Исследование и разработка плазмотронов переменного тока для работы на инертных и окислительных газах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

Сафронов, Алексей Анатольевич АВТОР
доктор технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ
2010 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.13 КОД ВАК РФ
Диссертация по физике на тему «Исследование и разработка плазмотронов переменного тока для работы на инертных и окислительных газах»
 
Автореферат диссертации на тему "Исследование и разработка плазмотронов переменного тока для работы на инертных и окислительных газах"

004613080

На правах рукописи

Сафронов Алексей Анатольевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПЛАЗМОТРОНОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ РАБОТЫ НА ИНЕРТНЫХ И ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ГАЗАХ

01.04.13 — Электрофизика, электрофизические установки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 8 НОЯ 2010

Санкт-Петербург — 2010

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук институте электрофизики и электроэнергетики РАН

Научный консультант - д.т.н., академик РАН Ф.Г.Рутберг

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Фролов Владимир Яковлевич доктор технических наук Коликов Виктор Андреевич доктор технических наук, профессор Усков Владимир Николаевич

Ведущая организация: Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им.Д.Ф. Устинова

Защита состоится 22 декабря 20 Юг, в часов на заседании

диссертационного совета ДМ.002.131.01 по адресу: Санкт-Петербург, Дворцовая наб., д. 18, ИЭЭ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЭЭ РАН. Автореферат разослан Л 2010г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

Киселев Александр Александрович

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Необходимость создания новых, в том числе и плазмохимических технологий переработки материалов в широком диапазоне (от углеводородов до промышленных и бытовых отходов) обусловлена темпами роста промышленного производства и сферы потребления и направлена на более эффективное использование природных ресурсов и улучшение качества жизни населения.

Преимущества использования плазменной техники в перерабатывающих реакторах очевидны и заключаются в следующем:

- Электроплазменная система быстро включается и выключается, легко поддается автоматизации, является "природосберегающей" так как не требует для своей работы дополнительного топлива.

- Быстрота протекания физико-химических процессов позволяет точно рассчитывать на их завершенность.

- Требуемый объем рабочего газа мал, что упрощает систему очистки и контроля.

- Отсутствует необходимость предварительной переработки отходов.

- Высокая плотность энергии позволяет работать при большом расходе перерабатываемого продукта и малом объеме реактора.

- Высокая температура в сочетании с высокой скоростью закалки позволяет создать метастабильные неравновесные состояния (составы), что позволяет гибко управлять химической реакцией.

Наряду с этим, плазмотроны переменного тока обладают уникальными и присущими только им свойствами. Их отличительной особенностью являются:

- Простота и надежность конструкции камеры плазмотрона (отсутствие магнитной системы, керамических изоляторов и др.).

- Малые габариты плазмотрона и реактора позволяют создать передвижные компактные установки невысокой стоимости.

- Источник питания таких плазмотронов предельно прост, надежен и легко управляем.

- Теплообмен с дугами (особенно трехфазными) переменного тока значительно эффективнее, чем с дугой постоянного тока благодаря специальной организации режима горения электрической дуги.

Анализ работ, выполненных на момент принятия решения о начале исследований в области создания плазмотронов переменного тока и сопоставление его с имеющимися научными результатами показали, что существует огромный разрыв между потенциальными возможностями данной техники и ее практическим применением.

Таким образом, актуальность темы диссертации обусловлена, во-первых, потребностью в плазменных генераторах мощностью до 1 МВт, имеющих длительный ресурс непрерывной работы при использовании в

качестве плазмообразующего газ окислительных сред как для фундаментальных научных, так и прикладных проблем, и, во-вторых, недостаточной глубиной выполненных на тот момент времени исследований физических основ создания и оптимизации плазменных генераторов переменного тока.

Цели работы и задачи исследований

Основной целью диссертационной работы является создание серии высокоэффективных, надежных плазмотронов переменного тока и систем питания, которые могут применяться в промышленном производстве и крупномасштабных физических экспериментах в стационарных режимах с мощностью до 1 МВт работающих, в первую очередь, с окислительными плазмообразующими газами. Исследования мощных плазмотронов переменного тока со стержневыми электродами предназначенных для работы на азоте, инертных газах и водороде с целью оптимизации эксплуатационных параметров и увеличения надежности.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд научно-технических задач, а именно выполнить исследования процессов, происходящих в свободногорящих дугах, в элекроразрядных камерах, в плазменной струе.

- Разработать, создать и исследовать систему питания для плазмотронов переменного тока большой мощности.

- Исследовать свойства и характеристики различных электродных материалов, создать надежную конструкцию электродного блока.

- Определить эффективность применения плазменных генераторов переменного тока в плазмохимических технологиях, в том числе и с целью получения синтез-газа.

Работы по теме проводились на основании: планов РАН, контрактов № 02.452.12.7079, 02.445.11.7192 с Министерством науки и образования; проектов РФФИ №№ 96-02-16590, 02-02-16770 и 04-02-17527.

Научная новизна

1. Экспериментально показана возможность создания надежных и высокоэффективных, с к.п.д. до ~ 92 %, плазменных генераторов переменного тока, работающих на окислительных средах длительное время.

2. Исследованы, разработаны и созданы следующие серии плазмотронов переменного тока:

- со стержневыми электродами для работы на инертных газах, азоте, водороде в диапазоне мощности от 200 кВт до 2 МВт в стационарном режиме работы.

- со стержневыми электродами для работы на окислительных средах разработана в диапазоне мощности от 1 до 100 кВт в стационарном режиме работы.

- с рельсовыми электродами для работы на окислительных средах при мощности от 100 кВт до 1 МВт в стационарном режиме работы.

3. Выполнены исследования свободногорящих сильноточных дуг (токи ~10кА), обдуваемых слабым потоком азота или аргона, показано, что при замыкании сильноточной дуги на расплав основная доля энергии дуги уходит в расплав, в объем реактора переходит не более 35% энергии дуги.

4. Исследованы режимы горения дуг, при которых в трехфазных плазмотронах наблюдалось сглаживание пиков повторного зажигания вследствие большой концентрации электронов в разрядном промежутке, при этом форма кривой напряжения близка к синусоиде, что существенно улучшает энергетические характеристики плазмотрона.

5. В ходе проведения работ выполнены исследования электрофизических процессов в электродуговых камерах плазмотронов переменного тока, путей и способов достижения максимальной эффективности передачи энергии источника питания дуге, электрических и теплофизических параметров плазмотронов переменного тока мощностью до 1 МВт; эрозионных свойств материалов, используемых в электродных системах, при величине тока порядка 1000 А, среднемассовой температуре газа до 10000 К, режимов горения дуг в разрядных камерах плазмотронов переменного тока;

6. Разработана и создана серия источников питания для плазмотронов переменного тока (рабочая частота 50^60 Гц) мощностью до 10 МВт, использующая элементы стандартного электротехнического оборудования, обеспечивающая стабильность горения электрической дуги переменного тока без активного балластного сопротивления или специальных тиристорных устройств, создана оригинальная конструкция полупроводникового регулятора мощности.

7. При создании ряда плазмохимических установок для изучения процессов плазменного пиролиза различных веществ апробирована возможность эффективного использования плазмотронов переменного тока в составе этих установок.

Практическая ценность

Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, что ее результаты позволили создать серии плазменных генераторов переменного тока с системами питания, диапазон мощности от 5 кВт до 1 МВт, с длительным временем работы на окислительных средах, инертных газах, азоте, водороде и СОг, трехфазный однокамерный плазмотрон со стержневыми электродами и систему питания предназначенные для работы на инертных газах, азоте и водороде мощностью до 2 МВт.

На основании полученных результатов возможно серийное производство плазмотронов предназначенных для крупномасштабного промышленного применения.

Созданы исследовательский стенд и диагностическое оборудование для моделирования и исследования процессов, происходящих в плазменных генераторах.

Показано, что при замыкании сильноточной дуги на расплав основная доля энергии дуги уходит в расплав, в объем реактора переходит не более 35% энергии дуги.

Экспериментально показана возможность эффективного применения созданных и исследованных плазменных генераторов для проведения исследований в крупномасштабных физических экспериментах, а также в установках предназначенных для газификации, пиролиза, переработки или нейтрализации различных органосодержащих веществ, хлор-фторсодержащих веществ и отходов, в том числе, с целью получения синтез-газа для нужд теплоэлектроэнергетики и получения искусственных топлив.

Личный вклад автора

- При участии автора создан ряд типов плазмотронов различной мощности и назначения, работающих на окислительных газах, азоте, водороде, СОг, Аг, Не, в том числе, однокамерные стержневые трехфазные плазмотроны мощностью от 100 до 2000 кВт с электродами на основе вольфрама для работы на инертных газах; однокамерные низковольтные трехфазные плазмотроны на окислительных и инертных средах с рельсовыми электродами мощностью от 100 до 1000 кВт; высоковольтные однофазные и трехфазные плазмотроны на окислительных и инертных средах мощностью от 1 до 500 кВт;

- При участии автора создан стенд мощных трехфазных плазмотронов и диагностическое оборудование для моделирования и исследования процессов, происходящих в плазменных генераторах, аппаратные средства измерения основных электрических, теплофизических и газодинамических параметров плазменных генераторов переменного тока.

- Исследованы свободногорящие сильноточные дуги ~10кА в атмосфере азота или аргона, показано, что при замыкании сильноточной дуги на расплав основная доля энергии дуги уходит в расплав, в объем реактора переходит не более 35% энергии дуги.

- Выполнены комплексные исследования процессов в разрядных камерах разработанных плазмотронов переменного тока, получены параметры оптимальных рабочих режимов, зависимости параметров и их взаимовлияние, проведены ресурсные испытания.

- Выполнены исследования различных электродных материалов, блоков и механизмов разрушения электрода. Предложен ряд оригинальных решений по увеличению длительности непрерывной работы электродов.

- При участии автора в составе экспериментальных плазмохимических установок успешно применены плазменные генераторы переменного тока.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих конференциях и симпозиумах:

1. "Мощный плазмотрон переменного тока ", Ф.Г.Рутберг, А. А.Сафронов, В.Н.Ширяев, В.Е.Кузнецов, ФНТП-95 Физика низкотемпературной плазмы. Материалы конференции. Петрозаводск 20-26 июня, 1995, т.З, стр. 422^25, (1995)

2. "Powerful Three-Phase Plasma Generators Used for Toxic Wastes Destruction", Ph.G.Rutberg, A. A. Safronov, V. L. Goryachev, SAP&ETEP-97, Eight International Conference on Switching Arc Phenomena, September 3-6,1997. Lodz, Poland, p. 371-373. (1997) "Мощныетрехфазные

генераторы плазмы, используемые для уничтожения токсичных отходов", Ф.Г.Рутберг, А.А.Сафронов, В.Л. Горячев, Восьмая международная конференция по коммутационным дуговым явлениям, 3-6 сентября, 1997, Лодзь, Польша стр. 371-373. (1997)

3. "Strong Current Arc Discharges of Alternating Current", Ph.G.Rutberg, A. A. Safronov, V. L. Goryachev, Proceedings of the 12th International Conference on Gas Discharges & Their Applications. Greifswald 1997. ISB#3-00-001360-7 (Set of 2 Volumes), Volume 1. p. 78-81. (1997)

"Сильноточные дуговые разряды переменного тока", Ф.Г.Рутберг, А.А.Сафронов, В.Л. Горячев, материалы 12 международной конференции по газовым разрядам и их применениям, Грайфсвальд 1997, lSBiO-OO-OOl360-7 (2 тома), т. 1. стр. 78-81. (1997)

4. "The Possibility of Garbage Medical and Other Toxic Waste Treatment by Plasma Chemical Method", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, A.N.Bratsev, V.E.Kuznetsov, ICOPS-98), Raleigh NC, USA, The 25th Anniversary IEEE International Conference on Plasma Science, June 1-4,1998, p. 226, (1998),

"Возможность переработки медицинских и других токсичных отходов плазмохимическими методами", Ф.Г.Рутберг, А.А.Сафронов, А.Н. Братцев, В.Е.Кузнецов, 1COPS-98, Рейлех, Северная Каролина, США, 25 ежегодная международная конференция IEEE (международного общества инженеров электриков и электронщиков) по науке о плазме, 1-4 июня 1998, стр. 226 (1998),

5. "AC Powerful Plasma Generators of High Energy Efficiency and Increased Life Time", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, V.L.Goryachev,V.B Kovshechnicov, A.V.Surov, A.Ph.Rutberg, Fourth International Workshop on Advanced Plasma Tools and Process Engineering, May 26-27, 1998, California, Millbrae, USA, pp. 229-232. "Мощные генераторы плазмы переменного тока с высоким КПД и увеличенным ресурсом работы " Ф.Г.Рутберг, А.А.Сафронов, В.Л. Горячев, В.Б. Ковшечников, А.В.Суров, А.Ф. Рутберг, Четвертая международная конференция по современным плазменным инструментам и технологиям, 26-27 мая 1998, Калифорния, Миллбрае, США, стр. 229-232.

6. "Arc three-phase plasma generators and their application", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, V.N.Shiryaev, V.E.Kuznetsov, TPP-5, Fifth European Conference on Thermal Plasma Processes, 13-16 July 1998, St.Petersburg, p.61. "Трехфазные дуговые генераторы плазмы и их применение" Ф.Г.Рутберг,

А.А.Сафронов, В.Н.Ширяев, В.Е. Кузнецов, Пятая европейская конференция по термическим плазменным процессам , 13-16 июля 1998 г., Санкт-Петербург, стр.61

7. "Трехфазные плазмотроны переменного тока и их применение ", Ф.Г.Рутберг, А.А.Сафронов, В.Н.Ширяев, В.Е.Кузнецов, Материалы конференции по физике низкотемпературно и плазмы ФНТП-98. Из-во Петрозаводского Университета, стр. 578-581

8. "Application of AC Powerful Plasma Generators in Plasma Chemical Technologies of Toxic Waste Treatment", P.G.Rutberg, A.A.Safronov, A.N.Bratsev, A.A.Ufimtsev, TPP-5, Fifth European Conference on Thermal Plasma Processes, 13-16 July 1998, St.Petersburg, p.294 "Применение мощных

генераторов плпзмы переменного тока в плазмохимических технологиях переработки токсичных отходов", Ф.Г.Рутберг, А.А.Сафронов, А.Н. Братцев, А.А.Уфимцев, Пятая европейская конференция по термическим плазменным процессам , 13-16 июля 1998 г., Санкт-Петербург, стр. 294

9. "Plasma Installations for the Destruction of High Toxic Medical Wastes", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, A.N.Bratsev, A.A.Ufimtsev, ElectroMed 99, First International Simposium on Nonthermal Medical / Biological Treatments Using Electromagnetic Fields and Ionized Gases, April 12-14, 1999, Norfolk, Virginia, USA, p. 125, "Плазменные установки для уничтожения высокотоксичных медицинских отходов" Ф.Г.Рутберг, А.А.Сафронов, А.Н. Братцев, А.А.Уфимцев, Электромед 99, Первый международный симпозиум по нетермической медицинской/биологической обработке с использованием электромагнитных полей и ионизированных газов, 12-14 апреля 1999 г., Норфолк, Виржиния, США, стр. 125

10. "Investigation of process dynamic of an electric arc burning in single-phase AC plasma generators", Ph.G. Rutberg, V.P.Gorbunov, Gh.V.Nakonechny, S.D.Popov, A.A.Safronov, E.O.Serba, A.V.Surov, V International Conference Plasma Physics and Plasma Technology (PPPT-5), contributed papers, v.l, Minsk, Belarus, September 18-22,2006 p. 110- 113 Institute of Molecular and Atomic Physics National Academy of Sciences of Belarus "Исследование динамики процесса горения электрической дуги в однофазных генераторах плазмы переменного тока", Ф.Г.Рутберг, В.П.Горбунов, Г.В.Наконечный, С.Д.Попов,

A.А.Сафронов, Е.О.Серба, А.В.Суров, V мбеждународная конференция по плазма физике и плазменным технологиям (РРРТ-5), представленные доклады, т. 1, Минск, Белоруссия, 1822 сентября 2006 г., стр.110-113, Институт молекулярной и атомной физики Академии наук Белоруссии

11. "Plasma Torch Optical Diagnostic of a Single-Phase Alternating Current Plasma Generator", Philip G. Rutberg, Ghennady V.Nakonechny, Roman V. Ovchinnikov, Alexander V.Pavlov, Sergey D. Popov, Alexey A. Safronov, Andrey I. Sakov, Evgeny O. Serba and Alexander V. Surov, 2007 IEEE Pulsed Power Conference (PPPS-2007) Digest of Technical Papers 19762007, June 17-20, 2007, Albuquerque, New Mexico, USA, IEEE Catalog Number 07CH37864C, ISBN 1-4244-0914-4, Library of Congress 81644315, p. 732-735, Omnipress, Madison, оптическая диагностика плазменных горелок однофазного генератора плазмы, переменного тока, Филипп Г.Рутберг, Геннадий В.Наконечный, Роман В.Овчинников, Александр,

B.Павлов, Сергей Д.Попов, Алексей А.Сафронов, Андрей И.Саков, Евгений О.Серба и Александр В. Суров, Конференция по импульсной мощности 2007 IEEE (PPPS-2007) Сборник технических статей 1976-2007 г., 17-20 июня 2007 г., Альбукерка, Нью Мексика, США, IEEE каталог номер 07СН37864С, ISBN 1-42448

0914-4, Библиотека конгресса 81-644315, стр. 732-735, Омнипресс, Медисон

12. "Investigation of Ways and Methods to Increase the Time of Continuous Operation of Alternating Current Plasma Generators in Industrial Applications", Philip G. Rutberg, Kiril A. Kuzmin, Vladimir E. Kuznetsov, Alexey V. Nikonov, Roman V. Ovchinnikov, Alexey A. Safronov, Valentin A. Spodobin, Alexander V. Surov, and Olga B. Vasilieva, 2007 IEEE Pulsed Power Conference (PPPS-2007) Digest of Technical Papers 19762007, June 17-20,2007, Albuquerque, New Mexico, USA, IEEE Catalog Number 07CH37864C, ISBN 1-4244-0914-4, Library of Congress 81644315, p. 760-763, Omnipress, Madison, "Исследование способов и методов увеличения времени непрерывной работы генераторов плазмы переменного ТОКа Промышленного применения" Филипп Г.Рутберг, Кирилл А. Кузьмин, Владимир Е.Кузнецов, Алексей А.Никонов, Роман В.Очинников, Алексей

