相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2011年3月18日提交、現(xiàn)在未決的美國臨時(shí)申請No.61/454,368和于2011年9月23日提交、現(xiàn)在未決的加拿大申請No.2,753,043的優(yōu)先權(quán)，其通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大氣中的臭氧的消耗，更具體地，涉及對消耗臭氧層物質(zhì)的破壞。

背景技術(shù)：

聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(the United Nations Environmental Program，UNEP)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)評估小組(The Technology and Economic Assessment Panel，TEAP)已經(jīng)審核和批準(zhǔn)了總計(jì)十二種用于破壞消耗臭氧層物質(zhì)(ozone depleting substances，ODS)的技術(shù)[1]。為了所述目的，這些經(jīng)批準(zhǔn)的技術(shù)可大致分類成焚燒技術(shù)、等離子體技術(shù)(包括電弧等離子體和射頻等離子體)以及其他非焚燒技術(shù)[1]。從ODS處理速率和處理單元的數(shù)目二者來說，用于破壞ODS的最廣泛使用的現(xiàn)行方法是通過焚燒或通過氬等離子體技術(shù)[1-2]。這兩種技術(shù)使用熱氧化作為主要破壞機(jī)理。將ODS供入被加熱至約1200℃高溫的耐火材料襯里反應(yīng)器(refractory lined reactor)中。焚燒爐使用燃燒化石燃料的燃燒器來達(dá)到必要的高溫，而在氬等離子體技術(shù)的情況下使用氬等離子體弧[2-5]。

由于ODS是固有的燃燒抑制劑，因此需要極端的處理?xiàng)l件來用于其破壞。焚燒爐需要大量化石燃料以達(dá)到破壞ODS所需要的高溫。消耗臭氧層物質(zhì)以相對小的量與空氣或氧氣一起被供入至焚燒爐的高溫區(qū)[2-5]。通常這些焚燒爐不具有第二燃燒室，所產(chǎn)生的廢氣被簡單稀釋后排放到大氣中。因此，這些焚燒爐破壞少量的ODS需要大量化石燃料，產(chǎn)生大量煙道氣，其包含大量難以從煙道氣中除去的Cl₂、F₂、ΝΟ_X、SO_X、VOC[2-5]。另外，焚燒過程極有可能排放不完全燃燒的有毒產(chǎn)物，例如二英和呋喃[6]。

等離子體破壞技術(shù)使用氬氣、氮?dú)饣駽O₂作為等離子體形成介質(zhì)來將能量由電弧轉(zhuǎn)換成高的破壞溫度[4,7-10]。這些技術(shù)依然使用熱氧化作為其主要的破壞方法。使用直流等離子體炬(direct current plasma torch)將耐火材料襯里反應(yīng)器加熱至高破壞溫度。將ODS、空氣和蒸汽引入到破壞區(qū)并且燃燒ODS。這些系統(tǒng)中的主要破壞機(jī)理仍然是熱氧化，因此具有類似的問題，例如產(chǎn)生難以從煙道氣中除去的Cl₂、F₂和CF₄。在這些過程中，高溫區(qū)過量氧和空氣的存在還引起形成NO_x的可能，然而在減少的氧氣水平下操作導(dǎo)致形成難以除去的煙灰。氬等離子體技術(shù)需要高流量的高純氬，這使其使用的成本昂貴。

因此，在本領(lǐng)域中需要改善的技術(shù)來破壞消耗臭氧層物質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供用于破壞消耗臭氧層物質(zhì)的新系統(tǒng)。

因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于在反應(yīng)器中使用蒸汽等離子體的前體材料破壞的兩步法，其中，作為第一步，將所述前體材料在反應(yīng)器的高溫區(qū)內(nèi)水解，隨后第二步，在注入有助燃氧氣或空氣的反應(yīng)器燃燒區(qū)中中溫氧化反應(yīng)物流，并且立即驟冷所得氣體物流以避免形成不需要的副產(chǎn)物。

另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了用于實(shí)施上述工藝的設(shè)備，其包括：非轉(zhuǎn)換直流蒸汽等離子體炬、包含耐腐蝕耐火材料襯里的外部冷卻的三區(qū)域蒸汽等離子體反應(yīng)器、用于將等離子體炬附接到反應(yīng)器的裝置、用于將或以氣體渦流或以細(xì)小的液體噴霧或以固體顆粒形式的前體材料引入到等離子體炬的等離子體流(plasma plume)中的裝置、用于將助燃空氣或氧氣引入到反應(yīng)器的燃燒區(qū)內(nèi)的裝置、用于使反應(yīng)混合物離開反應(yīng)器的裝置和用于驟冷位于反應(yīng)器出口端的反應(yīng)混合物的裝置。

