[发明专利]控制等离子体反应器的排放气体压力实现等离子体稳定性

说明书

本发明提供一种具有等离子体反应器(101a‑101n)的等离子体发生系统(100)。每个等离子体反应器(101a)包括：波导件(120)，用于传输通过该波导件的微波能量；等离子体腔(122a)，耦合到该波导件(120)，并被配置为在该等离子体腔内部产生等离子体(146)；气流入口(144)，用于将气体导入到该等离子体腔(122a)；排放气体管道(125a)，用于输送来自该等离子体腔(122a)的排放气体，其中该等离子体(146)将该气体转化为排放气体；和压力控制装置(300)，安装在该排放气体管道(125a)中，并被配置为控制该排放气体管道(125a)中的排放气体压力。等离子体发生系统(100)还包括歧管(127)，耦合到等离子体反应器(101a‑101n)的排放气体管道(125a‑125n)，并被配置为接收来自排放气体管道(125a‑125n)的排放气体。

技术领域

本发明涉及等离子体发生器，更特别地涉及用于稳定等离子体反应器中的等离子体的装置。

背景技术

近年来，微波技术被应用于产生各种类型的等离子体。用于处理或重整气体的传统的等离子体发生系统利用多个等离子体反应器提高整个系统的吞吐量，并且来自每个独立等离子体反应器的输出气体通过管道连通或者连接到共同的歧管或热量交换器。这样的传统等离子体发生系统通常使用大量的配件，如接口、阀门、连接件以及管道中的弯管，以帮助等离子体反应器到歧管的组装与维修。

通常，这种几何形状以及由此产生的管件、管道和歧管中的体积没有得到优化，可能在反应器产物气体中产生驻波。驻波可能导致等离子体反应室中的压力变化，并导致等离子体不稳定，其中这种不稳定可能导致等离子体自我熄灭或为气体处理或重整创造不理想的条件。此外，可能存在串扰问题，即一个等离子体反应器中的扰动(即熄火)会传播到同一回路中的相邻等离子体反应器。

因此，对于微波等离子体系统需要有一种机制来控制/防止驻波和/或串扰，从而稳定等离子体反应器中的等离子体。

发明内容

根据本发明的一个方面，等离子体发生系统，其包括：波导件，用于传输通过该波导件的微波能量；等离子体腔，耦合到所述波导件，并被配置为使用所述微波能量在其内部产生等离子体；气流入口，用于将气体导入到所述等离子体腔；排放气体管道，用于输送来自所述等离子体腔的排放气体，其中等离子体将所述气体转化为所述排放气体；和压力控制装置，安装在所述排放气体管道中，并被配置为控制所述排放气体管道中的所述排放气体的压力。

根据本发明的另一个方面，等离子体发生系统包括：多个等离子体反应器，每个所述多个等离子体反应器包括：波导件，用于传输通过该波导件的微波能量；等离子体腔，耦合到所述波导件，并被配置为利用所述微波能量在其内部产生等离子体；气流入口，用于将气体导入到所述等离子体腔中；排放气体管道，用于输送来自所述等离子体腔的排放气体，其中等离子体将所述气体转化为所述排放气体；和压力控制装置，安装在所述排放气体管道中，并被配置为控制所述排放气体管道中的所述排放气体的压力；和歧管，耦合到所述多个等离子体反应器的所述排放气体管道，并被配置为接收来自所述排放气体管道的所述排放气体。

附图说明

图1(“FIG.1”)展示了根据本公开实施例的具有多个等离子体反应器的等离子体发生系统的示意图；

图2展示了根据本公开实施例的图1中的等离子体反应器的示意图；

图3展示了图2中沿线3-3截得的根据本公开实施例等离子体腔的横截面图；

图4展示了根据本公开实施例的正向气流入口的透视图；

图5展示了图4沿着线5-5截得的根据本公开实施例的正向气流入口的横截面图；

图6展示了根据本公开实施例的逆向气流入口的透视图；

图7展示了图6中沿线7-7截得的根据本公开实施例的逆向气流入口的横截面图；