A.Сафронов, Валентин А.Сподобин, Александр А.Суров и Ольга Б. Васильева, Конференция по импульсной мощности 2007 IEEE (PPPS-2007) Сборник технических статей 1976-2007 г., 17-20 июня 2007 г., Альбукерка, Ныо Мексика, США, IEEE каталог номер 07СН37864С, ISBN 1-4244-0914-4, Библиотека конгресса 81-644315, стр. 732-735, Омнипресс, Медисон

13. "High-Voltage Plasma generators of Alternating Current with Rod Electrodes Stationary Operating on Oxidizing media", Philip G. Rutberg, Irina I. Kumkova, Vladimir E. Kuznetsov, Sergey D. Popov, Alex P. Rutberg, Alexey A. Safronov, Vasily N. Shiryaev and Alexander V. Surov, 2007 IEEE Pulsed Power Conference (PPPS-2007) Digest of Technical Papers 1976-2007, June 17-20, 2007, Albuquerque, New Mexico, USA, IEEE Catalog Number 07CH37864C, ISBN 1-4244-0914-4, Library of Congress 81-644315, p. 1556-1559, Omnipress, Madison, "Высоковольтные

генераторы плазмы переменного тока со стержневыми электродами стационарно работающими на окислительные среды", Филипп Г.Рутберг, Ирина И. Кумкова, Владимир Е.Кузнецов, Сергей Д.Попов, Александр Ф. Рутберг, Алексей А.Сафронов, Василий Н. Ширяев и Александр А.Суров, Конференция по импульсной мощности 2007 IEEE (PPPS-2007) Сборник технических статей 1976-2007 г., 17-20 июня 2007 г., Альбукерка, Нью Мексика, США, IEEE каталог номер 07СН37864С, ISBN 14244-0914-4, Библиотека конгресса 81-644315, стр. 732-735, Омнипресс, Медисон

14. "Плазмотроны переменного тока со стержневыми электродами мощностью от 5 до 50 кВт для плазмохимических приложений", Ф.Г. Рутберг, А.А.Сафронов, Г.В.Наконечный, С.Д.Попов, Е.О.Серба,

B.А.Сподобин, А.В.Суров, Proceedings of 10th International Conference on Gas Discharge Plasmas and Their Technological Applications, edited by Vladimir Lopatin, Tomsk, Russia, 17-20 September, 2007, ISSN 0021-3411, Известия вузов. Физика, 2007, № 9, Издание Томского Университета стр.77-79 "Плазмотроны переменного тока со стержневыми электродами мощностью от 5 до 50 кВт для плазмохимических приложений", Ф.Г. Рутберг, А.А.Сафронов, Г.В.Наконечный, СД.Попов, Е.О.Серба, В.А.Сподобин, А.В.Суров, Материалы 10 международной конференции по разрядам в газах и их технологическим применениям, под редакцией Владимира Лопатина, Томск, Россия, 17-20 сентября, 2007, ISSN 0021-3411, Известия вузов. Физика, 2007, № 9, Издание Томского Университета стр.77-79

15."Electric arc plasma generators on steam-air mixtures for plasmachemical applications", Ph.G. Rutberg, A.A.Safronov, A.V.Surov, S.D.Popov,

E.O.Serba, G.V.Nakonechny, K.A.Kuzmin, The 10th HTPP, Patras, Greece, 7-11 July, 2008, book of abstracts Patras University, "Электродуговые генераторы плазмы на паровоздушных смесях для плазмохимических применений", Ф.Г. Рутберг, А.А.Сафронов, А.В.Суров, С.Д. Попов, Е.О.Серба, Г.В.Наконечный, К.А. Кузьмин, 10 конференция по высокотемпературным плазменным процессам (НТРР), Патрас, Греция, 7-11 июля 2008, книга абстрактов, Университет Патраса

16. "Spectral and optical investigations of electric arc plasma generators of alternating current with power to 600 kW", Ph.G. Rutberg, A.A.Safronov, A.V.Surov, A.V.Pavlov, S.D.Popov, A.I.Sakov, V.A.Spodobin, The 10th HTPP, Patras, Greece, 7-11 July, 2008, book of abstracts Patras University "Спектральные и оптические исследования электродуговых генераторов плазмы переменного тока мощностью до 600 кВт" Ф.Г. Рутберг, А.А.Сафронов, А.В.Суров,

A.В.Павлов, С.Д. Попов, А.И.Саков, В.А.Сподобин, 10 конференция по высокотемпературным плазменным процессам (НТРР), Патрас, Греция, 7-11 июля 2008, книга абстрактов, Университет Патраса

17. "Increase in durability of alternating current plasma generators and experimental development of materials and designs of electrode units for plasma generators for CO2 processing" A.A.Safronov, I.I. Kumkova, R.V. Ovchinnikov, V.E.Kuznetsov,V.N.Shiryaev, K.A.Kuzmin, O.B.Vasilieva, EMRS 2009 Spring Meeting, Strasbourg, France - June 8 - 12, Q: Laser and Plasma Processing for Advanced Materials, Abstract at: http://www.emrs-strasbourg .Com, "Увеличения срока службы генераторов плазмы переменного тока и экспериментальная разработка материалов и конструкций электродных блоков генераторов плазмы для переработки СО2", А.А.Сафронов, И.И. Кумкова, Р.В.Овчинников,

B.Е.Кузнецов, В. Н. Ширяев, К.А. Кузьмин, О.Б.Васильева, EMRS 2009, Весеннее заседание, Страсбург, Франция, 8-12 июня, Q: Лазерная и плазменная обработка современных материалов, абстракт на: http://www.emrs-strasbourg.com

18. "Electric arc alternating current plasma generators operating on a mix of steam with various gases for plasma technologies of synthetic fuel production", Rutberg Ph. G., Safronov A. A., Popov S. D., Surov A. V.,Nakonechny Gh. V., Spodobin V. A., Lukyanov S. A., Kumkova 1.1., Kuzmin K.A. EMRS 2009 Spring Meeting, Strasbourg, France - June 8 -12, Q: Laser and Plasma Processing for Advanced Materials, Abstract at: http://www.emrs-strasb0urg.e0m , "Электродуговые генераторы плазмы переменного тока работающие на смеси пара с различными газами для плазменных технологий производства различных синтетических топлив", Ф.Г. Рутберг, А.А.Сафронов,

C.Д. Попов, А.В.Суров, Г.В.Наконечный, В.А.Сподобин, С.А.Лукьянов, И.И.Кумкова, К.А. Кузьмин, EMRS 2009, Весеннее заседание, Страсбург, Франция, 8-12 июня, Q: Лазерная и плазменная обработка современных материалов, абстракт на:

http://www.emrs-strasbourg.com

19. "Investigation of Operating Modes of Electric Arc Alternating Current Plasma Generators Using Carbon Dioxide as a Plasma Forming Agent", 03P-41, P. G. Rutberg, A. A. Safronov, A. V. Surov, S. D. Popov, G. V. Nakonechny, R. V. Ovchinnikov, V. A. Spodobin, S. A. Lukyanov, S. A. Kuschev, CONFERENCE RECORD - ABSTRACTS The 17th IEEE International Pulsed Power Conference IEEE Catalog Number: CFP09PPC ISBN: 978-1-4244-4065-8 Library of Congress: 200990 Copyright © 2007 by Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., p.304 ,

"Исследование режимов работы электродуговых генераторов плазмы переменного тока, использующих углекислый газ в качестве плазмообразующего вещества", Ф.Г. Рутберг, А.А.Сафронов, С.Д. Попов, А.В.Суров, Г.В.Наконечный, Р.В.Овчинников, В.А.Сподобин, С.А.Лукьянов, С.А.Кущев, ОЗР-41, материалы конференции - абстракты, 17 международная конференция ШЕЕ по импульсной мощности, каталог номер CFP09PPC ISBN: 978-1-4244-4065-8 Библиотека конгресса: 200990 Авторское право О 2007 Институт инженеров электриков и электронщиков, Inc., стр.304 20. "Methods of increase in life time and duration of continuos operation of rod electrodes of alternating current plasma generators", V.E. Kuznetsov, K.A.Kuzmin, A.A.Safronov, V.N.Shiryaev, R.V.Ovchinnikov,

0.B.Vasilieva European Plasma Conference HTPP-11 Brussels, 27 June - 2 July, 2010 "Методы увеличения срока службы и продолжительности непрерывной работы стержневых электродов генераторов плазмы переменного тока" В.Е.Кузнецов, К. А. Кузьмин, А.А.Сафронов, В.Н.Ширяев, Р.В.Овчинников, О.Б.Васильева, Европейская конференция по плазме НТРР-11 , Брюссель, 27 ИЮНЯ-2 ИЮЛЯ 2010, абстракты на http://wvw.hlpp П.ей.

Публикации

По тематике диссертационной работы автором опубликовано 66 работ, в том числе 33 статьи в рецензируемых журналах.

Структура и содержание работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав с выводами по каждой из них, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на 314 страницах машинописного текста, включает 191 рисунок, 21 таблицу и список литературы из 294 наименований.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Исследования и создание серии плазмотронов переменного тока (частота 50+60 Гц, рабочий ток до 6400 А) со стержневыми электродами для работы на инертных газах, азоте, водороде в диапазоне мощности от 200 кВт до 2 МВт при стационарном режиме работы, серии плазмотронов переменного тока (рабочий ток до 1500 А) с рельсовыми электродами, для работы в стационарном режиме при мощности от 100 кВт до 1 МВт. Рабочий газ - воздух, серии плазмотронов переменного тока (частота 50+60 Гц, рабочий ток до 100 А) со стержневыми электродами в диапазоне мощности от 1 до 100 кВт при стационарном режиме работы. Рабочий газ - воздух.

2. Создание систем питания плазменных генераторов переменного тока в диапазоне мощности (от 5 кВт до 10 МВт, рабочая частота 50+60 Гц) использующих элементы стандартного электротехнического оборудования, обеспечивающие стабильность горения электрической дуги переменного тока без активного балластного сопротивления или

специальных тиристорных устройств, создана оригинальная конструкция полупроводникового регулятора мощности.

3. Результаты исследования процессов горения сильноточных дуг в плазмохимических реакторах с расплавом и замыканием сильноточных дуг на расплав или между электродами, процессов горения дуг переменного тока в мощных плазмотронах, параметры оптимальных рабочих режимов, зависимости параметров и их взаимовлияние.

4. Результаты исследований направленных на обеспечение стационарных режимов работы электродов плазмотронов переменного тока.

Краткое содержание работы

Во введении описывается область применения плазменных генераторов, основные достоинства систем переменного тока, обосновывается актуальность темы и формулируется цель работы.

В первой главе рассмотрена классификация плазменных генераторов. Показано на примере рассмотренных конструкций плазменных генераторов, что подавляющее большинство плазмотронов предназначено для работы в среде инертного газа или азоте, использование в качестве рабочего, газа с окислительными свойствами, без применения защитного инертного газа для электродов в большинстве случаев не предусмотрено. Отсутствуют унифицированные образцы плазмотронов мощностью до 1 МВт. Источники питания для таких систем достаточно сложны, к недостаткам систем питания постоянного тока можно отнести наличие дорогостоящего тиристорного оборудования, сетевых фильтров и снижение общего КПД за счёт введения дополнительных активных балластных сопротивлений.

Поставлены задачи и сформулированы проблемы, требующие решения для успешного использования плазмотронов переменного тока в научных экспериментах, промышленности и сфере наукоемких технологий.

Во второй главе рассмотрены технические решения, разработки и созданные мощные трехфазные однокамерные плазмотроны со стержневыми электродами, предназначенные для работы на инертных газах, азоте и водороде, конструкции однокамерных плазмотронов со стержневыми электродами, предназначенными для работы на окислительных газах, конструкции плазмотронов переменного тока (частота 5ГН60 Гц) с рельсовыми электродами, в основу функционирования которых положен принцип движения дуговых привязок под действием газодинамических и электродинамических сил (рельсотронный эффект).

Созданные модели адаптированы для оптимальной работы в стационарном режиме при мощности до 1 МВт. Достоинствами разработанных плазмотронов переменного тока являются:

сравнительно низкое напряжение питающей сети (380 - 480 В при частоте 50 - 60 Гц), а также неприхотливость к системам обеспечения (рабочий газ воздух, водяное охлаждение).

надежный поджиг дуги и бесперебойная работа плазмотрона при переходе тока через ноль.

Плазмотроны типа ЭДП Рис. 1 это серия плазмотронов мощностью 200 кВА, 2 MB А, 5 МВА, 80 МВА (ЭДП-0,2; ЭДП-2; ЭДП-5; ЭДП-80), предназначенных для работы в стационарных режимах (кроме ЭДП-80) для нагрева инертных газов, а также азота и водорода. Плазмотрон имеет электродуговую камеру с цилиндрическим и сужающимся коническим участками. Три параллельных оси камеры электрода установлены в электродном блоке, защищенном от теплового потока теплостойкой электроизоляционной шайбой. Электроды вольфрамовые с присадкой лантана, иттрия или тория. Стержни закреплены в медных электродержателях, В цилиндрическом участке электродуговой камеры имеется ряд тангенциальных отверстий для ввода рабочего газа. Поступающий через отверстия тангенциальный поток рабочего газа образует у стенок электродуговой камеры относительно холодный слой, частично защищающий их от конвективного теплового потока. Кроме того, в зоне холодного слоя концентрация заряженных частиц резко падает, создается изолирующая область, вследствие чего положительный столб дуги не касается стенок.

1 2 3 4

Рис. 1. Трехфазный плазмотрон серии ЭДП.

1 - Камера, 2 - контур подачи газа, 3 - наконечник электрода, 4 - изолятор, 5 - токоввод, 6 - подвод воды.

В различных конструкциях, в зависимости от назначения плазмотрона, соответствующее выполнение системы отверстий позволяет различным образом распределять поступающий газ среди трех зон', в зону электродов, включая их торцы, т. е. места привязки дуг к электродам, в центральную зону электродуговой камеры (за срезом электродов) и тангенциальный поток

вдоль стенок камеры. Последний, для создания надежной газовой защиты стенок, электродуговой камеры, должен быть значителен во всех случаях, в то время как отсутствие потока в первую зону позволяет получить короткие высокотемпературные дуги при сравнительно низкой среднемассовой температуре потока. Наиболее часто реализуемый режим - это равномерное распределение газа между первой и второй зонами, режим максимальной мощности.

Поджиг дуги в камере плазмотрона производится импульсным инжектором плазмы. В качестве источника питания используется электрическая сеть или автономные электрические машины (генераторы ТИ-100, ТИ-75-2, ТИ-12-2).

Принцип работы плазмотрона переменного тока со стержневыми электродами Рис. 2 предназначенного для работы на окислительных средах, следующий. Напряжение 6 кВт прикладывается между электродами. Под воздействием высокого напряжения происходит электрический пробой воздушного промежутка между стенкой каждого канала и буртом наконечника-электрода. Дуги под воздействием газового потока, подаваемого тангенциально в каналы, выдуваются на торцы электрода и далее, перемещаясь по стенкам каналов, выходят на концы трубок, замыкаются между собой, и дуга начинает гореть от торца одного электрода

погасания дуги процесс повторяется.

В основу работы плазмотронов с электродами рельсового типа Рис. 3 положен принцип электродинамического движения дуг в поле собственного тока (рельсотронный эффект).

Рис. 2. Устройство плазмотрона. 1-корпус, 2- изолятор, 3- электрод.

Рис. 3. Многофазный однокамерный плазмотрон переменного тока с электродами рельсового типа (работающий с мощностью 220 кВт, расход 30 г/с) 1 - Инжектор, 2 - корпус, 3 - сопло, 4 - электрод.

На Рис. 3 изображен разрез трехфазного плазмотрона рельсовыми электродами. Плазмотрон состоит из четырех основных составных элементов: корпуса, выходного фланца с соплом, системы электродов и инжектора.

Корпус изготовлен из нержавеющей стали и представляет собой цилиндр (наружный диаметр - 390 мм), переходящий в усеченный конус. Охлаждение корпуса - водяное. По его длине расположены три кольца с тангенциальными отверстиями, через которьге подается рабочий газ в разрядную камеру. Подача газа осуществляется независимо через каждое кольцо. Выходной фланец так же выполнен из нержавеющей стали (12Х18Н10Т) и охлаждается водой, его рубашка охлаждения соединена с рубашкой корпуса латунными втулками с кольцевыми резиновыми уплотнениями. Электроды имеют изогнутую форму и могут быть выполнены из медного прутка диаметром (20-40) мм с внутренним отверстием диаметром 8 мм. В них впаяны латунные штуцера, через которые осуществляется крепление электрода в корпусе и подача охлаждающей воды. Электрод устанавливается в корпус изнутри через керамический изолятор и фторопластовую втулку, через которую с наружной стороны корпуса вставляется ответный латунный штуцер. Со стороны усеченного конуса корпуса плазмотрона крепится инжектор, выходное сопло которого направлено в область минимального межэлектродного зазора. К штуцерам электродов, расположенным ближе к инжектору, крепятся токоподводящие шины.

В третьей главе исследованы принципы построения систем электропитания для плазмотронов переменного тока с торцевыми и рельсовыми электродами мощностью до 10 МВт. Рассмотрены ключевые моменты проектирования, показаны критерии определения зоны устойчивости рабочих параметров, разработаны методики расчета основных параметров источника питания плазмотронов переменного тока. Разработаны

и приведены методики инженерного расчета основных элементов системы питания плазмотронов переменного тока.

Плазмотрон переменного тока, с точки зрения электрической нагрузки, представляет собой нелинейное активное сопротивление, характеристики которого зависят от рода рабочего газа, его расхода, давления в электроразрядной камере, способа организации газового потока, а также от свойств материала электродов.

