一种等离子体反应系统，包括等离子体室和辅助反应室。等离子体室包括用于将反应气体引入等离子体室的等离子体室入口、形成内部空间的等离子体室壁、在等离子体室内产生的等离子体、用于将能量导向在等离子体室内产生的等离子体的波导件、以及用于从等离子体室运送第一出口气体的等离子体室出口，其中反应气体之间的化学反应可以在该内部空间中发生。辅助反应室包括配置成从等离子体室获得第一出口气体的辅助反应室入口、形成辅助反应室的内部空间的辅助反应室壁、以及用于从辅助反应室运送第二出口气体的辅助反应室出口，其中出口气体之间的第二化学反应可以在该内部空间中发生。间的第二化学反应可以在该内部空间中发生。间的第二化学反应可以在该内部空间中发生。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有辅助反应室的等离子体室
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年3月12日提交的美国专利申请63/160,300的优先权，该专利的公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]本公开总体上涉及一种具有等离子体室和一个或多个辅助反应室的等离子体反应系统。
技术介绍
[0004]气体反应受气体反应器的反应室影响，该气体反应器配置有入口和出口，用于气体流的进入和排出。气体入口流可包括一种或多种气体反应物，并且出口流可包括基于包含在入口流中的气体反应物所产生的一种或多种气体产物。在一些情况下，气体反应可以是在反应期间产生热量的放热反应，而在其他情况下，气体反应可以是使用热量输入来驱动反应过程的吸热反应。因此，在气体反应器运行期间，发生气体反应的反应室可能达到高温。
[0005]本公开中要求保护的主题不限于解决任何缺点或仅在诸如上述环境中操作的实施例。相反，提供该背景仅是为了说明一个示例性的
，其中可以实践本公开中描述的一些实施例。
技术实现思路
[0006]一种等离子体系统，用于处理或重整气体，包括：至少一个波导件、一个或多个气体入口和出口、以及至少一个等离子体室，该等离子体室通常为圆柱形，且对电磁波透明，但对气体不可渗透。气体可以注入到等离子体室中，在等离子体室中气体与能量源相互作用以形成等离子体。可以在等离子体室中处理的气体的量取决于能量源的功率。具体而言，高于临界值的高流速会导致等离子体室中的等离子体熄灭或以次优模式运行。
[0007]根据实施例的一个方面，等离子体反应系统可包括等离子体室和辅助反应室。等离子体室可包括用于将反应气体引入等离子体室的等离子体室入口、形成内部空间的等离子体室壁、在等离子体室内产生的等离子体、用于将能量导向在等离子体室内产生的等离子体的波导件、以及用于从等离子体室运送第一出口气体的等离子体室出口，其中反应气体之间的化学反应可以该内部空间中发生。辅助反应室可包括配置成从等离子体室获得第一出口气体的辅助反应室入口、形成辅助反应室的内部空间的辅助反应室壁、以及用于从辅助反应室运送第二出口气体的辅助反应室出口，其中出口气体之间的第二化学反应可以在该内部空间中发生。
[0008]实施例的目的和优点将至少通过权利要求中特别指出的元件、特征和组合来实现和达到。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是解释性的，并不限制所要求保护的本专利技术的内容。
附图说明
[0009]将通过附图用额外的特征和细节来描述和解释示例性实施例，其中：
[0010]图1是根据本公开的至少一个实施例的等离子体反应系统的示例性实施例的示意图，该等离子体反应系统包括等离子体室和辅助反应室。
[0011]图2是根据本公开的至少一个实施例的等离子体反应系统的示例性实施例的示意图，该等离子体反应系统包括两个串联连接的辅助反应室。
[0012]图3是根据本公开的至少一个实施例的等离子体反应系统的示例性实施例的示意图，该等离子体反应系统包括四个辅助反应室，其中一个或多个辅助反应室并联连接。
具体实施方式
[0013]根据本公开的等离子体反应系统可以在等离子体反应系统包括的等离子体室之后注入未反应的气体，以实现气体处理或重整(即，气体中包括的碳氢化合物的分子结构的重新排列)。在等离子体室之后注入的未反应气体可以与包含在来自等离子体室的处理过的气流中的“废弃”残余能量反应。这是通过一个或多个入口来实现的，该入口设计成将额外的气流引入后等离子体室气流(the post
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plasma chamber stream)中，并实现两种气流之间的混合。在后等离子体气流的重整是放热的情况下，混合气流的温度可能高到足以发生重整。
[0014]混合后，辅助反应室可以为混合气流中发生的重整提供足够的停留时间。附加地或替代地，辅助反应室可以进行同流换热或外部冷却。气流离开辅助反应室并流入管道或导管，用于进一步处理或储存气体。
[0015]现在将参考附图来描述本专利技术的示例性实施例的各个方面。应当理解，附图是这些示例性实施例的图解和示意性表示，并不限制本专利技术，也不一定按比例绘制。