另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了用于破壞前體材料的設(shè)備，其包括：包含高溫區(qū)和燃燒區(qū)的反應(yīng)器，高溫區(qū)適合于水解前體材料，燃燒區(qū)適合于在注入助燃氧氣或空氣下對反應(yīng)物流實(shí)施中溫氧化，在反應(yīng)器的出口端設(shè)置有驟冷裝置，用于驟冷所得氣體物流以避免形成不需要的副產(chǎn)物。

通過閱讀以下僅參照附圖以示例的方式給出的本發(fā)明實(shí)施方案的非限制性描述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更明顯。

附圖說明

現(xiàn)在參照附圖，以舉例說明的方式示出了本發(fā)明的說明性性實(shí)施方案，其中：

圖1a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的用于破壞消耗臭氧層物質(zhì)的完整系統(tǒng)的示意圖；

圖1b是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的用于破壞消耗臭氧層物質(zhì)的完整系統(tǒng)的示意圖；

圖2是用于破壞消耗臭氧層物質(zhì)的本系統(tǒng)的破壞部分的縱向截面圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明使用蒸汽等離子體水解系統(tǒng)S來破壞ODS。本發(fā)明的主要破壞機(jī)理是等離子體蒸汽水解。在該系統(tǒng)中，定制設(shè)計(jì)的蒸汽等離子體炬作為唯一能源來將耐火材料襯里的主反應(yīng)室加熱至接近1500℃的溫度。使用有少量惰性氣體的由普通水形成的過熱蒸汽作為主等離子體形成氣體。使用蒸汽等離子體中存在的高反應(yīng)性蒸汽等離子體(即，氫離子和氫氧根離子)在缺氧環(huán)境中將ODS轉(zhuǎn)化成CO、HCl和HF。所產(chǎn)生的CO在工藝的下游燃燒掉，然后瞬時(shí)水驟冷。缺氧環(huán)境消除了有毒物質(zhì)如Cl₂、F₂和CF₄的形成，而快速驟冷消除了二英和呋喃的形成。工藝中形成的酸性氣體可以：(i)用堿中和，或(ii)首先用水洗滌以回收弱酸混合物，然后中和酸性氣體的不可回收部分。在這兩種情況下，將主要包含CO₂的經(jīng)凈化的廢氣流排放到大氣中。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖，將詳細(xì)描述本發(fā)明的蒸汽等離子體水解系統(tǒng)S。

將或以氣體渦流或以細(xì)小液體噴霧或以固體流形式的前體材料1注入到如圖2所示的系統(tǒng)S中。將待破壞的前體材料1通過特別設(shè)計(jì)的法蘭12供應(yīng)到等離子體炬4附近。該法蘭12是水冷的，由耐酸材料制成并且被特別設(shè)計(jì)來有助于將供應(yīng)的前體材料1與高溫粘性蒸汽等離子體流均勻混合。

使用外部加熱源(通常是蒸汽等離子體炬4)作為源將耐火材料襯里反應(yīng)器加熱至1500℃的溫度。等離子體炬4被設(shè)計(jì)和構(gòu)建成具有特征，以避免炬內(nèi)的過熱蒸汽在到達(dá)等離子體弧之前冷凝。等離子體炬的這些特征包括：(i)直接注射3主等離子體形成氣體(過熱蒸汽)至炬渦流(torchvortex)處，以使得其在到達(dá)弧流的過程中不冷凝并且使過熱蒸汽在炬本體內(nèi)的通路盡可能?。?ii)用熱流體(丙二醇-水混合物)(在高壓封閉回路中循環(huán))冷卻等離子體炬本體以避免過熱蒸汽冷凝；以及(iii)使用耐高溫聚合物如Vespel^TM或PEEK用于炬內(nèi)部組件。

蒸汽等離子體炬4包括如圖2所示布置的金屬陰極2、金屬點(diǎn)火陽極6和金屬工作陽極8。等離子體弧在陰極2和點(diǎn)火陽極6之間由氦氣或另外的單原子氣體引發(fā)。一旦弧穩(wěn)定10，在3處注入等離子體形成蒸汽并且弧從點(diǎn)火陽極6轉(zhuǎn)移到工作陽極8。用氮?dú)?、氦氣、氬氣或其混合物作為保護(hù)氣體(shroud gas)5。保護(hù)氣體5保護(hù)金屬陰極2不被過早氧化，從而增加陰極2的工作壽命。用過熱蒸汽作為主等離子體形成氣體3。