В достаточно общем случае трехфазный плазмотрон может эквивалентироваться активным трехполюсником, включающим в себя три активных сопротивления и три источника э.д.с. Эти элементы внутри трехполюсника могут быть включены как по схеме треугольника, так и по схеме звезды Рис. 4.

Рис. 4. Схемы замещения трехфазного плазмотрона: а-звезда, б-треугольник.

Для трехфазных плазмотронов, работающих в диффузном режиме, у которых ток и напряжение примерно синусоидальны, можно принять

иа = И), = ис = О

Для менее мощных плазмотронов в большинстве случаев можно принять

Га = ГЬ = гс = 0, и„ = иа^т„, иь=иь^ть, ис=ис^тс

Для симметричного режима работы плазмотрона ии=иь=ис=0,5Ли.

При принятой по Рис. 4а схеме замещения трехфазного плазмотрона мгновенное значение его электрической мощности

Рр = ЧЛ + «ьЧ + "Л + + + г/с В симметричном режиме при синусоидальном токе и при напряжении прямоугольной формы

— ■-•ДС/, =1.35Д1//, к 2

эта мощность пульсирует с частотами, кратными 6, 12, 18, 24 и т.д. от частоты сети, причем 6-я гармоническая мощности имеет амплитуду 5,7 % от постоянной составляющей мощности и 12-я гармоническая имеет амплитуду 1,4% от постоянной составляющей мощности. В реальных условиях не всегда удается обеспечить симметричный режим работы плазмотрона. Типичные, для плазмотронов переменного тока, осциллограммы напряжений при различных расходах плазмообразующего газа приведены на Рис. 5.

4000-400-8004000-400-8000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1тз

Рис. 5. Характерные осциллограммы напряжений на дугах плазмотрона с рельсовыми электродами при работе на воздухе а - расход газа Юг/с, Ь -30 г/с, рабочий ток ~ 600А

Система питания состоит из силового трансформатора и токоограничивающих реакторов, включенных в каждую фазу. Реактор необходим для стабилизации режима горения дуги. В отличие от балластного резистора в реакторе практически отсутствуют потери активной мощности, а применение емкостного компенсатора позволяет создать установку с со5<р=1 .

Для расчета в цепи переменного тока введем следующие упрощения. Будем считать, что длина дуги постоянна, а ее вольтамперная характеристика имеет прямоугольную форму, напряжение дуги ев=±еь, при этом не учитываем влияние напряжения зажигания и напряжения гашения дуги. Тогда для цепи с индуктивностью напряжение определяется выражением: е = Еът^Ш + ф)

где ф—фазный угол напряжения в момент времени 1=0, соответствующий прохождению тока через нуль. При этом

а

Г \ г- V

/ V / \ ( и-/. и- 1 V

ь ....................

г ч_ ^ и

Цн л '■V

i=—cos(cot + cp) +—cosí'р—-cot При cot = ж

COL COL COL

- E [cos(7t + ф) - соэф] = еьл ; cos V ~

Таким образом, сдвиг фаз в чисто индуктивной цепи, в которой горит дуга, не равен 90°. Из этого следует, что при напряжении дуги (2/ti) =0,637 напряжения сети, фазный угол ф обращается в нуль и искаженная кривая тока проходит через нуль одновременно с напряжением.

Пауза тока начнется в тот момент, когда при t=0 напряжение дуги станет равным напряжению сети, определяемому выражением:

e¿ = Е sin (рп.

Подставляя соответствующее значение вшфо, получим расчетное предельное напряжение дуги в условиях сделанных приближений о форме вольтамперной характеристики дуги: eh = 0,537Е.

Экспериментально для трехфазного однокамерного плазмотрона переменного тока с рельсовыми электродами получено соотношение величин напряжения дуги и холостого хода источника еь= 0,61Е. Т.е.

---г*г\с т — —

cos (риак,. =-

Р ш = л/з и д/л

Исследованы схемные решения для систем питания плазмотронов переменного тока Рис. 6, в том числе организация питания мощного генератора плазмы от ударного генератора типа ТИ-75-2-(ТИ-12), ТИ-200 в режиме динамического торможения (кратковременный режим) за счет энергии маховых масс Рис. 7.

Рис. 6. Источник питания трехфазного плазмотрона (мощностью до ] МВт). 1 - силовой шкаф; 2 - шкаф с токоограничивающими реакторами; 3 -распределительный шкаф систем подачи газа и охлаждения; 4 - шкаф системы управления.

Рис. 7. Схема питания мощного трехфазного плазмотрона от синхронного

генератора.

ИК — испытательная камера, ТИ-75-2-(ТИ-12) — ударный генератор, Р — реактор, МГГ —выключатель, ВА — выключающий аппарат, ТП — трехфазный плазмотрон, ТТ — трансформатор тока, ДН — делитель напряжения, НОМ-10 — измерительный трансформатор, Т — термопара, ЗВ —

защитный выключатель.

В таблице 1 приведены параметры разработанных источников питания.

Таблица 1.

Мощность

Вид и„ плазмотрона, кВт

электродов

стержневые 572 -4040 до 10000

стержневые 3000 до 7000

стержневые 800 до 176

стержневые 6000 до 30

стержневые 6000 до 55

рельсовые 480 до 1000

Разработанные системы электропитания плазмотронов переменного тока обладают следующими преимуществами:

- конструкция источника питания обеспечивает возможность быстрого переключения и регулировки параметров мощности во всем диапазоне ее рабочих значений;

- во всем диапазоне мощности обеспечивается устойчивая, без токовых пауз и значительных пульсаций, работа плазмотрона - плавный переход тока через ноль;

- обеспечивается непрерывная работа плазмотрона в течение требуемого технологического времени;

- система питания не вносит искажения в питающую сеть;

- система питания в основном создается на базе электротехнических элементов, стандартно выпускаемых промышленностью.

В четвертой главе рассмотрены физические процессы применительно к сильноточным дугам и дугам, горящим внутри электроразрядных камер плазмотронов переменного тока.

Все плазменные технологии можно сгруппировать по двум основным методам систем генерации плазмы, посредством которых реализуется поступление в плазмохимический реактор энергии, а также формируется состав получаемых газов. В первом методе генерирующие плазму электрические дуги зажигаются непосредственно в реакторе, одним из электродов является проводящий расплав, другим электродом является графитовый или металлический электрод, введенный в реактор.

Во втором методе для генерации плазмы используются электродуговые генераторы (плазмотроны), где дуги (или дуга) горят внутри разрядной камеры, через которую продувается рабочий газ, и при помощи соплового аппарата струя плазмы вводится в плазмохимический реактор.

В первом методе уже сейчас возможна реализация крупных единичных плазмохимических реакторов, потребляющих значительное количество электроэнергии (5-30 МВт). Однако такие системы имеют ряд существенных недостатков: низкий коэффициент использования энергии дуги вследствие больших энергозатрат на поддержание высокой температуры расплава, мало эффективный теплообмен между дугой, расплавом и перерабатываемым веществом, существенное загрязнение получаемого газа примесями вещества расплава.

Во втором методе эффективность теплообмена между генерируемой плазмой и перерабатываемым веществом существенно выше, кроме того, легче формировать заданный химический состав газа, но необходимо создание мощных, надежных и высокоэффективных генераторов плазмы, способных работать длительное время, используя для генерации плазмы различные газы, прежде всего воздух, пары воды и С02.

Основным элементом разрабатываемых плазменных технологий являются системы (узлы), предназначенные для генерации плазмы. Это относится как к электроразрядным устройствам в системах с замыканием сильноточной дуги на расплав плазмохимического реактора, так и к системам, где плазма генерируется при помощи плазмотронов и ее струя вводится в реактор.

В первом случае следует рассмотреть сильноточные дуги в диапазоне от единиц килоампер до нескольких десятков килоампер, при сравнительно небольшой длине столба разряда в режиме свободно горящих дуг или в газовых потоках малой скорости.

Во втором случае (в плазмотронах) следует рассмотреть процессы в дугах в диапазоне токов от нескольких десятков ампер до килоампера, горящих в интенсивных газовых потоках.

Для проведения испытаний плазмотронов переменного тока был оборудован стенд, в состав которого входят: источники питания плазмотронов с компенсацией реактивной мощности, системы обеспечения (подачи газа и охлаждения), диагностическая камера и плазмохимический реактор. Схема стенда изображена на Рис. 8.

Рис. 8. Схема стенда испытаний плазмотронов. 1 - Системы обеспечения (охлаждения, газовой подачи); 2 - система регистрации и обработки данных оптических измерений; 3 - спектрограф; 4 - высокоскоростная видеокамера;

5 - диагностическая камера; 6 - плазмотрон мощностью до 300 кВт; 7 - устройство для измерения расхода газа; 8 - источники питания плазмотронов; 9 - трехфазная рельсовая электродуговая система «Рога»; 10 -устройство для измерения теплопотерь; 11 - - система регистрации и обработки данных от датчиков систем обеспечения и технологических установок; 12 -плазмотрон мощностью до 100 кВт; 13 - опытный плазмохимический реактор.

Исследования режима горения свободно горящих сильноточных дуг проводились в разрядных камерах со стержневыми электродами, расстояние между которыми могло меняться в ходе экспериментов и в камерах с обдуваемым электродом. В качестве материалов электродов использовались металлы и их соединения (главным образом: медь, сталь и соединения вольфрама), а также графит Рис. 9.

' [_Ф39

| т-'г} |ии гг\

-Х----^

—Э;к.1С1р>л (кагад)

п\ -С' Ипжрхноса г—' ¡\ II—Госплана

Рис. 9. Разрядные камеры а - со стержневыми электродами, /-токоподвод; 2- изоляция; 3-корпус; 4- электрод; 5- диафрагма; 6- керамический цилиндр; и Ь2-линзы; к - полупрозрачное зеркало б - с обдуваемыми электродами. Дуговая плазма постоянного тока (ОС), 30 кА, 270 V.

Для типичных случаев разрядов в воздухе, азоте и аргоне, наиболее часто используемых в плазмохимических реакторах и мощных плазмотронах значения: Т = 104 -1,5 -104 К, = 1500-1600 К, где Т - температура поверхности столба разряда, Тг - температура поверхности стенки разрядной камеры (в конкретных случаях стенки плазмохимического реактора) р ~ 1,25-10"3 г/см3 (для азота и воздуха) и ~ 1,78 -10"3 г/см3 (для аргона) при атмосферном давлении ё ~ 10 см (для сильноточных дуг), значения т|~ (1-3) •10"4 г/см -с [78], тогда вг ~ 105 (число Грасгофа) для легких газов (водорода, гелия) эта величина больше.

Как правило, в рассматриваемых условиях, т.е. при замыкании дуги на металлический расплав в диапазоне токов от нескольких кА до нескольких десятков кА, вне зависимости от среды окружающего газа, при давлениях порядка атмосферного, дуги носят диффузный характер. Во всех случаях диффузной дуги наблюдалась сильно развитая турбулентность. Необходимо отметить, что степень турбулентности у катода всегда выражена более ярко, чем в столбе разряда.

Как следствие, в сравнительно коротких дугах турбулентность выражена сильнее и теплообмен столба дуги с окружающим газом более эффективен. Колебаниям интенсивности соответствуют колебания температуры столба разряда (имеется в виду поверхностная яркостная температура). Значения температуры для азота и аргона менялись в пределах (10-15)-103 К.

Результаты экспериментов, связанные с изменением расстояния между электродами, приведены на Рис. 10.

Рис. 10. Зависимость падения напряжения на дуге от длины разрядного промежутка :а - 1 - Н2, 2 - Не, 3 - N2,4 — Аг, 5 - пары меди. Диапазон изменения тока 50-100 кА. б - дуга постоянного тока, графитовый катод, А - ток 10 кА, В - 26 кА.

Как видно из приведенных результатов Рис. 10 с ростом длины дуги величина напряженности в столбе дуги падает при сохранении значения величины тока как для постоянного, так и для переменного токов.

Проводимость в зависимости от тока и начальной плотности газа изменялась в интервале 25 - 30 Ом"1 см"1.

Оценив среднюю массовую температуру, составляющую около 12000 К, что удовлетворительно совпадает с экспериментальным значением, равным -8000 11000 К (для азота) и -12000 + 14000 К для аргона, полагая, что поле однородно, а плотность газа постоянна по сечению, а также что ионы металла распределены в разрядной камере равномерно. Концентрация электронов определяется с учетом квазинейтральности плазмы:

пе = п]а+п]т где П]а, п™ - концентрация ионов газа и металла.

= БТО14 (23- (1/2)1п пс + (3/2) 1п Те) / Те2 Проводимость плазмы вычисляется согласно: ос =Ко(п)е2пс (п. 5>пс £ + пт £,„)"'/(2ктсТс)|/2 где Кст(п) - коэффициент, характеризующий взаимодействие электронов друг с другом и учитывающий корреляцию углов рассеяния электронов с атомами и ионами; па, пт - концентрация атомов газа и металла; , > - усредненное по электронной функции распределения сечения упругих соударений с атомами газа, металла и ионами.

Более точно этот параметр можно определить, зная равновесный состав

смеси при данной температуре. Также эти расчеты позволят выявить основных «поставщиков» электронов в разряд Рис. 11.

Рис. 11. Равновесный состав плазмы (заряженные компоненты), рабочий газ- N2, материал электродов-С, Бе

Для плазмотронов со стрежневыми электродами контрагированный столб дуги выдувается потоком газа, и происходит пробой газа по хорде положительного столба Рис. 12.

ЕЁ ела прогиба I

электрод

...Дуга

Рис. 12. «Прогиб» дуги.

В трехфазной системе в каждый данный момент времени наиболее ярко горит одна из дуг, в то время как вторая погасает, а третья загорается. Один из электродов является катодом по отношению к последующему электроду, затем после смены полярности они меняются ролями. Токи в дугах стремятся течь по кратчайшему пути между электродами и образование общей точки, где бы замыкались все дуги, не наблюдалось.

Из приведенной на Рис. 13 осциллограммы напряжения дуги в одной из фаз при трехфазном режиме работы, виден плавный переход по мере роста напряжения на разрядном промежутке к дуговому разряду.

Рис. 13. Осциллограмма тока и напряжения одной из фаз при трехфазном режиме работы плазмотронов. 1 - кривая тока, 2 - кривая напряжения. I -5 00А, расход газа 9 г/сек, азот.

Появление высших гармоник в кривых напряжения и тока приводит к искажению их формы и понижению коэффициента мощности дуги. Поэтому целесообразно стремиться к тому, чтобы форма кривых приближалась к синусоиде. При условии, если магнитопровод реакторов не насыщен, форма кривой тока сглажена и близка к синусоиде.

Определяя коэффициент мощности дуги как отношение активной мощности дуги к полной мощности, получим

к =Р„/ и, 1а = I —(ак р к) / £В] ■

1(4=1.3,5... »=1,3.5...

Где: Ак и Вк - амплитуды гармоник напряжения и тока, а а к тл рк -начальные фазы соответствующих гармоник.

При однофазном режиме горения дуги в случае «горячих» электродов пики повторного зажигания не велики, что объясняется эмиссией электронов в разрядный промежуток из не успевших остыть электродов. Плазма дуги выдувается из межэлектродного промежутка со скоростью порядка (103 -104)см/сек, что определяется скоростью рабочего газа. Вследствие этого происходит деионизация межэлектродного промежутка, и снижение напряжения повторного зажигания определяется эмиссией с поверхности электродов. При трехфазном режиме горения дуг наблюдается сглаживание пиков повторного зажигания. Это объясняется большей концентрацией электронов в разрядном промежутке, возникающей за счет диффузии, т.к. в любой период времени горит одна из дуг. В режиме трехфазного горения дуги горят более стабильно, т.к. после прохождения тока через ноль не требуется повышение напряжения для повторного пробоя. При трехфазном режиме горения форма кривой напряжения близка к синусоиде, что значительно улучшает энергетические характеристики плазмотронов. Следовательно, при работе на переменном токе целесообразно использовать многофазные системы с дугами, горящими в одной камере Рис. 14.

Рис. 14. Осциллограмма напряжения на дуге при однофазном режиме в одной из фаз при трехфазном

работы плазмотрона. Рабочий газ - режиме работы плазмотрона, рабочий аргон, расход газа - 7 г/сек, I =200А, газ- аргон, расход газа - 7 г/сек, I иа-115 В =200А.

Рис. 15. Дуги в разрядной камере трехфазного плазмотрона с рельсовыми электродами (рабочий газ - воздух), 2000 кадров/с. а) Контрагированный режим; б) Диффузный режим горения дуг.

При установлении контрагированного режима горения дуг (пс> 1016 см"3, Т > 104К) значительная часть тепла передается за счет излучения (50-99)%. Носители зарядов при этом образуются фактически за счет термической ионизации рабочего газа. Наличие в рабочем газе паров металла электродов значительно снижает лучистые потери, так как ими поглощается большая часть энергии излучения. Кроме того, несмотря на сравнительно малую площадь сечения столба контрагированной дуги, сами дуги интенсивно

При большом расходе газа, больших токах и росте давления в плазмотронах с вихревой газовой стабилизацией поток сжимает дугу и интенсивно охлаждает внешние части дугового столба, что приводит к сужению столба дуги, контракции и к значительному росту напряженности в столбе дуги. Изображение, представленное на Рис. 15а характерно для контрагированного режима горения дуг. _ _ _

движутся в объеме разрядной камеры, способствуя процессу теплообмена.

Особенности данных плазмотронов позволяют варьировать теплосодержание плазменной струи в широком диапазоне от 2 до 12 кДж/г, что позволяет рационально организовывать различные плазмохимические процессы. Например, при реализации процессов газификации органосодержащих веществ возможны режимы с высоким удельным энерговкладом при минимальном расходе плазмообразующего воздуха, что позволит снизить содержание балластного азота и повысить энергетические характеристики получаемого продукт-газа.

Показана высокая эффективность (до 92%) преобразования энергии дуг плазмотронов данного типа в энергию газа.

Установлено, что носители тока в области разряда Рис. 16 определяются как ионизацией паров металла электродов, так и ионизацией рабочего газа. В частности, при работе на воздухе в рассматриваемом диапазоне температур ионизацией N0. Показано, что пары металла играют решающую роль при запуске генератора плазмы и обеспечивают повторное зажигание дуг при переходе токов через ноль.