[0016]图1示出了根据本公开的至少一个实施例的等离子体反应系统100的示例性实施例的截面图，该等离子体反应系统100包括等离子体室120和辅助反应室130。等离子体室120可包括任意数量的入口，包括第一入口110和第二入口112，一种或多种气体102可以通过第一入口110和第二入口112流入等离子体室120。在一些实施例中，第一入口110和第二入口112可以位于等离子体室120的相对或基本相对的两侧，使得对应于第一入口110的气流和对应于第二入口112的气流在等离子体室120内产生正向和反向涡流布置，这有利于等离子体室120内的气体102进行混合和反应。在一些实施例中，第一入口110和/或第二入口112可以沿着等离子体室120的任何表面或其他部分定位，并且定向在任何方向上，以便于气体102流入等离子体室120，并且在第一入口110和第二入口112之间具有不同的涡流布置。例如，如图1所示，第一入口110可以位于等离子体室120的顶面，使得气体102从等离子体室120的顶部进入，而第二入口115a可以位于等离子体室120的底面，使得气体102从等离子体室120的底部进入。作为另一个例子，第一入口110和第二入口112可以都沿着等离子体室120的侧表面，并且第一入口110和第二入口112相对于彼此相对或基本相对地定位。在一些实施例中，等离子体室120包括第一入口110或第二入口112中的一个。
[0017]一个以上的入口可以定向在特定方向上，使得正向涡流布置(即，对应于第一入口110)和/或反向涡流布置(即，对应于第二入口112)包括多个入口。如图1所示，例如，反向涡流布置可由流过第二入口112和/或第三入口114的气体102形成，第三入口114定向在与第
二入口112相同或相似的流动方向上。附加地或替代地，正向涡流布置可包括比第一入口110更多的入口，例如邻近第一入口110的一个或多个入口。在这些和其它实施例中，经由有助于正向和/或反向涡流布置的多个入口，进入等离子体室120的气体102可以混合在一起或不混合在一起以形成沿相同方向移动的单一气流。如图1所示，流过第二入口112和第三入口114的气体102可分别形成气流104和气流106，其中气流104、气流106作为离散流进入等离子体室120，该离散流在等离子体室120内混合，例如在由等离子体室120的顶面重定向之后完成混合。
[0018]一个或多个室壁125可以包围等离子体室120并划分等离子体室120的内部空间，流入等离子体室120的气体之间的化学反应可以在该内部空间中发生。在一些实施例中，室壁125可以对气体不透明，对于等离子体室120内发生的化学反应呈惰性，并且具有高熔化温度和/或包括低热膨胀系数。例如，室壁125可由石英、氮化硼、铝、陶瓷、碳化硅、钨、钼以及任本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种等离子体反应系统，包括：等离子体室，所述等离子体室包括：一个或多个等离子体室入口，用于将一种或多种反应气体引入所述等离子体室；一个或多个等离子体室壁，所述一个或多个等离子体室壁形成所述等离子体室的内部空间，所述反应气体之间的一个或多个第一化学反应发生在所述等离子体室的内部空间中；等离子体，所述等离子体在所述等离子体室内产生；波导件，用于将能量导向所述等离子体室内产生的等离子体；和等离子体室出口，用于从所述等离子体室运送一种或多种第一出口气体；和辅助反应室，所述辅助反应室包括：辅助反应室入口，所述辅助反应室入口配置为从所述等离子体室获得所述第一出口气体；一个或多个辅助反应室壁，所述一个或多个辅助反应室壁形成所述辅助反应室的内部空间，所述第一出口气体之间的一个或多个第二化学反应发生在所述辅助反应室的内部空间中；和辅助反应室出口，用于从所述辅助反应室运送一种或多种第二出口气体。2.根据权利要求1所述的等离子体反应系统，其中，所述等离子体室的体积小于所述辅助反应室的体积。3.根据权利要求1所述的等离子体反应系统，其中，所述辅助反应室不包括热源，在所述辅助反应室的内部空间中发生的第二化学反应的热量由对应于所述第一出口气体的余热提供。4.根据权利要求1所述的等离子体反应系统，其中：所述等离子体室壁由第一材料组成；和所述辅助反应室壁由第二材料组成。5.根据权利要求4所述的等离子体反应系统，其中，所述第一材料、或所述第二材料、或所述第一材料和所述第二材料至少部分基于热膨胀系数或热阻中的至少一个来选择。6.根据权利要求4所述的等离子体反应系统，其中：所述第一材料包括石英、氮化硼、铝、陶瓷、碳化硅、钨和钼中的至少一种；和所述第二材料包括碳钢、镍合金、航空级铝、钛、陶瓷、石英、钨和钼中的至少一种。7.根据权利要求1所述的等离子体反应系统，其中，所述辅助反应室还包括一个或多个辅助室入口，每个所述辅助室入口配置成将废气和包含在所述等离子体室入口中的一种或多种反应气体中的至少一者引入所述辅助反应室。8.根据权利要求1所述的等离子体反应系统，还包括串联连接到所述辅助反应室的第二辅助反应室，所述第二辅助反应室配置为从所述辅助反应室获得所述第二出口气体并输出一种或多种第三出口气体。9.根据权利要求1所述的等离子体反应系统，还包括第二辅助反应室，所述第二辅助反应室与所述辅助反应室并联连接到所述等离子体室，使得来自所述等离子体室的所述第一出口气体分成朝向所述辅助反应室的第一平行入口流和朝向所述第二辅助反应室的第二平行入口流。
10.根据权利要求9所述的等离子体反应系统，其中，所述第一平行入口流包括比所述第二平行入口流更大的流速。11.根据权利要求1所述的等离子体反应系统，其中，来自...
【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：雷卡邦股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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