蒸汽等離子體炬4除了作為熱源之外，還提供用于破壞前體材料1所需要的活性氧離子、氫氧根離子和氫離子，并且防止形成不需要的副產(chǎn)物，例如Cl₂、F₂、CF_X。總反應(yīng)可概括為：

CH_xCl_yF_z+aH₂O→zHF+yHCl+aCO+bH₂+cH₂O

使用耐火材料襯里反應(yīng)器14來破壞前體材料1。使用耐腐蝕高耐久性的耐火材料襯里16作為反應(yīng)器14中的工作耐火材料。例如，用已知耐腐蝕性HF和HCl氣體的高氧化鋁耐火材料(氧化鋁含量＞98％)如Kricon 34^TM或類似物作為工作耐火材料。

反應(yīng)器14的內(nèi)壁涂覆有耐酸高溫金屬涂層，例如，hastealloy^TM或類似物。為了安全原因和限制對熔爐間的加熱，通過空氣或通過水從外部冷卻反應(yīng)器14的外壁。

如圖2所示，耐火材料襯里反應(yīng)器14包括三個(gè)區(qū)。這三個(gè)區(qū)是：

1)錐形收斂的高溫蒸汽水解區(qū)11，其中所供應(yīng)的前體材料1經(jīng)歷蒸汽水解；

2)狹窄的管狀區(qū)13，其產(chǎn)生氣體的高溫湍流混合并且有助于水解反應(yīng)的完成；和

3)錐形發(fā)散的中溫燃燒區(qū)15，其中氣體用助燃空氣或氧氣燃燒。

仍然如圖2所示，將助燃空氣或氧氣9添加到反應(yīng)器4中。量取助燃空氣或氧氣9到達(dá)反應(yīng)器14以控制反應(yīng)器14的低溫區(qū)中的溫度，同時(shí)達(dá)到完全燃燒并且消除不需要的副產(chǎn)物如Cl₂的形成。

如圖2所示，水驟冷單元20直接附接在反應(yīng)器14的燃燒區(qū)15的出口。一組噴霧嘴18在驟冷單元20內(nèi)產(chǎn)生水17的細(xì)小噴霧，水17的噴霧瞬間冷卻氣體。這種氣體的瞬間驟冷可防止二英和呋喃的再形成(reformation)。驟冷單元20用耐酸材料構(gòu)建成雙壁水冷卻管段。

如圖2最佳示出的，洗氣罐22附接在驟冷單元20的底部。洗氣罐22在所有密封面上使用耐酸塑料密封材料。洗氣罐22的內(nèi)壁襯里有耐酸Teflon^TM基涂層，例如或類似物質(zhì)。洗氣罐22作為收集驟冷水19的容器并且為洗滌器水再循環(huán)泵28提供必要的水頭(見圖1a)。

用標(biāo)準(zhǔn)煙道氣凈化技術(shù)(即，使用酸性氣體中和洗滌器24(如圖1a所示)的濕法廢氣凈化技術(shù)或干法氣體凈化技術(shù))除去煙道氣中的酸性氣體。

如圖1所示，引風(fēng)機(jī)26抽吸廢氣通過系統(tǒng)S并且在系統(tǒng)S中產(chǎn)生輕微負(fù)壓。整個(gè)系統(tǒng)S保持在輕微負(fù)壓下(幾英寸H₂O柱)以防止任何酸性氣體從系統(tǒng)S逸出。在引風(fēng)機(jī)的出口，廢氣被排放到堆疊體23。

在運(yùn)行時(shí)，蒸汽等離子體炬4將反應(yīng)器14加熱至期望的運(yùn)行條件，并且將前體材料1注入到等離子體流中。在高溫水解區(qū)11中，蒸汽等離子體中存在的高活性氫離子和氫氧根離子水解前體材料1。向水解區(qū)11添加額外的蒸汽7。經(jīng)反應(yīng)流流過狹窄管狀區(qū)13(其為反應(yīng)提供必要的湍流和停留時(shí)間)到達(dá)反應(yīng)器14的燃燒區(qū)15。向燃燒室14添加助燃空氣或氧氣9，并且離開反應(yīng)器14的廢氣進(jìn)入位于燃燒區(qū)15的出口的水驟冷20。廢氣被噴嘴18產(chǎn)生的水17的細(xì)小噴霧快速驟冷。液流進(jìn)入洗氣罐22，而廢氣離開洗氣罐22并且通過標(biāo)準(zhǔn)廢氣凈化技術(shù)。用濕法洗滌技術(shù)或干法洗滌技術(shù)從廢氣中凈化酸性氣體如HF和HCl并且將其轉(zhuǎn)化成無害的鹽。用引風(fēng)機(jī)26驅(qū)動廢氣通過系統(tǒng)S并且在系統(tǒng)S內(nèi)產(chǎn)生輕微負(fù)壓。