10й 10° 10г1 I ю30 | 10" О 10'»

ю" ю" 10"

Зк 4к 5к 6к 7к 8к 9к 10к 11к 12к 13к К Тетрега1иге

Рис. 16 . Равновесный состав плазмы (заряженные компоненты), плазмообразующий газ-воздух, материал электродов-медь.

Для характеристики свойств дуги в целом, существенным является получение ее вольт-амперных характеристик и учет факторов, влияющих на их изменение. При этом следует помнить, что величина напряжения горения дуги складывается из величины падения потенциала в столбе дуги плюс анодное и катодное падение потенциала. Характер анодного и катодного падения потенциала в основном определяется процессами, происходящими у электродов. Такие факторы, как изменение скорости потока рабочего газа и его давления, прежде всего, влияет на столб дуги. Кроме того, весьма существенно на характер процессов в столбе дуги влияет величина плотности тока.

На Рис. 17 и Рис. 18 приведены вольт-амперные характеристики трехфазного трехэлектродного плазмотрона.

и; в 800

Рис. 17. Вольт-амперные

характеристики дуг в трехфазном плазмотроне

6-рабочий газ -воздух, Р - 0,1 Мпа, расход -5 г/сек V- азот, Р - 0,2 Мпа, расход- 6 г/сек, □- аргон, Р - 0,1 Мпа, расход- 5 г/сек.

Рис. 18. Вольт-амперные характеристики сильноточного плазмотрона переменного тока Рабочий газ - азот, Р= 1-1,7 Мпа,

В ОТ № ЗОН ;,А

12 3 4 5 5 7 I, кА

Полагая, что электрическое поле однородно, плотность газа постоянна по сечению и при постоянном радиусе разряда вид вольт-амперной характеристики целиком определяется проводимостью Рис. 19 и носит растущий характер.

9 12 15 18 Г, к А „а

Рис. 19. а - вольт-амперные характеристики сильноточного трехфазного плазмотрона. Рабочий газ- азот, Р- 0,5 МПа. б - Вольт-амперные характеристики свободно горящих дуг постоянного тока (1-) и переменного тока (1~). Графитовый катод,

анод - расплав (железо). При изменении силы тока после некоторого падения величины напряжения на дуге наступает насыщение, и величина падения напряжения практически не меняется. Следует отметить, что при большем расходе рабочего газа, т.е. фактически при большей скорости газа абсолютные значения падения напряжения на дуге - выше, чем при меньшем расходе, что можно объяснить вытягиванием дуги под влиянием потока газа. С увеличением расхода рабочего газа могут быть подняты значения напряжения горения дуг, что объясняется вытягиванием дуг под влиянием увеличения скорости потока газа, а также более интенсивным охлаждением

столба дуги; при увеличения скоростей потока рабочего газа до величин порядка 104 см/сек и выше могут быть получены пологие вольт-амперные характеристики (для исследуемых конструкций). И с точки зрения увеличения вкладываемой в дуги электромагнитной мощности целесообразно работать при скоростях потока порядка 104 см/сек и выше.

В случае применения в плазмотронах вихревой газовой стабилизации при больших токах и большом расходе газа поток сжимает дугу, подобно диафрагме, и интенсивно охлаждает внешние части дугового столба, что приводит к сужению столба дуги и при определенных условиях к значительному росту напряжения в столбе дуги. В ограниченном столбе дуги с ростом тока плотность тока растет, а проводимость меняется незначительно, т.к. с ростом степени ионизации увеличивается суммарное сечение ионов, и электроны начинают рассеиваться в основном ионами, а не атомами, и длина свободного пробега электрона находится в обратно пропорциональной зависимости от степени ионизации. Это явление особенно характерно для инертных газов, где вследствие эффекта Рамзауера при температурах электронов порядка 104 К, что приблизительно соответствует температурам в сильноточной дуге, мало сечение рассеяния атомами электронов.

Действительно, значение проводимости сг можно записать следующим образом:

пь.узфф

где: пе - концентрация электронов, те - масса электрона, уЭфф - эффективная частота столкновений электронов с нейтральными частицами и ионами, -безразмерная функция, зависит от

Тс и -;

Тс - электронная температура, п, п - концентрация ионов и нейтральных

частиц, {(),) - среднее по Максвеллу транспортное сечение (в отличие от

усредненного распределения сечения упругих соударений), {<2)

кулоновское сечение.

1 1 -= х =- , т - время передачи импульса, (у.)

у-,,,, <г,>«е>+<аы

средняя тепловая скорость электронов, тогда

а_ , _е и,-_

т.е. значение проводимости будет в основном определяться кулоновским взаимодействием при соблюдении следующего условия {()л) п < (0)и,.

Таким образом, в аргоновых дугах с ростом силы тока при достижении пе величины порядка 10|6.см"3 и сохранения сечения столба дуги постоянным, проводимость будет меняться незначительно, а плотность тока расти и,

исходя из закона Ома, будет расти и напряженность в столбе дуги. Следовательно вольт-амперная характеристика будет растущей. Если же сечение дуги будет увеличиваться, и плотность тока уменьшаться, то вольт-амперная характеристика будет либо пологой, либо падающей в зависимости от изменения плотности тока.

Из изложенного можно сделать вывод, что в плазмотроне с вихревой стабилизацией при достаточной скорости потока газа с ростом силы тока может быть получена вначале пологая, а затем и растущая вольт-амперная характеристика Рис. 20, другие параметрические зависимости плазмотрона приведены на Рис. 21и Рис. 22.

Рис. 20. Статические ВАХ трехфазного плазмотрона с рельсовыми электродами для разных расходов рабочего газа (воздух) при атмосферном

давлении.

Рис. 21. Зависимости мощности от тока в дугах трехфазного плазмотрона с рельсовыми электродами для разных расходов рабочего газа (воздух) при атмосферном давлении.

Рис. 22. Зависимости среднемассовой температуры рабочего газа трехфазного плазмотрона с рельсовыми электродами от расхода (воздух) при

атмосферном давлении.

В пятой главе рассмотрены вопросы, связанные с исследованием электродных материалов и созданием конструкции электрода с целью обеспечения требуемой долговечности во всем диапазоне рабочих режимов плазмотрона, в том числе и при максимальной мощности. Исследованы возможности применения различных электродных материалов и конструкций электродных блоков.

При работе с электродами из торированного или лантанированного вольфрама можно обеспечить удельный износ порядка (Ю-7 -г10"6)г/Кл, что касается электродов из меди и стали, то возможна работа как в режиме Т-Е-эмиссии так и в режиме взрывной эмиссии и удельный износ составляет ~ (10"5-Ч(И)г/Кл. Графитовые электроды возможно использовать в режиме термоэмиссии при низких плотностях тока ^ ~ (3(Н50)А/см2, температуре поверхности 380(Н4000нК и удельном износе ~ 10"4 г/Кл.

Исследованы эрозионные свойства торцевых вольфрамосодержащих электродов с продувом газа и медных рельсотронных электродов .

Проведенные исследования показали:

Уменьшение на порядок эрозии торцевых вольфрамосодержащих электродов за счет организованного продува сквозь них газа.

Возможность увеличения в 2-3 раза рабочего давления для вышеуказанных электродов.

Исследованы физико-технические параметры ряда материалов для изготовления электродов Рис. 23 однофазных плазмотронов переменного тока.

Рис. 23. Электроды (стержневой и рельсовые) плазмотронов переменного

Установлено, что при работе в окислительных средах появляется возможность изготавливать электроды из относительно недорогих композиционных материалов на основе меди, сплавов меди и железа и добиваться достаточно высоких показателей, удовлетворяющих технологические требования по длительности непрерывной работы.

В таблице 2 приводятся лучшие показатели для различных материалов в сравнении с результатами, полученными при использовании электротехнической меди.

Таблица 2.

Материал Ток, А Величина удельной эрозии, г/Кл

медь 2,8 5.8'Ю"4

Сталь 45Х25Н35С2 2.6 7.1Т0"6

4.4 7.М О"6

7.7 15.7'Ю"6

70%Си+30%Ре 7,0 4,0-10"6

70%Си+30%Ре 7.2 7,4-10"6

69,75%Си+30%Ре+0,1 %У203 9.2 6,0'10"6

Создана серия электродов из каркасных карбидных композиционных материалов различного состава, содержащих медь для изготовления

электродов плазмотронов переменного тока. Установлено, что фазовый состав, соответствующий минимальному эрозионному уносу определяется содержанием меди ~ 45% Рис. 24.

Эрозия, г/Кл

ШЮ-е 1.4x10 а-1.2x10-*-1.0x10-5 а охю-1-

ш Эрозия при 1=7,8 А ♦ Эрозия при 1=4,5 А

-.—|—I—I—•—Г™1—I—г-1—■—I—■—1—•—1—I—I—I—'—I—I—I

<в.т Шв% 31% 31% М.3% 37% <1% 41.4Г, ¿5.4% 471%

Процентное содержание меди в Рис. 24. Зависимость величины удельной эрозии от тока и состава композиционного материала на основе карбида хрома.

Создан ряд конструкций стержневых электродов на базе многослойных материалов, полученных методом порошковой металлургии. Установлено, что для изготовления наружного (теплопроводного) слоя следует использовать медь в виде медного порошка марки ПМС-1, для изготовления внутреннего жаростойкого слоя следует использовать смесь композиционных материалов на основе меди с добавками железа марки ПЖРВ-2 в количестве 30%.

Разработанные электродные блоки предназначены для эксплуатации в стационарном режиме, достигнутое при этом время непрерывной работы составляет величину порядка нескольких сотен часов для стержневых и трубчатых электродов.

В шестой главе рассмотрены вопросы применения разработанных плазмотронов переменного тока для переработки различных веществ, в том числе и опасных отходов, как с целью уничтожения отходов, так и для последующего получения синтез-газа.

При этом получены следующие экспериментальные результаты использования разработанных плазмотронов переменного тока в составе следующих установок:

- Установка по переработке твердых и жидких токсичных веществ. Температура струи воздушной плазмы составляла 4000+6000°К. При переработке твердых токсичных веществ коэффициент конверсии на НС1 достигал 99,9% и по N0* более 90%,

при экспериментах на хладоне 113 (С2Р3С1з) степень минерализации по НС1~99,6%, по НР - 98,6%.

- Установка по газификации твердых и жидких отходов с применением расплава и плазмотронов переменного тока.

Температура струи воздушной плазмы составляла 400(Н6000°К. При переработке смешанных органосодержащих отходов получен синтез газ с энергосодержанием ~ 7,4 МДж/м3 (СО~32% , Н2~28% , N2-29%), что удовлетворительно соответствовало расчетным данным.

- Установка для газификации твердых отходов и угля.

Температура струи воздушной плазмы составляла 4000+6000°К. При газификации отходов древесины газ с энергосодержанием ~ 6МДж/м3, при этом выход газа с 1 кг - составлял ~ 3 м3/кг. При газификации каменных углей получен газ с энергосодержанием -(3,5-3,6) МДж/м3 и выходе - 3,5 м3/кг.

Проведена оценка путей создания системы по утилизации твердых бытовых отходов производительностью 5 тонн/час (40000 тонн/год). Показано преимущество использования плазмотронов для получения энергии для реализации процесса газификации перед свободно горящими дугами. В первом случае необходимая мощность в дугах - 4 МВт, во втором - 10 МВт.

Система такого масштаба может оказаться экономически и экологически оправданной, и на основе полученных расчетных и экспериментальных результатов целесообразно оценить пути создания такой системы.

Основным элементом системы является плазма. Химический реактор производительностью - 5 тонн/час (т.е. при непрерывной работе установки по 24 часа/сутки в течение 350 дней в год, производительность по отходам составит 40000 тонн/год). Суммарная мощность установленных плазмотронов 5 МВт.

Плазменная система предназначена для переработки ТБО без предварительной подготовки. Отходы поступают в реактор непрерывно и газифицируются, когда они попадают в высокотемпературную область расплавленного шлака. При этой температуре органические материалы газифицируются в сингаз, в основном состоящий из СО и Н2.

В отличие от обычных установок для сжигания отходов, плазменный реактор - не сжигающий, и реакции являются эндотермическими, а не экзотермическими. Таким образом, когда высококалорийные отходы подаются в установку для сжигания отходов, температура повышается, тогда как в плазменной системе температура понижается. Сингаз выходит из верхней части реактора через высокотемпературную трубу с огнеупорной футеровкой.

Из скруббера сингаз проходит в бойлер. Пар, произведенный в

котле, вращает обычную паровую турбину для генерации электричества, часть которого используется для управления установкой и остатки продаются потребителю.

Принципиальная схема системы представлена на Рис. 25.

Рис. 25. Принципиальная схема по переработке и утилизации твердых

бытовых отходов.

1 - подача отходов, 2 - прессовочный поршень, 3 - фидер, 4 - система энергоснабжения, 5 - плазмохимический реактор, 6 - ввод энергии в реактор (свободно горящая дуга или струя плазмотрона), 7 - теплообменник, 8 - скруббер, 9 - фильтры, 10 - бойлер, 11 - турбина, 12 - электрогенератор.

В заключении сформулированы основные результаты работы и выводы.

Основные результаты работы и выводы.

В соответствии с поставленной целью решен ряд важных научно-технических задач:

- Созданы серии высокоэффективных плазмотронов переменного тока (частота 50-^60 Гц, рабочий ток до 6400 А) со стержневыми электродами для работы на инертных газах, азоте, водороде в диапазоне мощности от 200 кВт до 2 МВт при стационарном режиме работы.

- Созданы серии плазмотронов переменного тока (рабочий ток до 1500 А) с рельсовыми электродами, в основу работы которых положен принцип движения дуговых привязок под действием газодинамических и электродинамических сил (рельсотронный эффект). Созданные конструкции оптимизированы для работы в стационарном режиме при мощности от 100 кВт до 1 МВт. Рабочий газ - воздух.

- Созданы серии плазмотронов переменного тока (частота 50+60 Гц, рабочий ток до 100 А) со стержневыми электродами в диапазоне

мощности от 1 до 100 кВт при стационарном режиме работы. Рабочий газ - воздух.

- Созданы системы питания плазменных генераторов переменного тока в диапазоне мощности (от 5 кВт до 10 МВт, рабочая частота 50+60 Гц) использующие элементы стандартного электротехнического оборудования, обеспечивающие стабильность горения электрической дуги переменного тока без активного балластного сопротивления или специальных тиристорных устройств, создана оригинальная конструкция полупроводникового регулятора мощности.

Исследованы процессы горения сильноточных дуг в плазмохимических реакторах с расплавом и замыканием сильноточных дуг на расплав или между электродами, выполнены комплексные исследования характера горения дуг в электроразрядных камерах плазмотронов различных типов в зависимости от внешних параметров, что позволило выработать ряд технических мер по увеличению эффективности плазменных генераторов переменного тока.

Установлено, что в плазмотронах с вихревой стабилизацией могут быть получены следующие вольт-амперные характеристики:

При небольшой скорости потока рабочего газа, стабилизирующего дуги, охлаждение столба дуги недостаточно и с ростом силы тока растет диаметр столба дуги. Вольт-амперные характеристики в этом случае являются падающими. При больших скоростях истечения рабочего газа происходит интенсивное охлаждение столба дуги, их диаметр меняется мало и полученные характеристики имеют пологий характер, а при дальнейшем росте тока плотность тока растет и вольт-амперные характеристики становятся растущими.

Выполнены балансовые расчеты количества носителей заряда для модели термодинамически равновесного реактора, базирующейся на поиске минимума свободной энергии Гиббса в случае свободногорящих сильноточных дуг и для плазмотрона со стержневыми электродами.

Получены экспериментальные результаты использования плазмотронов переменного тока совместно с плазмохимическими реакторами в различных технологиях уничтожения или переработки органосодержащих веществ в том числе с целью получения синтез-газа. Полученные результаты позволяют приступить к созданию серийных промышленных установок.

Основные публикации по теме диссертации.

1. Сафронов А.А.,Григорьев М.А.,Николаева Г.П.,Муравьев В.В.Система электропитания стенда для исследования проводимости плазмы. Источники электропитания кратковременных и импульсных нагрузок большой мощности;Л.,ВНИИИэлектромаш, 1981,с. 152-157 .

2. А.Н.Братцев, М.А.Григорьев, А.А.Сафронов , В.Н.Федюкович , В.Н.Ширяев Комплексное исследование параметров электрического разряда в трехфазном плазмотроне переменного тока. В сб. Генераторы плазмы и системы электропитания, Л.,ВНИИэлектромаш, 1985,с.24-32 .

3. Сафронов А.А.,Григорьев М.А.,Муравьев В.В.,Федюкович В.Н. Карчевский В.И. и другие. Некоторые вопросы оптимизации систем электропитания трехфазных плазмотронных установок. Источники питания импульсного и кратковременного действия для физических установок;Л.ВНИИэлектромаш, 1985,с.91 -100 .

4. Сафронов А.А.,Арабаджян Р.И.,Григорьев М.А.,Федюкович В.Н., Измерение мгновенной мощности трехфазного плазмотрона, В сб.: Источники питания импульсного и кратковременного действия для физических установок. Л.,ВНИИэлектромаш, 1985,с.48-57

5. Арабаджян Р.И.,Сафронов А.А.,Ширяев В.Н. Конструкции плазмотронов на рельсотронном движении дуг. В сб. Исследования мощных генераторов плазмы и систем их электропитания. Л.,ВНИИэлектромаш, 1989,с. 11 -16 .

