施例2的CF4操作比較我們認(rèn)為，本發(fā)明的方法適合以較低的成本特別是將不可直接利用的固體原料轉(zhuǎn)化成為有用的高價(jià)值產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種處理碳氟化合物原料的方法，該方法包括在一個(gè)高溫區(qū)內(nèi)，在至少一個(gè)陰極和至少一個(gè)陽極之間產(chǎn)生電??；在該高溫區(qū)內(nèi)，并且通過所述電弧和一種等離子氣體產(chǎn)生具有尾火焰的向上燃燒的熱等離子體；使包含至少一種碳氟化合物的固體粒狀碳氟化合物原料與熱等離子體尾火焰形成活性熱混合物，所述碳氟化合物分解成至少一種碳氟化合物母體或活性組分；以及冷卻所述活性熱混合物而從碳氟化合物母體或活性組分形成至少一種更需要的碳氟化合物。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，所述等離子氣體是一種惰性氣體，它只是起熱源和支持等離子體的作用，而不與所述碳氟化合物母體或活性組分反應(yīng)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，所述等離子氣體是一種反應(yīng)性氣體，它在所述熱等離子體中、從而在活性熱混合物中，分解成含氟物質(zhì)和含碳物質(zhì)，它們在活性熱混合物的冷卻時(shí)與碳氟化合物母體或活性組分反應(yīng)而形成所述至少一種更需要的碳氟化合物。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，所述等離子氣體包含惰性氣體和反應(yīng)性氣體的混合物。
5.權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)的方法，其中，所述陰極和陽極是由動力源驅(qū)動的等離子炬或等離子管的電極，所述高溫區(qū)是兩電極之間的電弧內(nèi)和電弧周圍以及就在電弧附近的區(qū)。
6.權(quán)利要求5的方法，其中，所述等離子管包含單一的水冷卻的熱陰極和一組至多三個(gè)水冷卻的陽極，于是電弧就在陰極和陽極之間穿過。
7.權(quán)利要求6的方法，其中，所述固體粒狀原料被導(dǎo)入在等離子管或等離子炬的出口處形成的等離子體尾火焰中，等離子氣體被單獨(dú)進(jìn)料入等離子炬或等離子管的兩電極之間的高溫區(qū)。
8.權(quán)利要求7的方法，其中，所述原料在重力作用下被豎直地進(jìn)料入就在等離子管或等離子炬上方的等離子體尾火焰中。
9.權(quán)利要求7或權(quán)利要求8的方法，其中，熱等離子體的產(chǎn)生、碳氟化合物的分解和活性熱混合物的冷卻是在一個(gè)等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行的，該反應(yīng)器包含一個(gè)反應(yīng)室，其中，熱等離子體尾火焰被膨脹，碳氟化合物被分解，而活性熱混合物被冷卻，熱等離子體尾火焰膨脹和碳氟化合物分解在反應(yīng)室的第一區(qū)內(nèi)進(jìn)行，而活性熱混合物冷卻則在反應(yīng)室的第二區(qū)內(nèi)進(jìn)行，而且等離子炬或等離子管被安裝在反應(yīng)器上反應(yīng)室第一區(qū)附近。
10.權(quán)利要求9的方法，其中，所述反應(yīng)室呈倒置圓錐形，等離子炬或等離子管處于反應(yīng)室的底部。
11.權(quán)利要求9或權(quán)利要求10的方法，其中，反應(yīng)室的第二區(qū)的冷卻是通過自清潔的驟冷探頭來進(jìn)行的。
12.權(quán)利要求11的方法，其中，所述自清潔的驟冷探頭包括一個(gè)安裝在反應(yīng)器上的外部圓柱形組件，它提供一個(gè)中央通道并且適合冷卻流過該通道的熱氣體或活性熱混合物；很多從外部組件向通道中向內(nèi)凸出的、周向間隔開的細(xì)長的齒或刮刀；一個(gè)有間隙地處于外部組件內(nèi)的內(nèi)部圓柱形組件，該內(nèi)部組件也適合冷卻沿兩組件之間的圓周空隙流過的熱氣體或活性熱混合物；很多從內(nèi)部組件向通道中向外凸出的、周向間隔開的細(xì)長的齒或刮刀，這些齒或刮刀與外部組件上的齒或刮刀交錯(cuò)排列；以及驅(qū)動一個(gè)圓柱形組件相對于另一個(gè)圓柱形組件振動的驅(qū)動裝置。