用計(jì)量泵30將來自罐或桶25的燒堿或其它堿輸送給洗滌器水再循環(huán)線31以不斷地調(diào)節(jié)洗滌器溶液的pH，中和來自廢氣的任何酸組分(HCl、HF)。通過排污線32從洗氣罐中除去經(jīng)中和的水21。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1b，其描述了變體蒸汽等離子體系統(tǒng)S'，其包括吸氣凈化選擇(ii)，從而產(chǎn)生弱酸，隨后中和酸性氣體。

離開驟冷單元20的氣體被輸送到酸回收罐22b，在其中用烯酸洗滌離開驟冷單元20的酸性氣體。如圖2最佳顯示的，酸回收罐22b直接附接在驟冷單元20的底部。酸回收罐22b在所有密封面上使用耐酸塑料密封材料。酸回收罐22b作為收集驟冷水19的儲液器并且為再循環(huán)泵41提供必要的液頭(圖1b)。向酸回收罐22b中持續(xù)地或以開/關(guān)模式添加鮮水42以控制酸濃度。

在包封的酸洗滌器單元43中，氣體與洗滌液體的流動逆向行進(jìn)。在酸性氣體經(jīng)過酸洗滌單元43行進(jìn)時(shí)，所述酸性氣體被洗滌。定期從酸回收罐22b中移除在酸回收罐22b的底部收集的弱酸混合物(流44)。

離開酸洗滌單元43的經(jīng)洗滌氣體流(流45)進(jìn)入氣體凈化洗滌器單元46。洗氣罐單元47附接在氣體凈化洗滌器單元46的底部。洗氣罐單元47在所有密封面使用耐酸塑料密封材料。洗氣罐單元47作為收集洗滌水的儲液器并且為洗滌器水再循環(huán)泵48提供必要的水頭。

用計(jì)量泵51將來自罐或桶52的燒堿或其它堿輸送給洗滌器水再循環(huán)線54以不斷地調(diào)節(jié)洗滌器溶液的pH，中和來自廢氣的任何酸組分(HCl、HF)。通過排污線53從氣體凈化洗氣罐中除去經(jīng)中和的水49。

用標(biāo)準(zhǔn)煙道氣凈化技術(shù)(即，使用中和洗滌器46(如圖1b所示)的濕法廢氣凈化技術(shù)氣體或干法氣體凈化技術(shù))凈化煙道氣。

盡管在上文已經(jīng)通過其實(shí)施方案的方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是可對其進(jìn)行修改而不脫離本文所述主題發(fā)明的性質(zhì)和教導(dǎo)。

本發(fā)明還涉及如下技術(shù)方案：

1.一種用于在反應(yīng)器中使用蒸汽等離子體破壞前體材料的兩步法，其中，作為第一步，將所述前體材料在所述反應(yīng)器的高溫區(qū)內(nèi)水解，隨后第二步，在注入助燃氧氣或空氣的所述反應(yīng)器的燃燒區(qū)內(nèi)中溫氧化反應(yīng)物流，并且立即驟冷所得氣體流以避免不需要的副產(chǎn)物的形成。

2.根據(jù)項(xiàng)1所述的方法，其中所述蒸汽等離子體由非轉(zhuǎn)換直流蒸汽等離子體炬產(chǎn)生，由此在金屬電極和過熱蒸汽之間產(chǎn)生的電弧在所述等離子體炬的出口端形成富含活性氫離子和氫氧根離子的高溫等離子體流。

3.根據(jù)項(xiàng)2所述的方法，其中所述等離子體炬使用少量惰性氣體如氮?dú)狻鍤饣蚝饣蛘咚鼈兊幕旌衔镒鳛楸Ｗo(hù)氣體以保護(hù)背電極不被過度氧化。

4.根據(jù)項(xiàng)1至3所述的方法，其中在所述反應(yīng)器的所述高溫區(qū)內(nèi)，用所述蒸汽等離子體流的活性氫氧根離子和氫離子在高溫下水解所述前體材料。