6. "Prospects in Application of Low-Temperature Plasma in Fossil Fuel Fires Boiler Installations", Ph.G. Rutberg, V.L.Goryachev, A.A.Safronov, Applied Energy, Russian Journal of Fuel, Power and Heat Systems, v.31, #5, 1993, pp.81-86. (1993)

7. "Перспективы применения низкотемпературной плазмы в котельных агрегатах ТЭС", Ф.Г.Рутберг, В.Л.Горячев, А.А.Сафронов, Известия Академии наук, Энергетика, 1993, №5, стр.110-117, ("Outlooks on Use of Low Temperature Plasma in Boilers of Thermal Power Stations")(1993)

8. "Pulse Erosion Plasma Injector for Discharge Initiating in Electric Arc Generator of Plasma", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, Tenth IEE International Pulsed Power Conference Albuquerque, New Mexico Digest of Technical Papers, 1995 IEEE Nuclear and Plasma Sciences Society IEEE Catalog N95CH35833 Library of Congress Number 95-78039 vol.2, pp. 1313-1316. (1995)

9. " К вопросу о влиянии неустойчивости электрической дуги трехфазного плазмотрона переменного тока на его работу ", Ф.Г.Рутберг, А.А.Сафронов, Р.Б.Гончаренко, В.Е.Кузнецов, Известия АН Энергетика, №4,1996, УДК 533915, стр. 114-120. ("Effect of Instability of the Three-Phase AC Plasma Arc on its Operation"), (1996),

10. "On the Question of AC Three-Phase Generator's Electric Arc Instability on its Operation", Ph.G. Rutberg, A.A.Safronov, R.B.Goncharenko, V.E. Kuznetsov, Applied Energy, Russian Journal of Fuel, Power and Heat Systems (USA), v.34, #4,1996, pp.92-97, (1996)

11. "Мощные плазмотроны переменного тока ", Ф.Г.Рутберг, А.А.Сафронов, В. Л. Горячев, Известия Академии Наук (Российская академия наук ISSN 0002-3310). Энергетики. №1. 1998, стр. 80-92, (1998)

12. "Специфические особенности систем электропитания промышленных трехфазных плазмотронов переменного тока ", Ф.Г.Рутберг, Р.Б. Гончаренко, А.А.Сафронов, В.Н.Ширяев, В. Е. Кузнецов, Известия Академии Наук (Российская академия наук ISSN 0002-3310). Энергетики. №1. 1998, стр. 93-99, (1998)

13. "Strong-Current Arc Discharges of Alternating Current", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, V.L.Goryachev, IEEE Transactions on Plasma Science, vol.26, №4 August, 1998, pp. 1297-1306. (1998)

14. "Application of AC Powerful Plasma Generators in Plasma Chemical Technologies of Toxic Waste Treatment", Ph.G.Rutberg, A.A.Ufimtsev, A.N.Bratsev, A.A.Safronov, Progress in Plasma Processing of Materials 1999 (International Thermo Plasma Processes Conference 5th 1998 , St.Petersburg Russia) Printed in USA 1999 Begell House Inc. ISBN1-56700-126-2, pp. 82JL 827. (1999)

15. "Three Phase AC Plasma Generators and their applications", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, V.N.Shiryaev, V.E.Kuznetsov, Progress in Plasma Processing of Materials 1999 (International Thermo Plasma Processes Conference 5th 1998 , St.Petersburg Russia) Printed in USA 1999 Begell House Inc. ISBN1-56700-126-2, pp. 99-105. (1999)

16. "Application of AC Powerful Plasma Generators in Plasma Chemical Technologies of Toxic Waste Treatment", Ph.G.Rutberg, A.A.Ufimtsev, A.N.Bratsev, A.A.Safronov, Plasma Processing of Materials 1999 (International Thermo Plasma Processes Conference 5"1 1998, St.Petersburg Russia) Printed in USA 1999 Begell House Inc. ISBN1-56700-126-2, pp. 82b 827. (1999)

17. "Research of Erosion of Water Cooling Electrodes of Powerful AC Plasma Generation", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, V.E.Kuznetsov, S.D.Popov, A.V.Surov, Progress in Plasma Processing of Materials 2001. Editor Pierre Fauchais. Library of Congress Cataloging in Publication Data 2001 by Begell House Inc. ISBN 1-56700-165-3 Printed in the USA 1234567890, pp. 229234. (2001)

18. "Plasma Furnace for Treatment of Solid Toxic Wastes", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, A.N.Bratsev, V.E.Popov, S.D.Popov, A.V.Surov, V.V.Shegolev, M.Caplan, Progress in Plasma Processing of Materials 2001. Editor Pierre Fauchais. Library of Congress Cataloging in Publication Data 2001 by Begell House Inc. ISBN 1-56700-165-3 Printed in the USA 1234567890, pp. 745-750. (2001)

19. "Installation on Plasmachemical Disinfection of Hazardous Medical Waste", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, A.N.Bratsev, V.E.Popov, V.M.Laskin, V.V.Shegolev, M.Caplan, Progress in Plasma Processing of Materials 2001. Editor Pierre Fauchais. Library of Congress Cataloging in Publication Data

2001 by Begell House Inc. ISBN 1-56700-165-3 Printed in the USA 1234567890, pp.751-760, (2001)

20. "Scientific-Engineering Foundation of Plasma-Chemical Technlogical Treatment of Toxic Agents (ТА) and Industrial Super-Toxic Agents (ISA)", Ph.G.Rutberg, A.A.Safronov, A.N.Bratsev, V.M.Laskin, V.V.Shegolev, в кн. Environmental Aspects of Converting CW Facilities to Peaceful Purposes, eds. R.R.McGuire and J.C. Compton, Kluwer Academic Publishers printed in the Netherlands, 2002, pp. 211-222. (2002)

21. "The Technology and Execution of Plasmachemical Disinfection of Hazardous Medical Waste", Ph.G.Rutberg, A.N.Bratsev, A.A.Safronov, A.V.Surov', V.V.Shegolev, IEEE Transactions on Plasma Science, v.30,#4, August 2002 ISSN 0093-3813, pp. 1445-1448. (2002).

22. "Multiphase Stationary Plasma Generators Working on Oxidizing Media", Ph. G. Rutberg, A. A. Safronov, S. D. Popov, A.V. Surov, Gh. V. Nakonechny, Plasma Physics and Controlled Fusion, Bristol, Institute of Physics and ЮР Publishing Limited, v.47, p. 1681-1696, 2005, (2005)

23. "Многофазные электродуговые плазматроны переменного тока для плазменных технологий", Ф.Г.Рутберг, А.А.Сафронов, С.Д. Попов, А.В. Суров, Г.В. Наконечный, Теплофизика высоких температур 2006, "HayKa/HHTepnepHOflHKa"Pleiades Publishing, Inc. Москва, том 44, №2, с.205-211 УДК 533.9.004.14

24. "Теоретический анализ и экспериментальная проверка закономерностей износа двухслойных электродов низкотемпературных плазмотронов" С.Е. Виноградов, В.Е.Кузнецов, И.В.Горынин, А.С.Орыщенко Ф.Г.Рутберг, В.В.Рыбин, А.А.Сафронов, В.И. Шекалов, В.Н.Ширяев, Вопросы материаловедения 2006 №1(45) стр. 1-7 (2006)

25. "Особенности применения генераторов плазмы переменного тока при работе в составе плазменного реактора", С.Д. Попов, А.Ф. Рутберг, А.А.Сафронов, Теплофизика высоких температур HayKa/HHTepnepi^HKa'Tleiades Publishing, Inc. Москва, т.45, No.l, 2007, стр.5-11 (2007)

26. "The Use of AC Plasma Generators for Operation as a Part of Plasma Reactor: Special Features"S.D.Popov, A.F.Rutberg and A.A.Safronov, ISSN 0018-15JX, High Temperature, 2007, Vol.45, Nol, pp.1-6 Pleiades Publishing, Ltd, 2007 (Original Russian Text S.D.Popov, A.F.Rutberg and A.A.Safronov, 2007, published in Teplofizika Vysokikh Temperatur, Vol.45, No.l, 2007, pp.5-11 (2007)

27. "High-Voltage Alternating Current Plasma Generators with Power up to 50 kW for Plasmochemical Applications", Rutberg Ph.G., Popov S.D., Safronov A.A., Serba E.O., Nakonechny Gh.V., XXVIII International Conference on Phenomena in Ionized Gases (ICPIG 2007), July 15-20, 2007, Prague, Czech Republic, Proceedings, (4P11-07) p.1762-1765, ISBN 978-80-87026-01-4, Published by Institute of Plasma Physics AS CR, v.v.i. (2007)

28. "Alternating Current Electric Arc Plasma Generators", Rutberg Ph.G., Safronov A.A., Surov A.V., Popov S.D., XXVIII Internatuional Conference

on Phenomena in Ionized Gases (ICPIG 2007), July 15-20, 2007, Prague, Czech Republic, Proceedings, (4P11-10) p.l 774-1 111, ISBN 978-80-8702601-4, Published by Institute of Plasma Physics AS CR, v.v.i. (2007)

29. "Alternating current electric arc plasma generators and some areas of their application", A.A. Safronov, Ph.G.Rutberg, Proceedings of 10th International Conference on Gas Discharge Plasmas and Their Technological Applications, edited by Vladimir Lopatin, Tomsk, Russia, 17-20 September, 2007, ISSN 0021-3411, Известия вузов. Физика, 2007, № 9, Издание Томского Университета, стр.69-72 (2007)

30. "Однофазный плазматрон переменного тока как источник низкотемпературной воздушной плазмы атмосферного давления", А. В. Никонов, Р.В.Овчинников, А.В.Павлов, С.Д. Попов, А.А. Сафронов, А.В. Суров, Труды VI Международной научной конференции "Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах". -Томск: Изд. ТПУ, 2008 г. - 1040 е., стр.754-759

31. "Однофазный плазмотрон переменного тока как источник низкотемпературной воздушной плазмы атмосферного давления", А.В.Никонов, Р.В.Овчинников, А.В.Павлов, С.Д.Попов, А.А.Сафронов, А.В.Суров, Известия высших учебных заведений, Физика №11/3, стр. 2529,2008 г., УДК 5333.9.07 Адрес редакции: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Большая Печерская, 25

32. "Spectral investigations of electric arc alternating current plasma generators with power to 600 kW", Ph.G. Rutberg, A.A. Safronov, A.V. Surov, A.V. Pavlov, S.D. Popov, V.A. Spodobin, A.Ph. Rutberg, Journal of High Temperature Material Processes, Vol. 13, Issue 2,2009, p. 195-203. Begell House, Inc., 50 Cross Highway, Redding, Connecticut 06896, USA ISSN: 1093-3611 (2009)

33. "Two-Layer Rod Electrodes for AC Plasma Torches", Ph. G. Rutberg, A. A. Safronov, V. E. Kuznetsov, S. E. Vinogradov, V. I. Shekalov, R. V. Ovchinnikov, High Temperature Material Processes, An International Journal Quaterly of High Technology Plasma Processes, Begell House, Inc., 50 Cross Highway, Redding, Connecticut 06896, USA, ISSN: 1093-3611 v,13.No.l. p. 61-69 (2009)

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Подписано в печать 28.10.2010. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 2,0. Уч.-изд. л. 2,0. Тираж 100. Заказ 6631Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.:(812)550-40-14 Тел./факс: (812) 297-57-76

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктор технических наук , Сафронов, Алексей Анатольевич

Содержание.

Перечень условных обозначений и сокращений.

Введение.

 
Введение диссертация по физике, на тему "Исследование и разработка плазмотронов переменного тока для работы на инертных и окислительных газах"

Цели работы и задачи исследований.11

Научная новизна.12

Практическая ценность.14

Личный вклад автора.14

Апробация работы.15

Публикации.23

Структура и содержание работы.23

 
Заключение диссертации по теме "Электрофизика, электрофизические установки"

6.4. Выводы

1. Представлены некоторые действующие и перспективные конструкции плазмохимических установок, где применены плазмотроны переменного тока для переработки различных веществ, в том числе и опасных отходов, предназначенные как для простого уничтожения отходов, так и для последующего получения синтез-газа.

2. Показаны практическая возможность применения и основные преимущества использования низкотемпературной плазмы для проведения процессов уничтожения и переработки различного сырья, в том числе и отходов.

3. Проведена оценка, на основе расчетных и экспериментальных данных, путей создания системы по переработке и утилизации твердых бытовых отходов производительностью 5 тонн/час. Показана целесообразность создания такой системы, при этом затраты энергии на газификацию 1 кг вещества составит ~ 0,7 кВт/час, а следовательно мощность для газификации 5 тонн/час ~ 3,5 МВт.

4. Приведены экспериментальные результаты использования разработанных плазмотронов переменного тока в составе следующих установок:

- Установка по переработке твердых и жидких токсичных веществ. Температура струи воздушной плазмы составляла 4000-ь6000°К. При переработке твердых токсичных веществ коэффициент конверсии на НС1 достигал 99,9% и по N0 более 90%, при экспериментах на хладоне 113 (СгРзСЛз) степень минерализации по НС1~99,6%, по НБ - 98,6%.

- Установка по газификации твердых и жидких отходов с применением расплава и плазмотронов переменного тока. температура струи воздушной плазмы составляла 4000-г6000°К. При переработке смешанных органосодержащих отходов получен синтез газ с энергосодержанием ~ 7,4 МДж/м3 (СО~32% , Н2~28% , N2-29%), что удовлетворительно соответствовало расчетным данным.

- Установка для газификации твердых отходов и угля, температура струи воздушной плазмы составляла 4000-г6000°К. При газификации отходов древесины газ с энергосодержанием ~

2 о бМДж/м , при этом выход газа с 1 кг — составлял ~ 3 м /кг. При газификации каменных углей получен газ с энергосодержанием

3,5-г3,6) МДж/м и выходе ~ 3,5 м /кг.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Показаны основные области применения плазменных систем, показано, что большое количество конструкций мощных плазмотронов создавались и использовались для выполнения уникальных экспериментов и научных исследований. Зачастую они обладают большими габаритами, изготовлены в единичных экземплярах, массовое производство и применение в промышленности затруднено.

2. Выполненный анализ позволяет утверждать, что для промышленного применения в современных технологических процессах, в том числе, плазмохимической переработке различных веществ, включая опасные отходы, наиболее востребованными являются плазмотроны мощностью до 1 МВт, отвечающие жестким требованиям по надежности, энергоэффективности, длительности непрерывной работы и способные использовать в качестве рабочего газа не только инертные среды, азот, водород, но и воздух, углекислый газ.

3. В первой части работы выполнен анализ факторов определяющих технологические преимущества плазмотронов переменного тока. Показана их эффективность по сравнению с системами постоянного тока и возможность решать широкий круг технических и технологических задач в различных областях науки и техники. Для решения указанных задач необходимо: создание серии высокоэффективных, надежных стационарных плазмотронов переменного тока мощностью до 1 МВт, выполнение комплексных исследований физических процессов в свободногорящих дугах, в разрядных камерах, в плазменной струе.

4. В ходе выполнения работы создана и исследована серия высокоэффективных плазмотронов переменного тока (частота 5(Н60 Гц, рабочий ток до 6400 А) со стержневыми электродами для работы на инертных газах, азоте, водороде в диапазоне мощности от 200 кВт до 2 МВт при стационарном режиме работы. Расположение электродов соосно внутри электродуговой камеры, отношение длины камеры к ее среднему диаметру близко к единице, смена полярности осуществляется без заметных пиков напряжения. Разработан ряд электродных наконечников из различных материалов на основе вольфрама и его соединений, в том числе и с газовым охлаждением. Исследована возможность применения различных вариантов инициирования дуги.

5. Для работы на окислительных средах разработана, создана и ислледована серия плазмотронов переменного тока (частота 50^60 Гц, рабочий ток до 100 А) со стержневыми электродами в диапазоне мощности от 1 до 100 кВт при стационарном режиме работы. Достоинством плазмотронов данного типа является простота конструкции плазмотрона и системы питания, высокая эффективность, исключительная надежность и стабильность параметров во всем диапазоне расходов рабочего газа при стационарном режиме работы.

6. Разработана, создана и исследована серия плазмотронов переменного тока (рабочий ток до 1500 А) с рельсовыми электродами, в основу функционирования которых положен принцип движения дуговых привязок под действием газодинамических и электродинамических сил (рельсотронный эффект). Представленные модели адаптированы для оптимальной работы в стационарном режиме при мощности от 100 кВт до 1 МВт. Достоинствами плазмотронов данного типа являются:

- высокий КПД и возможность работы при стандартном напряжение питающей сети (380-480 В, частота 50-60 Гц) в качестве рабочего газа используется воздух, а также азот, углекислый газ. Система охлаждения плазмотрона водяная.

- использование инжектора обеспечивает надежный поджиг и бесперебойную работу плазмотрона при переходе тока через ноль.

- плазмотрон испытывался от источника со ступенчатым регулированием мощности при токах короткого замыкания от 500 до 1500 А. Режим работы стационарный.

7. Показана высокая эффективность (до 92%) преобразования энергии дуг плазмотронов данного типа в энергию газа.

8. Исследованы принципы построения систем электропитания для плазмотронов переменного тока с торцевыми электродами, в том числе для плазмотронов большой мощности, и рельсовыми электродами мощностью до 1 МВт. Рассмотрены ключевые моменты проектирования, показаны критерии определения зоны устойчивости рабочих параметров для различных систем питания (промышленная сеть, ударные генераторы типа ТИ-75-2-(ТИ-12), ТИ-200 в режиме динамического торможения), разработаны методики расчета основных параметров источника питания плазмотронов переменного тока. Разработаны и приведены методики инженерного расчета основных элементов системы питания плазмотронов переменного тока.

9. Разработана и создана серия источников питания для плазмотронов переменного тока (рабочая частота 50-^-60 Гц) мощностью до 1 МВт использующая элементы стандартного электротехнического оборудования, обеспечивающая стабильность горения электрической дуги переменного тока без активного балластного сопротивления или специальных тиристорных устройств, создана оригинальная конструкция полупроводникового регулятора мощности. Индуктивность, введенная в цепь, автоматически обеспечивает подавление токовых неустойчивостей дуги (реакцией I—), обеспечивая стабильную, без токовых пауз и Ж значительных пульсаций, работу плазмотрона во всем диапазоне рабочих параметров, длительный ресурс работы электродов и практически неограниченный по длительности режим работы системы питания.

10. Исследованы процессы горения сильноточных дуг. В плазмохимических реакторах с расплавом и замыканием сильноточных дуг на расплав или между электродами, используются сильноточные дуги в диапазоне токов от единиц килоампер, до нескольких десятков килоампер. Во всех случаях процессы в этих дуговых разрядах следует рассматривать в приближении локального термодинамического равновесия.