13.權(quán)利要求11或權(quán)利要求12的方法，其中，等離子管、反應(yīng)器和驟冷探頭都是噴射床反應(yīng)器裝置的部分，在反應(yīng)器裝置中，等離子管位于反應(yīng)室底部，并且被裝配成使形成的熱等離子體向上燃燒，而且其中，驟冷探頭凸出伸入反應(yīng)室的上端部分，就在等離子管上方。
14.權(quán)利要求11～13任一項(xiàng)的方法，其中，等離子氣體向高溫區(qū)中的進(jìn)料是這樣實(shí)現(xiàn)的按使氣流在反應(yīng)器的反應(yīng)室內(nèi)形成渦旋穩(wěn)定化熱等離子體的方式將等離子氣體注入兩電極之間的等離子炬。
15.權(quán)利要求14的方法，其中，等離子氣體還被導(dǎo)入兩相鄰的陽極之間，以便增強(qiáng)和保持進(jìn)入反應(yīng)室的膨脹區(qū)中的渦流。
16.權(quán)利要求11～15任一項(xiàng)的方法，其中，所述尾火焰被豎直向上導(dǎo)引，而驟冷探頭豎直延伸。
17.一種處理碳氟化合物原料的裝置，該裝置包括一個(gè)具有向上向外擴(kuò)口的反應(yīng)器；位于反應(yīng)室底部的等離子體產(chǎn)生裝置；以及位于反應(yīng)室內(nèi)所述等離子體產(chǎn)生裝置上方的驟冷裝置，用來驟冷或冷卻使用中在反應(yīng)室內(nèi)形成的活性熱混合物。
18.權(quán)利要求17的裝置，其中，反應(yīng)室呈倒置的圓錐形，等離子體產(chǎn)生裝置位于反應(yīng)室的頂部，而驟冷裝置就位于等離子體產(chǎn)生裝置的上方，處于反應(yīng)室的上部或區(qū)內(nèi)。
19.權(quán)利要求17或權(quán)利要求18的裝置，其中，反應(yīng)器具有襯里，而且備有供原料進(jìn)料入反應(yīng)室的入口，以及用來從反應(yīng)室排出產(chǎn)品的出口，而且其中，所述等離子體產(chǎn)生裝置是等離子炬或等離子管。
20.權(quán)利要求17～19任一項(xiàng)的裝置，其中，所述驟冷裝置是豎直放置在反應(yīng)器出口處的細(xì)長的驟冷探頭。
21.一個(gè)驟冷探頭，它包括一個(gè)提供中央通道并且適合冷卻流過該通道的熱氣體的外部圓柱形組件；很多從外部組件向通道中向內(nèi)凸出的、周向間隔開的細(xì)長的齒或刮刀；一個(gè)有間隙地處于外部組件內(nèi)的內(nèi)部圓柱形組件，該內(nèi)部組件也適合冷卻沿兩組件之間的圓周空隙流過的熱氣體；很多從內(nèi)部組件向通道中向外凸出的、周向間隔開的細(xì)長的齒或刮刀，這些齒或刮刀與外部組件上的齒或刮刀交錯(cuò)排列；以及驅(qū)動一個(gè)組件相對于另一個(gè)組件振動的驅(qū)動裝置。
22.權(quán)利要求21的驟冷探頭，其中，所述內(nèi)部組件處于外部組件的中央；和/或其中，在內(nèi)部組件和外部組件上裝備相同數(shù)量的齒或刮刀；和/或其中，這些齒或刮刀在它們的組件上等距離地間隔開；和/或其中，這些齒或刮刀彼此平行延伸。
23.權(quán)利要求21或權(quán)利要求22的驟冷探頭，其中，所述組件都是空心的和/或備有通道而允許冷卻流體流過它們，以便對熱氣體進(jìn)行冷卻或驟冷。
24.權(quán)利要求21～23任一項(xiàng)的驟冷探頭，其中，所述驅(qū)動裝置包含一個(gè)連接在組件之一上的彈簧承載的活塞驅(qū)動臂。
25.一種處理碳氟化合物原料的、基本上如本文所述和列舉的新方法。
26.一種處理碳氟化合物原料的、基本上如本文描述和闡釋的新裝置。
27.一種基本上如本文描述和闡釋的新驟冷探頭。
全文摘要
一種處理碳氟化合物原料的方法，該方法包括在高溫區(qū)內(nèi)，在至少一個(gè)陰極和至少一個(gè)陽極之間產(chǎn)生電弧，在高溫區(qū)內(nèi)，并且通過所述電弧和等離子氣體產(chǎn)生具有尾火焰的向上燃燒的熱等離子體，使包含至少一種碳氟化合物的固體粒狀碳氟化合物原料與熱等離子體尾火焰形成活性熱混合物，所述碳氟化合物分解成至少一種碳氟化合物母體或活性組分，以及冷卻所述活性熱混合物而從碳氟化合物母體或活性組分形成至少一種更需要的碳氟化合物。
文檔編號C07CGK1398248SQ01804759
公開日2003年2月19日 申請日期2001年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月10日
發(fā)明者I·J·范德爾瓦爾特, K·因特澤爾, G·羅爾 申請人:南非核能源有限公司, 3M革新產(chǎn)權(quán)公司