5.根據(jù)項(xiàng)1至4所述的方法，在其中注入必要的助燃氧氣或空氣的富氧環(huán)境下，在所述反應(yīng)器的所述燃燒區(qū)內(nèi)在中溫下燃燒離開所述反應(yīng)器的所述水解區(qū)的氣體混合物。

6.根據(jù)項(xiàng)1至5所述的方法，其中使用冷水的細(xì)小噴霧快速驟冷燃燒之后所得到的工藝流，以避免形成任何不需要的副產(chǎn)物。

7.根據(jù)項(xiàng)1至6所述的方法，其中所述水解反應(yīng)器包括三個(gè)區(qū)：即，錐形收斂的高溫蒸汽水解區(qū)，其為所述前體材料的完全水解提供必要的停留時(shí)間；隨后是狹窄的管狀區(qū)，其為反應(yīng)提供必要的湍流和另外的停留時(shí)間；和錐形發(fā)散的中溫燃燒區(qū)，其為所述工藝流的完全燃燒提供停留時(shí)間。

8.根據(jù)項(xiàng)1至7所述的方法，其中來自所述等離子體炬的所述等離子體流延伸至所述反應(yīng)器的第一區(qū)中并且容納在所述反應(yīng)器內(nèi)。

9.根據(jù)項(xiàng)1至8所述的方法，其中使用氣體渦流將所述前體材料注入到相鄰于所述蒸汽等離子體炬并且在所述等離子體炬和所述反應(yīng)器的所述水解區(qū)之間的所述蒸汽等離子體流的芯，所述氣體渦流產(chǎn)生湍流并且使所述前體材料與所述芯等離子體流充分混合。

10.根據(jù)項(xiàng)1至9所述的方法，其中將所述前體材料或作為氣體或作為細(xì)小液體噴霧或作為細(xì)小固體顆粒注入到所述芯中。

11.根據(jù)項(xiàng)1至10所述的方法，其中活性氫和氫氧根蒸汽等離子體存在于所述反應(yīng)器的所述水解區(qū)內(nèi)。

12.根據(jù)項(xiàng)1至11所述的方法，其中缺氧環(huán)境存在于所述反應(yīng)器的所述水解區(qū)內(nèi)，富氧環(huán)境存在于所述反應(yīng)器的所述燃燒區(qū)內(nèi)。

13.根據(jù)項(xiàng)1至12所述的方法，其中使用相鄰于所述燃燒區(qū)出口的冷水的細(xì)小噴霧快速驟冷離開所述反應(yīng)器的所述燃燒區(qū)的所述反應(yīng)物流，以避免形成不需要的副產(chǎn)物。

14.一種用于實(shí)施項(xiàng)1至13所述的方法的設(shè)備，其包括：非轉(zhuǎn)換直流蒸汽等離子體炬、包含耐腐蝕耐火材料襯里的外部冷卻的三區(qū)域蒸汽等離子體反應(yīng)器、用于將所述等離子體炬附接到所述反應(yīng)器的裝置、用于將所述前體材料以或氣體渦流或以細(xì)小的液體噴霧或以固體顆粒的形式引入到所述等離子體炬的所述等離子體流中的裝置、用于將所述助燃空氣或氧氣引入到所述反應(yīng)器的所述燃燒區(qū)內(nèi)的裝置、用于使所述反應(yīng)混合物排出所述反應(yīng)器的裝置和用于驟冷位于所述反應(yīng)器出口端的所述反應(yīng)混合物的裝置。

15.根據(jù)項(xiàng)14所述的設(shè)備，其中所述等離子體炬包含間隔開布置一組金屬電極，即陰極、點(diǎn)火陽極和工作陽極，從而使得直流電弧存在于所述陰極和所述工作陽極之間，所述等離子體炬使用惰性氣體如氦氣、氮?dú)?、氬氣或它們的混合物作為保護(hù)氣體，并使用蒸汽作為主等離子體形成氣體，并且具有在所述陽極端處排出的等離子體流。

16.根據(jù)項(xiàng)14所述的設(shè)備，其中所述用于驟冷的裝置位于所述反應(yīng)器的所述出口端，并且產(chǎn)生冷水噴霧，離開所述反應(yīng)器的所述工藝流經(jīng)過所述冷水噴霧。