11. Как правило, в рассматриваемых случаях при давлении порядка атмосферного и выше, дуги носят диффузный характер, при этом наблюдается развитая турбулентность.

12. При токах порядка 10 кА, температура в зоне разряда достигает 10000 -г12000К0 для азота и 14000-г15000 для аргона. В этом случае при постоянном диаметре столба разряда вид вольт-амперной характеристики целиком определяется проводимостью и носит растущий характер.

13. В рассматриваемом диапазоне температур и давлений проводимость зависит от кулоновских взаимодействий и практически мало меняется. При использовании в качестве материала электродов углерода и металла (расплав железа) и стабилизации дуги азотом и аргоном основное количество носителей тока поступает в дугу за счет ионизации атомов углерода и железа.

14. При замыкании сильноточной дуги на расплав основная энергия дуги уходит в расплав. Как правило, в объем реактора уходит не более 35 % энергии дуги, что является положительным фактором для металлургических печей и отрицательным для плазмохимических реакторов. Основная энергия, передаваемая в объем реактора от столба дуги передается излучением и турбулентным теплопереносом.

15. Исследованы режим горения дуг переменного тока в мощных плазмотронах. Показано, что в плазмотронах с вихревой стабилизацией при небольшой скорости потока рабочего газа, стабилизирующего дуги, охлаждение столба дуги недостаточно и с ростом силы тока растет диаметр столба дуги, вольт-амперные характеристики в этом случае являются падающими. При больших скоростях истечения рабочего газа происходит интенсивное охлаждение столба дуги, их диаметр меняется мало и полученные характеристики имеют пологий характер, а при дальнейшем росте тока плотность тока растет и вольт-амперные характеристики становятся растущими. Указанные зависимости хорошо подтверждаются экспериментами. Особенности данных плазмотронов позволяют варьировать теплосодержание плазменной струи в широком диапазоне от 2 до 12 кДж/г.

16. При трехфазном режиме , горения дуг наблюдается сглаживание пиков повторного зажигания. Это объясняется большей концентрацией электронов в разрядном промежутке, возникающем за счет диффузии, т.к. в любой период времени горит одна из дуг. В режиме трехфазного горения дуги горят более стабильно, т.к. после прохождения тока через ноль не требуется повышение напряжения для повторного пробоя. При трехфазном режиме горения форма кривой напряжения близка к синусоиде, что значительно улучшает энергетические характеристики плазмотронов. Следовательно, при работе на переменном токе целесообразно использовать многофазные системы с дугами, горящими в одной камере.

17. Выполнены балансовые расчеты количества носителей заряда для модели термодинамически равновесного реактора, базирующейся на поиске минимума свободной энергии Гиббса в случае свободногорящих сильноточных дуг и для плазмотрона со стержневыми электродами.

В случае сильноточных дуг для смеси с азотом при температурах до (8 ч-10)-103К основное количество электронов поступает в дугу за счет ионизации атомов углерода и железа, причем, энергозатраты составляют от 40 до 55 МДж/кг. Для смеси с аргоном при температурах 12-103К основное количество электронов поступает за счет ионизации атомов железа и углерода, а при температуре 15-103К определяющей является ионизация углерода и аргона, энергозатраты же составляют 304-57 МДж/кг. Для плазмотрона (воздушная плазма) при температуре до 7-103К основное количество электронов поступает за счет ионизации о атомов меди и N0, после 8-10 К в основном за счет ионизации азота.

Для аргоновой плазмы в стержневых системах при температуре до 6-10 К основное количество электронов поступает за счет ионизации атомов вольфрама, после

6,5-10 К в основном за счет ионизации аргона.

Для азотной плазмы наблюдается аналогичная тенденция — до 5,5-10"К основное количество электронов поступает за счет ионизации атомов вольфрама, после

7-103К (в случае рабочего давления 7 атм > 8-10' К) в основном за счет ионизации азота.

18. Все созданные плазмотроны эксплуатируются в стационарном режиме. Достигнуто время непрерывной работы электродов порядка нескольких сотен часов для стержневых и трубчатых электродов.

19. Выполнен анализ и показано, что для мощных плазмотронов переменного тока со стержневыми электродами в качестве материала электродов рассматриваются графит, медь, железо и при работе в неокислительных средах вольфрам и его соединения. С точки зрения минимального износа электродов целесообразно обеспечить режим термоэмиссии или термоавтоэмиссий (Т-Е-эмиссия). При работе с электродами из торированного или лантанированного вольфрама можно обеспечить удельный износ порядка (10-7 -т10-6)г/Кл, что касается электродов из меди и стали, то возможна работа как в режиме Т-Е-эмиссии, так и в режиме взрывной эмиссии, и удельный износ составляет ~ (10-5-г10-4)г/Кл. Графитовые электроды возможно использовать в режиме термоэмиссии при низких плотностях тока ] ~ (30-г50)А/см2, температуре поверхности 3800-г40000К и удельном износе ~ 10-4 г/ВСл.

20. Исследованы физико-технические параметры ряда материалов для изготовления электродов плазмотронов переменного тока. Установлено, что при работе в окислительных средах, благодаря использованию переменного тока, появляется возможность изготавливать электроды из относительно недорогих композиционных материалов на основе меди, сплавов меди и железа и добиваться достаточно высоких показателей, удовлетворяющих технологические требования по длительности непрерывной работы.

21. Приведены результаты применения плазмотронов переменного тока для переработки различных веществ, в том числе и опасных отходов, предназначенных как для простого уничтожения отходов, так и для последующего получения синтез-газа.

22. Приведены экспериментальные результаты использования разработанных плазмотронов переменного тока в составе следующих установок:

- Установка по переработке твердых и жидких токсичных веществ. Температура струи воздушной плазмы составляла 4000-ь6000°К. При переработке твердых токсичных веществ коэффициент конверсии на HCl достигал 99,9% и по N0 более 90%, при экспериментах на хладоне 113 (C2F3CI3) степень минерализации по НСЬ-99,6%, по HF - 98,6%.

- Установка по газификации твердых и жидких отходов с применением расплава и плазмотронов переменного тока. Температура струи воздушной плазмы составляла 4000-^6000°К.

При переработке смешанных органосодержащих отходов получен синтез газ с энергосодержанием ~ 7,4 МДж/м3 (СО~32% , Н2~28% , N2-29%), что удовлетворительно соответствовало расчетным данным. - Установка для газификации твердых отходов и угля. Температура струи воздушной плазмы составляла 4000ч-6000°К. При газификации отходов древесины получен газ с энергосодержанием — бМДж/м, при этом выход газа с 1 кг — составлял ~ 3 м3/кг. При газификации каменных углей получен Л газ с энергосодержанием —(3,5-7-3,6) МДж/м" и выходом -3,5 м3/кг.

23. Проведена оценка путей создания системы по утилизации твердых бытовых отходов, производительностью 5 тонн/час (40000 тонн/год). Показано преимущество использования плазмотронов для получения энергии для реализации процесса газификации перед свободно горящими дугами. В первом случае необходимая мощность в дугах - 4 МВт, во втором — 10 МВт.

 
Список источников диссертации и автореферата по физике, доктор технических наук , Сафронов, Алексей Анатольевич, Санкт-Петербург

1. Поуп, А., Аэродинамические трубы больших скоростей / А. Поуп, К. Гойн - М.: Мир, 1968.- 504 с.

2. Основные данные аэродинамических труб и газодинамических установок.- ЦАГИ : БНТИ, 1968. -151 с

3. Власов, В.И. О моделировании натурных условий при отработке в высокочастотном плазмотроне материалов для теплозащиты гиперзвуковых летательных аппаратов / В.И. Власов и др. // Космонавтика и ракетостроение, 2001.- № 23. С. 85-93.

4. Гофин, М.Я. Жаростойкие и теплозащитные конструкции многоразовых аэрокосмических аппаратов/ М.Я. Гофин. -СПб: ЗАО ТФ МИР, 2003.- 671 с.

5. Shepard, С.Е. Advances High Power Arc Heaters for Simulating Entries into the Atmospheres of the Outer Planets / C.E. Shepard // AIAA 6 Aerodynamic Testing Conf. -AIAA Paper, 1971.- № 71-263.- P.l-7.

6. Жуков, М.Ф., Состояние и перспективы развития электродугового плазменного оборудования для металлургии и химии / М.Ф. Жуков, Н.И. Бортничук, М.М. Крутянский // Всемирный электротехнический конгр., Москва, 21-25 июня 1977. секц.- №4. -докл. 4А.27.

7. Цветков, Ю.В. Плазменная металлургия перспективная технология XXI века / Ю.В. Цветков // Металлы.- 2001.- № 5. -С. 24-31.

8. Production of Titanium Slab Ingot in Vacuum Plasma Electron Furnace / K. Murase et al. // -VI Vacuum Metallurgy Conf., Tokyo, 1973.

9. Романец, В. А. Новые процессы производства металла: состояние и перспективы / В. А. Романец // Металлург. / 2001. -№ 11. -С. 30-38. -№ 12. -С.31-33.

10. Плазменная металлургия / Низкотемпературная плазма. Т.8:-Новосибирск: Наука, 1992.-265 с.

11. Tsvetkov, Yu.V. Plasma metallurgy: current state, problems and prospects / Yu.V. Tsvetkov // Pure Appl. Chem. -1999.- Vol. 71, №10.- P.1853-1862.

12. Быховский, Д. Г. Плазменная резка./ Д.Г. Быховский.- JL: Машиностроение, 1972.-165 с.

13. Моделирование процесса нагрева частиц порошка в плазменной струе при напылении композиционных покрытий / И.В. Смирнов и др. // Вестник ХНТУ. 2008. - №3. - С.219-224.

14. Самотугин, С.С. Плазменное упрочнение инструментальных материалов / С.С. Самотугин, JT.K. Лещинский. Донецк: Новый мир. -2002. - 338 с.

15. Venkatramani N. Industrial plasma torches and applications / N. Venkatramani // Current Sience. 2002.- Vol. 83, №. 3-10.

16. Плазмохимические реакции и процессы / под ред. Л.С. Полака. М.: Наука, 1977.- 316 с.

17. Плазмохимическая переработка угля / М.Ф. Жуков и др..- М.: Наука, 1990.- 200 с.

18. Бугаенко, Л.Т. Химия высоких энергий / Л.Т. Бугаенко, М.Г. Кузьмин, Л.С. Полак.- М.: Химия, 1988.-368 с.

19. Сурис А.Л. Плазмохимические процессы и аппараты / А.Л. Сурис. -М.: Химия, 1989.-304 с.

20. Пархоменко, В.Д. Технология плазмо-химических производств / В.Д. Пархоменко, П.Н. Цыбулев, Ю.И. Краснокутский.- Киев: Выща школа,1991.- 255 с.

21. Bock, F. Klepzig Fachber / F. Воск // 1965,73, №11,510-518 РЖЭ, 1966. 5Н101, ЭИ серия АЭЭ, 1966.- вып.7.- реф. 24.

22. Райзер, Ю.П. Физика газового разряда / Ю.П. Райзер. -М.: Наука1992.- 536 с.

23. Рыкалин, H.A. Термическая плазма в металлургии и технологии / H.A. Рыкалин // Всемирный электротехнический конгресс, Москва, 21-25 июня 1977, секция 0, доклад 06.- 71с.

24. Цветков, Ю.В. Низкотемпературная плазма в процессах восстановления / Ю.В. Цветков, С.А. Панфилов. М.: Наука, 1980. - 359 с.

25. Восстановление оксида алюминия в неравновесной водородной плазме / В.А. Любочко и др. // Инж.-физ. ж.- 2000.- Т.73.- № 3.- С. 580584.

26. Усов, Л.Н. Применение плазмы для получения высокотемпературных покрытий / Л.Н. Усов, А.И. Борисенко.- Л. : Наука, 1965. 34 с.

27. Фейгенсон, О.Н. Экспериментальные исследования процесса сфероидизации порошка Si02 в ВЧИ плазме / О.Н. Фейгенсон, С.Г. Зверев, C.B. Дресвин // XXIX Неделя науки СПбГТУ, 2001. Материалы межвузовской научн. конф. 2001.-4.L- С. 93-95.

28. Bonizzoni, G. Plasma physics and technology; industrial applications / G. Bonizzoni, E. Vassallo // Vacuum, 2002.- Vol. 64 (3-4).- P. 327-336.

29. Технологическое применение низкотемпературной плазмы / Р.Оулет и др.. -М. : Энергоатомиздат, 1983. 144 с.

30. Плазмохимический пиролиз жидких углеводородов / JT.C. Полак и др..// Физика, техника и применение низкотемпературной плазмы. -Тезисы докл. IV Всесоюзной конф. по генераторам низкотемпературной плазмы / Алма-Ата, 1970. - С. 576-578.

31. Полак, J1.C. Химические процессы в низкотемпературной плазме / JI.C. Полак // Низкотемпературная плазма. М. : Мир, 1970. - С. 546565.

32. Тринг, М. Плазменная технология / М. Тринг // Низкотемпературная плазма . М. : Мир, 1970.- С. 531-545.

33. Суздальцев, С.Ю. Кинетика роста алмазоподобных пленок в плазме микроволнового газового разряда / С.Ю. Суздальцев, Р.К. Яфаров // Письма в ЖТФ. 2001.- Т. 27, вып. 15.

34. Growth of Diamond Thin Films by DC Plasma Chemical Vapor Deposition / K. Suzuki et al. // Appl. Phys. Lett. 1987.- P. 50, 728.

35. Matsumoto, O. Thin Solid Films / O. Matsumoto, H. Toshima, Y. Kanzaki //1985.-P. 128, 341-351.

36. Mucha, J.A. On the role of oxygen and hydrogen in diamond-forming discharges / J.A. Mucha, D.L. Flamm, D.E. Ibbotson // J.Appl.Phys. 1989.-P. 65, 3448-3452.

37. Inspektor, A. Diamond and diamond like Films / A. Inspektor, et al. // Electrochem.Soc.Proc.- P. 89-12, 342-352.

38. Characteristics of bonding structures of diamond-like carbon films deposited by radio frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition / Geun Choi Bong et al. // J. of Ceramic Processing Research. 2005.- Vol. 6,2. P. 101-105.

39. Maruyama, К. CF3, CF2, and CF radical measurements in RF CHF3 etching plasma using infrared diode laser absorption spectroscopy / K.Maruyama, K.Ohkouchi, T.Goto // Jpn.J.Appl.Phys. 1994. - P. 33, 4298.

40. Maruyama, K. Measurement of the CF3 radical using infrared diode laser absorption spectroscopy / K. Maruyama, A. Sakai, T. Goto // J.Phys.D:Appl.Phys. 1993.- P. 26, 199.

41. Centre Energétique et Procédés Ecole des Mines de Paris Электронный ресурс.:- BP 207 F-06904 Sophia Antipolis Cedex France, 2009 Режим доступа: http://www-cep.cma.fr.

42. Production of carbon nanotubes and other nanostructures via continuous 3-phasc AC plasma processing / T. M. Gruenberger et al. // Fullcrencs, Nanotubes, and Carbon Nanostructures. 2004. - P. 12, 3, 571-581.

43. Fullerene Production in a 3 Phase AC Plasma Process / L. Fulcheri et al. // Carbon, 2000.- P. 38, 5, 797-803.

44. Oil&Gas Eurasia. Технология Плазменно-импульсного воздействия Электронный ресурс., 2009: Режим доступа : http://www.novas-energv.ru/ru/about/articles.php/ELEMENTID=2004.

45. Залогин, Г.Н. Использование мощных высокочастотных индукционных плазмотронов для синтеза углеродных наноструктур / Г.Н. Залогин // Докл. конф. Нанотехнологии производству, г. Фрязино, 30 ноября-1 декабря, 2005.

46. Власов, В.И. Сублимация частиц углерода в плазменном потоке, генерируемом в высокочастотном индукционном плазмотроне / В.И. Власов // ЖТФ. 2007. - Т. 77, Вып.1. - С. 1-7.

47. Markovic, Z., Optimization of fiillerene synthesis in RF thermal plasma / Z. Markovic // Fifth General Conf. of the Balkan Physical Union, Vrnjacka Banja, Serbia and Montenegro, Aug. 25-29, 2003.

48. Pyrolysis of wood in arc plasma for syngas production / M. Hrabovsky et al. // High Temperature Material Processes.- 2006 V. 10, №4- P.557-570.

49. Quapp, W.J. Waste Gasification- Test Results From Plasma Destruction of Hazurdous, Electronic and Medical Wastes / W.J.Quapp, D.Lamar, N.Soelberg// Paper Int. Thermal Technologies 2003 Conf. Orlando, Florida, USA, 2003. -IT303.- P.1-14.

50. Плазмо-дуговые устройства для переработки технологенных отходов / А.С. Аньшаков и др. // Известия ВУЗов. Физика -2007. №9.- прил. С. -С. 276.

51. Rutberg, Ph.G. Plasma based waste treatment and energy production / Ph.G. Rutberg, M. Tendler, G. Van Oost // Plasma Physics and Controlled Fusion.- 2005.- Vol.47.- A219-A230.

52. ISPC12, 1995 Minneapolis Workshop on Industrial Applications Plasma Chemistry Proceeding WB, August 25-26,1995. P.l-107.

53. Blary, Francis Vitrification of Asbestos Wastes / Francis Blary, Marianne Rollin // Proceedings of the Int. Symp. on Environmental Technologies: Plasma Systems and Applications, October 8-11 , 1995, Atlanta , Georgia , USA.- 1995.- P.141-147.

54. Плазменная газификация и плавление твердых отходов // РЖ "Химия".- 2003.- № 7.- 03.07-19И.553.

55. Rutberg, Ph.G. Plasma Pyrolysis of Toxic Waste / Ph.G. Rutberg // Plasma Physics and Controlled Fusion, London: Inst, of Physics Publishing, 2003.-Vol. 45.- P. 957-969.

56. Rutberg, Ph.G. Some Plasma Environmental Technologies Developed in Russia / Ph.G. Rutberg // Plasma Sources and Technology 2002- 11-A159-A165.

57. A treatment of carbonaceous wastes using thermal plasma with steam / Nishikawa Hiroshi et al. // Vacuum, 2004.- 74, № 3-4.- C. 589-593.

58. Энергетическое оборудование для использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии / Виссарионов В.И. и др. // Под.ред. В.И. Виссарионова М.: ООО фирма «ВИЭН».- 2004 - 448 с.

59. Dry, M.E. The Fischer-Tropsch Synthesis / M.E Dry et al. //Catalysis-Science and Technology, Springer-Verlag, New York, 1981. -Vol.1. P. 159255.

60. Quapp, W.J. Waste Gasification Test Results From Plasma Destruction of Hazardous, Electronic and Medical Wastes / W.J. Quapp, D. Lamar, N.

61. Soelberg // Paper Int. Thermal Technologies 2003 Conf. Orlando, Florida, USA. IT303.2003.- P.1-14.

62. Tzeng, Chin-Ching Plasma destructor / Chin-Ching Tzeng, Tsung-Min Hung, Li-Fu Lin // Nuclear Engineering Int., July 2004.

63. Терентьев, Г.А., Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов / Г.А. Терентьев, В.М. Тюков, Ф.В. Смаль- М.: Химия, 1989. -270 с.

64. Малолетнев A.C. Получение синтетического жидкого топлива гидрогенизацией углей / A.C. Малолетнев, A.A. Кричко, A.A. Гаркуша. -М.: Недра, 1992. 129 с.

65. Крапчин, И.П. Уголь сегодня, завтра: технология, экология, экономика / И.П. Крапчин, Кудинов. М.: Новый век, 2001. - 215 с.

66. Крапчин И.П., Потапенко Е.Ю. Перспективы производства синтетического жидкого топлива из углей / И.П. Крапчин, Е.Ю. Потапенко.- Химия твердого топлива. 2004.

67. Исламов, С.Р. Газификация угля: прошлое и будущее / Исламов С.Р., Кочетков В.Н., Степанов С.Г. // Уголь. 2006. - №8. - С. 69 - 71.

68. Холливуд, Д. Превращение угля в экологически чистое топливо / Д. Холливуд // Нефтегазовые технологии. — 2006. №4. — С. 67 — 68.

69. Прототип электростанции с нулевыми выбросами // Нефтегазовые технологии. — 2006. №6. - С. 75.

70. Европейская конференция по газификации угля — борьба за улавливание С02 // Нефтегазовые технологии. 2006. - №10. - С. 73 -74.

71. Потапенко, И.О. Перспективы производства экологически чистого топлива из углей /И.О. Потапенко // Химия твердого топлива. 2003. -№6. - С. 85 - 92.

72. Isakaev, E.Kh., Investigations of Characteristics of the Plasmatrons / E.Kh.1.akaev et al. // Book of abstracts. 2nd Int. Symp. On Heat and Mass Transfer under Plasma Conditions. 19-23 April 1999. Tekiriva, Antalya, Turkey.-1999.- P. 123.

73. Исследование флуктуации в плазмотроне с расширяющимся каналом / В .В. Глазков и др. // Докл. конф. ФНТП 98. Петрозаводск 1998. С. 470.

74. Investigations of the Plasmatron with the Expansion Channel as an Electrode / E.Kh. Isakaev et al. // Abs. of 5th European Conf. Thermal Plasma Processes, St. Petersburg, 1998. P. 39.

75. High Current Divergent Channel Plasmatrons: Simulations. Experimental Studies and Technological Applications / V.M. Batenin et al. //Progress in Plasma Processing of Materials 2001./ [ Eds. Fauchais Р.]. Wallingford: Begell House Inc., 2001.- P. 173.

76. Исакаев, Э.Х. Шунтирование тока и вызванные им изменения напряжения в канале плазмотронов с самоустанавливающейся длиной электрической дуги / Э.Х.Исакаев, О.А.Синкевич // ТВТ.- 2003, Т. 41, №3.- С.334-341.

77. Рекламный проспект корпорации Plasma Energy Corporation 1995.

78. Быховский, Д.Г. Плазменная резка. Режущая дуга и энергетическое оборудование / Д.Г. Быховский. Л.: Машиностроение, 1972.-168 с.

79. Лащенно, Г. И. Плазменная резка металлов и сплавов / Г. И. Лащенно.- Киев: Екотехнология, 2003.- 64 с.

80. Коротеев, A.C. Плазмотроны: конструкции, характеристики, расчет / A.C. Коротеев, В.М. Миронов, Ю.С. Свирчук. М. : Машиностроение, 1993. - С. 6-57.

81. Электронный ресурс., 2009.- Режим доступа: http://www.westinghouse-plasma.com

82. Eschenbach, R.C. Characteristics of high voltage vortex-stabilized archeaters / R.C.Eschenbach et al. // IEEE Frans. on nuclear science.-1964.-Vol.II, Ж. P.41-46.

83. Paintes, J.H. Performance and scaling characteristics of a pulse-type arc heater,operating on hydrogen, helium or air / Paintes J.H., Saeffer J.F. // AIAA.-1976.-pap. №76-14.- P. 9.

84. Конотоп, B.A. Характеристики электродугового подогревателя с газомагнитной стабилизацией дуги / Конотоп В.А., Кишалова Е.В. // Материалы VII Всесоюзной конф. по генераторам низкотемпературной плазмы, Тезисы докл., Алма-Ата, 1977.-T.I. С. 46-49.

85. Электродуговые плазмотроны: рекламный проспект/ Под. ред. М.Ф.Жукова.- Новосибирск.- 1980.- 84 с.

86. Langley facility for tests at math 7 subscale, hydrogen-burning, air-frame intergratable, scram-jet models / W.B. Boatright et al. //.-AIAA-1976.-Pap.-№76-11.-12 p.

87. Painter, J.U. Hydrid arc air heater performance / J.U. Painter //. -AIAA.-1977.- Pap. №77-111.- 5 p.

88. Лебсак, B.A. Установки с электродуговым нагревом для аэродинамических исследований / В.А. Лебсак, Т.Н. Мачехин, Ю.А. Тихомиров // Обзоры ЦАГИ,- 1979, № 566.- 147с.

89. Shepard, C.E. Advanced high-power arc heaters for simulating entries into the atmospheres of the outer planet / C.E. Shepard // AIAA.-1971, Pap. №71-263.-7 p.

90. Uome, J.T. Heavy of the supporting research and technology for thermal protection of the Yaliled probe / J.T. Uome, W.S. Pitts, J.U. Zundell // AIAA.-1981, Pap. №81-1068.- 15 p.

91. Orbiter TPS development and certification testing of the NASA/JSC 10-mV atmospheric reentry materials and structures evaluation facility / W.C. Rochelle et al. // AIAA-1983, Pap. №83-147.-12 p.

92. Электродуговые генераторы с междуэлектродными вставками / М.Ф. Жуков и др..- Новосибирск: Наука, 1981.-222 с.

93. Лукашов, В.Н. Секционированный плазмотрон высокого давления / В.Н. Лукашов, Б.А. Поздняков, В.К. Смышляев // VII Всесоюзн. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы, 1977, Алма-Ата, Тезисы докл., 1977.- T.I. С.7-10.

94. Исследование характеристик плазмотрона с пористым каналом МЭВ при работе на воздухе, азоте и водороде / РЛ.Захаркин и др. // VII Всесоюзн. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы, Алма-Ата, 1977, Тезисы докл. 1977, T.I.- С. 94-97.

95. Плазмотроны со стабилизацией разряда вдувом через пористую стенку / А.Б. Карабут и др. // Теплофизика высоких температур. -1979.-Т.7, №3.- С. 618-625.

96. Horn, D.D. Arc Heater Capabilities at AEDC / D.D. Horn, W.E. Bruce // Plasma Systems and Applications: proc. of the Int. symp. on Environmental Technologies.- October 8-11,1995 Atlanta, Georgia, USA.- P. 441-447.

97. Сазонов, М.И. Плазмотрон с межэлектродными вставками для осаждения алмазоподобных и алмазных пленок / М.И.Сазонов, Д.Л.Цыганов // Приборы и техника эксперимента.- 2005. №2.- С. 140143.

98. Конотоп, В.А. Обобщение характеристик плазмотрона с дугой, стабилизированной трансзвуковым потоком воздуха / В.А. Конотоп // IX Всесоюзн. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы: Тезисы докл.- 20-22 окт. 1983, Фрунзе, 1983.- С. 78-79.

99. Пат. 4,009,413 1975 США, Plasma jet device and method of operating same /Thomas J. Carlinski, et al.; заявлено 27.02.1975; опубл. 22.02.1977.

100. Properties of Water Stabilized Plasma Torches / Hrabovsky, M. et al. // Ed. Solonenko, O.P. Cambridge: Cambridge Inter. Science Publishing.-1998.- 16 p.

101. Jenista, J. The Effect of Different Regimes of Operation on Parametersof a Water-Vortex Stabilized Electric Arc / J. Jenista // J. of High Temp. Material Processes.- 2003.- №7 .- P. 11-16.

102. Properties of Hybrid Water/Argon DC Arc Torch under Reduced Pressure / M. Hrabovsky et al. // IEEE Conf. Record-Abstr. /Ed. S.J. Gitomer. Piscataway, IEEE Operations Center.- 2003. - P. 446.

103. Официальный сайт Института теплофизики СО РАН им. С.С. Кутателадзе, 2000 г. Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.itp.nsc.ru/labl01/.

104. Новиков, О. Я. Многодуговые системы / О. Я.Новиков -Новосибирск : Наука. Сиб. отделение, 1988. 133 с. ISBN 5 - 02 -028563 - 3.

105. Гаврющенко, Б.С., Электрод многоэлектродного плазматрона / Б.С. Гаврющенко// А. с. 527843 СССР. Опубл. в Б. И. - 1976. - №33.

106. Bayliss, R. К. Plasma dissociation of zircon sands / R. K. Bayliss // 3-eme Symp. Intern. De Chimie des Plasmas.-Limoges: IUPAC, 1977.-T.3.-P.52.

107. М.Ф. Жуков, И.М. Засыпкин, A.H. Тимошевский. Электродуговые генераторы термической плазмы Новосибирск: Наука, 1999.- С. SOS-SIS.

108. Harry, J. Е. A multiple-arc system / J. E. Harry // J. Phys. E: Sci. Instrum. 1979. - Vol.l2.-P.357-358.

109. Harry, J. E., Production of a large volume discharge using a multi arc system / J. E.Harry // IEEE Trans. Plasma Sci. 1979. - Vol.-7, N 3. - P.157-162.

110. Harry, J. E. Simultaneous operation of electric arcs from the same supply / J. E.Harry, R. Knight // IEEE Trans. Plasma Sci.-1981.- Vol. 9, N 4. P.248-254.

111. Пат. № 4352044 США, Plasma Generator / M. Zhukov et al.; заявлено0501.1981; опубл. 09.28.1982.

112. Жуков, М.Ф. Электродуговой нагреватель газа постоянного тока / М.Ф.Жуков // А.с. 599732 СССР. Опубл. в Б. И. - 1982, №33.

113. Electric arc heater develops very high temperatures / Iron and steel engineer.- 1960.- Vol. 37, №11. P.149-150.

114. Maniero, D.A. Electric arc heaters for high temperature chemical processing / D.A. Maniero, P.J. Kienast, Y. Hiroyama // Westinhause engineer.- 1966,- Vol. 26, № 3.- P.67-72.

115. Herry, J.E. A power frequency plasma torch for industrial process heating / J.E. Herry // IEEE trans, on industry and general appl.- 1970.-Vol.6, №16. -P. 36-42.

116. Roots, W.K. Measuring the electrothermal efficiency of a 50 Hz plasma torch / W.K. Roots, M.A.H. Kadhim // IEEE trans, on instrumentation & measurment.- 1969.-Vol.18, №3.-P. 150-156.

117. Пат. № 4,013,867, 1977. США, Polyphase arc heater system / Maurice G. Fey; опубл. 22.03.1977.

118. Пат. № 2964678, США, Arc plasma generator / James W. Reid; опубл. 12.13.1960.

119. Iwata, Mikimasa Effect on transferred ac arc plasma stability of increasing ambient temperature and superimposing pulse at current zero point / Mikimasa Iwata Masatoyo Shibuya // J.Phys.D: Appl. Phys. -1999,- №32.- P. 2410-2415.

120. Charron. F. Generateurs de plasma de L'O.N.E.R.A./ F. Charron, Ch. Honloser // La Rechn aeronaut.-1961.- № 83.- P. 9-16.

121. Croitoru, M. Phenomenes de contact, tenseur de conductivite et temperature des electrons dans un gas ionize / M. Croitoru, A. Montardy // Revue de l'electricite.-1972.- № 9.- P. 429-438.

122. Reed. J.F., Peterson C.W., Curry W.H. Electric Heater Development and

123. Пат. № 2964678, США, Stand-by power electrical & automation projects / James W. Reid; заявлен 26.06.1959; опубл. 12.13.1960.

124. Пат. № 2923811, США, Singlephase or polyphase electric arc device for producing gas currents having a high energy density/Erich Feldmeyer; заявлен 30. 07.1958; опубл. 02.02.1960.

125. Андерсон, Дж. Газодинамические лазеры: введение / Дж. Андерсон. М.: Мир, 1979.-С. 75-95.

126. Anderson, J.D. High temperature aerodynamic with electromagnetic radiation/ J.D. Anderson, E.M., Winckers // Proc. of the IEEE, 1971.-Vol.59, №4,- P. 651-658.

127. Пат. № 4,013,867, 1977. США, Polyphase arc heater system / Maurice G. Fey; опубл. 22.03.1977.

128. Пат. №4818836 США, Power Supply For A Three-phase Plasma Heating Unit / Bebber, Hans J. Rossner, Heinrich-otto Espendiller, Bernhard; заявлено 23.09.1987; опубл. 04.04.1989.

129. Глебов, И.А. Мощные генераторы плазмы / И.А. Глебов, Ф.Г. Рутберг.- М: Энергоатомиздат, 1985. 153 с.

130. Глебов, И. А. Синхронные генераторы кратковременного и ударного действия / И. А. Глебов, Э. Г. Кошарский, Ф.Г. Рутберг. Л.: Наука. 1985.-224 с.

131. Рутберг, Ф.Г. К вопросу о влиянии неустойчивости электрической дуги трёхфазного плазмотрона переменного тока на его работу / Ф.Г.Рутберг// Изв. РАН. Энергетика.- 1996. № 4. - С. 114-120.

132. Рутберг, Ф.Г. Специфические особенности систем электропитанияпромышленных трёхфазных плазмотронов переменного тока / Ф.Г. Рутберг // Изв. РАН. Энергетика.- 1998. № 1. - С. 93-99.

133. Жуков, М. Ф. Электродуговые генераторы термической плазмы / М. Ф. Жуков /Низкотемпературная плазма. Т. 17. Новосибирск: Наука. Сиб. Предпр. РАН, 1999.- 712 c.-ISBN 5-02-031247-9

134. Рутберг, Ф.Г. Трехфазные плазмотроны переменного тока / Ф.Г. Рутберг, A.A. Киселев, В.А. Далюк // Известия СО АН СССР.- 1966.-№10.- вып. 3.

135. Киселев A.A. Трехфазный плазмотрон большой мощности / A.A. Киселев, Ф.Г. Рутберг // ТВТ.- 1974.- Т. 12, №4.- С. 827-834.

136. Киселев A.A. Трехфазная плазмотронная установка / A.A. Киселев, Ф.Г. Рутберг // Генераторы плазменных струй и сильноточные дуги. ВНИИэлектромаш.-Л.: Наука, 1973.-С. 31-39.

137. Киселев, A.A. Разработка, создание и исследование серии трехфазных плазмотронов возрастающей мощности: автореф. дис. канд. техн. наук.:1975 /Киселев Александр Александрович.- Л.-1975.- С. 31.

138. Антонов, Г. Г. Плазмотрон переменного тока с улучшенными характеристиками / Г. Г. Антонов, А. Н. Братцев, Ф. Г. Рутберг // Приборы и техника эксперимента.- 1997, № 4.- С. 90-93.

139. Левченко, Б.П. Мощный импульсный генератор плазмы / Б.П. Левченко, Ф.Г. Рутберг // Физика, техника и применение низкотемпературной плазмы: тез.докл. IV Всесоюзной конференции по генераторам низкотемпературной плазмы, Алма-Ата.- 1970.- С. 194-497.

140. Yettel, L.E. Energy transport in d.c. and a.c. vortex stabilized arcs / L.E. Yettel, F.L. Cusson // J.Phys.D:Appl.Phys. -1982,-Vol. 15.- №5.- P. 845-865.

141. Болотов, A.B. Теоретическое и экспериментальное исследование плазмотрона переменного тока на водороде / A.B. Болотов, С.А. Юхимчук // IV Всесоюзн. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы: тезисы докл., Алма-Ата.-1970.- С. 382-385.

142. Barr, J.Y. A spark-plug startes for arc-plasma generators / J.Y. Barr, R.F. Mayo // Journal of Spacecraft and Rockets, 1965.- Vol. 2, №5.- P. 808-810.

143. Лебсак, В.А. Исследования плазменного зажигания дуги / Лебсак В. А. и др. //VI Всесоюзная конференция по генераторам низкотемпературной плазмы 17-19 сентября 1974, Фрунзе:тез. докл.-1974.- С. 275-277.

144. Романенко, И.Н. Исследование характеристик импульсного генератора плазмы / И.Н. Романенко, А .Я. Вирковский, А.П. Комаров // Электрические процессы при импульсном разряде. Труды Чувашского государственного университета,- 1972.- вып.1, С. 55-63.

145. Андрианов, A.M. Использование эрозионного разряда для инициирования длиной дуги в атмосфере / A.M. Андрианов, В.И. Синицын // Письма в ЖТФ.- 1978.- Т.4, вып.21,- С. 1290-1291.

146. Андрианов, A.M. Использование эрозионного разряда для моделирования одного из возможных видов шаровой молнии / A.M. Андрианов, В.И. Синицын //ЖТФ, 1977.- Т.47, вып. II.- С. 2318-2327.