17.一種用于破壞前體材料的設(shè)備，其包括含高溫區(qū)和燃燒區(qū)的反應(yīng)器，所述高溫區(qū)適合于水解所述前體材料，所述燃燒區(qū)適合于對注入助燃氧氣或空氣的反應(yīng)物流實(shí)施中溫氧化，在所述反應(yīng)器的出口端設(shè)置有驟冷裝置，用于驟冷所得氣體流以避免不需要的副產(chǎn)物的形成。

18.根據(jù)項(xiàng)17所述的設(shè)備，其中所述反應(yīng)器的所述高溫區(qū)包括錐形收斂的高溫蒸汽水解區(qū)，其為完全水解所述前體材料提供必要的停留時(shí)間，其中在所述高溫區(qū)與燃燒區(qū)之間設(shè)置有狹窄的管狀區(qū)，用于為反應(yīng)提供必要的湍流和另外的停留時(shí)間，并且其中所述反應(yīng)器的所述燃燒區(qū)包括錐形發(fā)散的中溫燃燒區(qū)，其為完全燃燒所述工藝流提供停留時(shí)間。

19.根據(jù)項(xiàng)17和18所述的設(shè)備，其中設(shè)置有：非轉(zhuǎn)換直流蒸汽等離子體炬、用于將所述等離子體炬附接到所述反應(yīng)器的裝置、用于將所述前體材料或以氣體渦流或以細(xì)小的液體噴霧或以固體顆粒的形式引入到所述等離子體炬的等離子體流中的裝置、用于將助燃空氣或氧氣引入到所述反應(yīng)器的燃燒區(qū)的裝置、用于使所述反應(yīng)混合物排出所述反應(yīng)器的裝置和用于驟冷位于所述反應(yīng)器的所述出口端的所述反應(yīng)混合物的裝置。

20.根據(jù)項(xiàng)19所述的設(shè)備，其中所述三區(qū)域蒸汽等離子體反應(yīng)器是外部冷卻的，并且包括耐腐蝕耐火材料襯里。

21.根據(jù)項(xiàng)17至20所述的設(shè)備，其中所述等離子體炬包括間隔開布置一組金屬電極，即陰極、點(diǎn)火陽極和工作陽極，從而使得直流電弧存在于所述陰極和所述工作陽極之間，所述等離子體炬使用惰性氣體如氦氣、氮?dú)狻鍤饣蛩鼈兊幕旌衔镒鳛楸Ｗo(hù)氣體，使用蒸汽作為主等離子體形成氣體，并且具有在所述陽極末端處排出的等離子體流。

22.根據(jù)項(xiàng)17至20所述的設(shè)備，其中所述驟冷裝置產(chǎn)生冷水噴霧，離開所述反應(yīng)器的工藝流經(jīng)過所述冷水噴霧。

23.根據(jù)項(xiàng)1至13所述的方法，其中所述反應(yīng)器的所述高溫區(qū)中的溫度為接近1500℃。

24.根據(jù)項(xiàng)1至13和23所述的方法，其中在所述反應(yīng)器的所述高溫區(qū)內(nèi)水解所述前體材料，從而使所述前體材料與富含活性氫H+離子和氫氧根OH-離子的所述蒸汽等離子體化學(xué)反應(yīng)。

25.根據(jù)項(xiàng)1至13、23和24所述的方法，其中用法蘭將待處理的所述前體材料直接引入到等離子體流中。

26.根據(jù)項(xiàng)25所述的方法，其中所述法蘭是水冷的，由耐酸材料制成，并且適于促進(jìn)所述前體材料與高溫粘性蒸汽等離子體流均勻混合。

27.根據(jù)項(xiàng)14至22所述的設(shè)備，其中所述用于將所述前體材料引入到所述等離子體炬的等離子體流中的裝置包括法蘭，其中所述前體材料被直接引入到所述等離子體流中。

28.根據(jù)項(xiàng)27所述的設(shè)備，其中所述法蘭是水冷的，由耐酸材料制成，并且適于促進(jìn)所述前體材料與所述高溫粘性蒸汽等離子體流均勻混合。

29.根據(jù)項(xiàng)14至22、26和27所述的設(shè)備，其中所述水解反應(yīng)器包括三個(gè)區(qū)，即，錐形收斂的高溫蒸汽水解區(qū)，其為完全水解所述前體材料提供必要的停留時(shí)間；之后是狹窄的管狀區(qū)，其為反應(yīng)提供必要的湍流和另外的停留時(shí)間；和錐形發(fā)散的中溫燃燒區(qū)，其為完全燃燒所述工藝流提供停留時(shí)間。

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