147. Андрианов, A.M. Получение устойчивых плазменных вихрей в атмосфере / A.M. Андрианов, В.И. Синицын // Письма в ЖТФ, 1976 .-Т.24, вып.2.- С. 67-70.

148. Антонов, Г.Г. Плазменный инжектор-предионизатор для инициирования разряда в импульсном плазмотроне / Г.Г. Антонов, М.О. Знесин // Мощные генераторы низкотемпературной плазмы и методыисследования их параметров.-JI.: ВНИИэлектромаш.- 1979.- С.51-53.

149. Сафроиов А.А. Исследование и создание трехфазных генераторов азотной и воздушной плазмы с электродами стержневого и рельсового типа : автореф. дис. Канд. тех. наук: 1995 / Сафронов Алексей Анатольевич.- СПб, 1995. -20 с.

150. Пат. №2231936 РФ, Трехфазный генератор плазмы переменного тока / Ф.Г. Рутберг, А.А. Сафронов, В.Н. Ширяев.- заявка №2002132851РФ, заявлено 29.11. 2002; опубл. 27.05.2004.

151. Метод плазменного уничтожения опасных медицинских отходов/ Кузнецов В.Е. и др. // РАН. Региональная экология.- 2001.- №3-4 (17).-С. 60-64.

152. Rutberg, Ph. Waste Treatment by Arc Process / Ph.Rutberg // Progress in Plasma Processing of Materials, the Seventh European Conf. on Thermal

153. Plasma Processes, Strasbourg, France, Junel8-June 21, 2002: Proceedings / ed. P. Fauchais. New York : Begel House, Inc., 2003. - P. 743-757.

154. Bratsev, A.N. Plasmochemical Technologies for Processing of Hydrocarbonic Raw Material with Syngas Production / A.N. Bratsev, Ph.G. Rutberg, A.A. Ufimtsev // J. High Temperature Material Processes, 2004.-Vol. 8, issue 3.- P. 433-445.- ISSN 1093-3611.

155. Rutberg, Ph. G. Thermal Methods of Waste Treatment. Environmental Technologies handbook / Ph. G. Rutberg // ed. N. P. Cheremisinoff.- Toronto: Oxford. 2005. - P. 161-192.

156. Investigation of process dynamic of an electric arc burning in singlephase AC plasma generators / Ph.G. Rutberg et al. // V Int. Conf. Plasma Physics and Plasma Technology. Minsk. 2006: Contributed papers.- 2006.-Vol.l.- P. 110-113.

157. Multiphase Stationary Plasma Generators Working on Oxidizing Media / Ph. G. Rutberg, et al. // Plasma Physics and Controlled Fusion, 2005.- Vol. 47.- P. 1681-1696.

158. Каганов, З.Г. Волновые напряжения в электрических машинах / Каганов, З.Г. М.:Энергия, 1970 .- 209 с.

159. Бобров, В.М. Исследование и расчет высокочастотных коммутационных процессов тиристорных систем возбуждения / В.М. Бобров. Л.: Наука, 1979. С. 32 - 42.

160. Гончаренко, Р.Б. Докторская диссертация. / Гончаренко Роберт Борисович .- Л., 1989

161. Ефроймович, Ю. Е. Инженерные методы расчёта дуговых печей с учётом нелинейности, вносимой дуговым разрядом / Ю. Е. Ефроймович // Электричество, 1948 №12.

162. Рюденберг, Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах / Р. Рюденберг. М.: Иностранная литература, 1955. - 712

163. Investigation of Voltage and Current Variations in a Multiphase AC Electric Arc System / Ph.G.Rutberg et al. // 12th International Congress on Plasma Physics, ICPP 2004 Nice France, 28-29 October 2004: Book of Abstracts. 2004.- P. 106.

164. Рюденберг, P. Эксплуатационные режимы электроэнергетических систем и установок / Р. Рюденберг. JL: Энергия. - 1981.- 576 с.

165. Попов, С.Д. Система сбора информации и управления плазмотронами / С.Д. Попов, И.В. Степанов, A.B. Суров // III Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов, 4-11 дек. 1998: Доклады и тезисы участников ассамблеи.

166. Зельдович, Я.Б. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений / Я.Б. Зельдович, Ю.П. Райзер. -М.: Наука.-1966.- 656 с.

167. Очерки физики и химии низкотемпературной плазмы / Под ред. JI.C. Полака.- М.: Наука, 1971.-433 с.

168. Finkelnburg, W. Elektrische Bogen und Thermisches Plasma. Encyclopedia of Physics /W. Finkelnburg// Springer.Verlag.Germany 1956. - Vol.XXII. - S.254.

169. Eckert, H.U. Measurement of the rf Magnetic Field Distribution in a Thermal Induction Plasma / H.U.Eckert// J.Appl. Phys.42. -1971.

170. Eckert, H.U. Dual Magnetic Probe System for Phase Measurements in Thermal Induction Plasmas / H.U. Eckert// J.Appl. Phys. 43. 1972.

171. Митин, P.В. Стационарные и импульсные дуги / Р.В. Митин. -Новосибирск.: Наука, 1977. С. 105-138.

172. Зависимость параметров квазистационарного разряда от тока / Пышнов А.В.// ТВТ. 1978. - т. 16, №5. - С.914-921.

173. Rutberg, Ph. Investigation of dense plasma under large current discharges in gas environments and liquids / Ph. Rutberg // Plasma Physics Research Advances / Editors: Sergei P. Gromov. New York: Nova Science Publishers, Inc., 2008. - P.75-120.

174. Rutberg, Ph. Physics and Technology of High-Current Discharges in Dense Gas Media and Flows / Ph. Rutberg, New York: Nova Science Publishers, Inc., 2009.- 214 p.- ISBN 978-1-60692-232-3.

175. Некоторые вопросы исследования сильноточного разряда в камере высокого давления / Г.Г. Антонов и др. // ЖТФ. 1972. - Т. XLII, № 10. - С. 2121-2126.

176. Богомаз, А.А. Измерение импульсных давлений в генераторах плотной плазмы / А.А. Богомаз. Л.: ВНИИЭлектромаш, 1977. - С. 27-39.

177. Stenkvist, S.E. High-Power, Graphite Catode DC Arc Plasma / S.E. Stenkvist // Plasma Technology in Metallurgical Processing. USA, 1987. - P. 103-105.

178. Бабичев, А.П. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев и др. / Под. ред. И. С. Григорьева, Е. 3. Мейлихова.- М.: Энергоатомиздат, 1991.- 1232 с.

179. Исследование влияния катодной и анодной струи на свойства сильноточной электрической дуги / Ф.Г.Рутберг и др. . // ЖТФ 20021. Т.72, №1 С. 28-35.

180. Yen, Hsu-Chien Appl.Physics /Hsu-Chien Yen// Vol. 10, №9.-1969.-P.23-31.

181. Грановский, В.JI. Электрический ток в газе. Установившийся ток/ В.Л. Грановский М.: Наука, 1971 - 544 с.

182. Маршак, И.С. Импульсные источники света / И.С. Маршак. М.: Энергия, 1978. - 472 с.

183. Атомные и молекулярные процессы / Под ред. Ф. Бейтса. М. : Мир, 1964. - 777с.

184. Касабов, Г.А. Кандидатская диссертация. Москва, 1967.

185. Егоров, В.Е. Высокотемпературный селективный ГДЛС02 лазер / В.Е. Егоров // ТВТ. 1982. - № 3. - С. 573-579.

186. Очкин, В.Н. Спектроскопия низкотемпературной плазмы / В.Н. Очкин.- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006.- 472 с.

187. Optical diagnostics of atmospheric pressure air plasmas / C.O. Laux et al. // Plasma Sources Science and Technology.- 2003.- №12.- P. 125-138.

188. Залесский, A.M. Электрическая дуга отключения / A.M. Залесский-М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963.-266 с.

189. Исследование Основных физических процессов в мощных электродуговых генераторах переменного тока / B.C. Бородин и др. // ТВТ.-1978.- Т.16, № 6.-С. 1285-1296.

190. Брон, О.Б. Движение электрической дуги в магнитном поле / О.Б. Брон // Электричество, 1966 .- № 7.

191. Баранов, В.Ю. Кандидатская диссертация. Москва, 1967.

192. Steenbeck, М. Zur Theoretischen Begründung des "Minimumprinzips" für die Spanung Einer Casent-ladung und Einige Weitere / M.Steenbeck //Polgerungen. Beitrage aus der Plasmaphysik H, 1961.-Vol. 1.- P 60.

193. Финкельнбург, В. Электрические дуги и термическая плазма /

194. Финкельнбург В., Меккер Г.- М.: ИЛ, 1961 370 с.

195. Ecker, G. Electrode Components of the Arc Discharge / Ecker G-Ergebn. exakt. Naturq., 1961.- Bd. XXXIII.- P. 104.

196. Самервилл, Дж. Электрическая дуга (перевод с английского). Дж. Самервилл.-М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962.- 120 с.

197. Лапшин, В.А. Катодное падение потенциала в дугах с различной микроструктурой катода / В.А. Лапшин, И.Т. Некрашевич // Сильноточные электрические контакты и электроды Киев: Изд-во АН УССР, 1972,-С. 14-18.

198. Колесников, В.Н. Дуговой разряд в инертных газах / В.Н. Колесников // Труды ФИАН.- 1964.- T. XXX.- С. 66-157.

199. Смирнов, Б.М. Введение в физику плазмы. 2-е изд., перераб./ Б.М. Смирнов. М.: Наука, 1982 - 224 с.

200. Френсис, Г. Ионизационные явления в газах / Френсис Г.- М.: Атомиздат, 1964.-304 с.

201. Браун, С. Элементарные процессы в плазме газового разряда / С. Браун.-М.: Госатомиздат, 1961.-323 с.

202. Хаксли, Л. Диффузия и дрейф электронов в газах / Л. Хаксли, Р. Кромптон- М.: Мир, 1977.- 672 с.

203. Смирнов, Б.М. Физика слабоионизованного газа / Б.М. Смирнов-М.: Наука, 1978.- 424 с.

204. Храпак, А.Г. Электроны в плотных газах и плазме / А.Г. Храпак, И.Т. Якубов.- М.: Наука, 1981.-282 с.

205. Низкотемпературная плазма Новосибирск: Наука СО, 1990. Т.1.-376 с.

206. Особенности эрозии анода при амплитуде разрядного тока свыше 105 А / А.А. Богомаз и др. // Доклады Академии наук 2003- Т. 388, №1.- С. 37-40.

207. Столов, A.J1. К вопросу о поступлении вещества в дуговой разряд / А.Л. Столов // ЖТФ.- I960.- Т. 30, № 9.- С. 1061-1063.

208. Брон, О.Б. Электрическая дуга в аппаратах управления / О.Б. Брон. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1954 532 с.

209. Мик, Дж. Электрический пробой в газах / Дж. Мик, Дж. Крэгс.- М.: И.Л.- 1960.

210. Хольм, Р. Электрические контакты / Р. Хольм.- М.: И.Л.-1961.

211. Александров, А.Ф. Физика сильноточных электроразрядных источников света/ А.Ф. Александров. М. : Атомиздат, 1976. - 184 с.

212. Szente, R. N. Electrode erosion in plasma torches / R. N. Szente, R. J. Munz, M. G. Drouet// Plasma Chemistry and Plasma Processing, 1992.-Vol. 12, №3.- 327-343.- ISSN 0272-4324.

213. J -L. Meunier Erosion rate evaluation of plasma torch electrodes from measurements of the emitted metal vapour radiation / J -L. Meunier, N. Desaulniers-Soucy // J. Phys. D: Appl. Phys., 1994.- Vol. 27, № 12.- P. 25222525.

214. Зимин, A.M. Динамика эрозии активированного катода /A.M. Зимин // Физика и химия обработки материалов. 1980. - №4. - С. 1621.

215. Бородин, B.C. Режим работы вольфрамового катода в плазмотроне постоянного тока /B.C. Бородин.

216. Л.:ВНИИэлектромаш, 1979. С.97-107.

217. Ecces, Y. Electrode components of the arc discharge / Y.Ecces // Ergeben d.exact.nalury.- 1961. XXXIII.-104S.

218. Neumann, W. Der catoden mechanisms von hochdlrucrbogen / W. Neumann // Beitrage aus der Plasmaphysic. 1969. - Bd.№6. - S.499-526 .

219. Гаврюшин, Я.P. Исследование катода в близлежайшей области дугового разряда в Аг и Не / Я.Р.Гаврюшин,// ЖТФ 1975. - №10 . - С.2119-2125.

220. Ясько, О.И. Электрическая дуга в плазмотроне / О.И. Ясько. -Минск: Наука и техника, 1977. 75 с.

221. Жуков, М.Ф. Приэлектродные процессы в дуговых разрядах / М.Ф.Жуков Новосибирск: Наука, 1982. - 157 с.

222. Пустогаров, A.B. Экспериментальные исследования тугоплавких катодов плазмотронов / A.B. Пустогаров. Новосибирск: Наука, 1977. - С. 315-340.

223. Жуков, М.Ф. Исследование эрозии вольфрамового катода в азоте / М.Ф. Жуков. Новосибирск: Наука, 1977. - С. 142-151.

224. Дороднов, А.И. Исследование оптимальных режимов термокатодов при больших плотностях тока / А.И. Дороднов. Минск: Наука и техника, 1970. - С. 618-640.

225. Аньшаков, А.Н. Эрозия медно-вольфрамовых ангодов в линейных плазмотронах / А.Н. Аньшаков // Изв. СОАН СССР, сер. техн. Наук. -1981. №3 , вып.1. - С. 68-70.

226. Гонопольский, A.M. Экспериментальные исследования эрозии электродов серийных плазмотронов для напыления / A.M. Гонопольский // Изв. СОАН СССР,сер. техн. Наук . -.1983. №3 , вып.1. - С. 69-71.

227. Пустогаров, A.B. Исследование вольфрамовых катодов плазмотрона / A.B. Пустогаров// Изв. СОАН СССР,сер. техн. Наук. -1978. №8 , вып.2. - С. 39-31.

228. Аньшаков, А.Н. Распределение температуры на термокатоде / А.Н. Аньшаков // VII Всесоюзная конференция по генераторам низкотемпературной плазмы, Новосибирск, 2-4 июля 1980г. ч. 2. - С. 12-15.

229. Бородин, B.C. О радиальном распределении теспературы электрода в области пятна /B.C. Бородин // Оптика и спектроскопия. -1969. Т. XXVII, вып.4. - С. 578-582.

230. Амосов, В.М. Электродные материалы на основе тугоплавких материалов / В.М. Амосов. М.: Металлургия, 1976. - 223 с.

231. Ecker, G. Electrode Components of the Arc Discharge / Ecker G-Ergebn. exakt. Naturq., 1961.-Bd. XXXIII.- P. 104.

232. Yettel, L.E. Energy transport in d.c. and a.c. vortex stabilized arcs / L.E.Yettel // J.Phys.D:Appl. Phys. 1982. - Vol.15,'5. - P. 845-865.248.

233. Ровинский, P.E. Диффузия тория и разрушение электродов из торированного вольфрама в сильноточном разряде в ксеноне / P.E. Ровинский // Радиотехника и электроника. 1959. - № 6. - 1018-1-25.

234. Нейман, В. Приэлектродные процессы в газовом разряде высокого давления / В. Нейман. Новосибирск.: Наука, 1977. - С. 253-292.

235. Eschenbach, R.C. Plasma Torches and Plasma Torch Furnaces. Plasma Technology in Metallurgical Prozessing / R.C. Eschenbach — USA: 1987. -P.77-87.

236. Рутберг, Ф.Г. Перспективы применения низкотемпературной плазмы в котельных агрегатах ТЭС / Ф.Г. Рутберг, B.JI. Горячев, A.A. Сафронов //Изв. РАН, Энергетика, 1993.- №5.- С.110-117.

237. Теоретический анализ и экспериментальная проверказакономерностей износа двухслойных электродов низкотемпературных плазмотронов / С.Е. Виноградов и др. // Вопросы материаловедения.-2006.-№1(45).-С. 1-7.

238. Тепло и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник.-М.: Энергоатомиздат, 1982.- 510 с.

239. Виноградов, С.Е. Исследование механизмов износа электродов и плазмотронов / С.Е. Виноградов // Вопросы материаловедения, 2002. -№2 (30).

240. Жуков, М.Ф. Прикладная динамика термической плазмы / М.Ф. Жуков, Коротеев А.С. Коротеев, Б.А Урюков. Новосибирск: Наука. Сиб. Отделение, 1975.-298 с.

241. Мощный плазмотрон переменного тока / Ф.Г. Рутберг и др. // ФНТП-95, 20-26 июня 1995, Петрозаводск: Материалы конф. -1995.-Т.З.- С. 422-425.

242. Рутберг, Ф.Г. Мощные генераторы плазмы (плазмотроны) / Ф.Г. Рутберг // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том IV под ред. В.Е. Фортова, М.: Наука,- 2000 XI. С. 219-230.

243. Some aspects of development and creation of plasma technology for solid waste gasification / A.N. Bratsev et al. // HTPP9 Journal High Temperature Material Processes.- New-York: Begell House Inc., 2006.- Vol. 10, issue 4.-P.549-556.

244. Camacho, S. L. Industrial-worthy plasma torches: State-of-the-art / S. L. Camacho // Pure and App. Chem., 1988.- Vol. 60, No. 5.- P. 619-632.

245. Iwao, Toru Portable application of thermal plasma and arc discharge for waste treatment, thermal spraying and surface treatment / Toru Iwao, Motoshige Yumoto // IEEJ Trans. On Electrical and Electronic Eng., 2006.-Vol.l, № 2.- P. 163-170.

246. Waste Technology and Innovation Study Final Report, August 2009

247. Электронный ресурс. Австралия, 2009.- Режим доступа]http://www.environment.gov.au/settlements/waste/publications/pubs/wastetechnologv.pdf.

248. Young, Gary С. Municipal Solid Waste to Energy Conversion Processes: Economic, Technical, and Renewable Comparisons / Gary C. Young.-Hoboken: Wiley, 2010.- 384 p. -ISBN: 0470539674.

249. Heberlein, J. Thermal plasma waste treatment / J. Heberlein, A. Murphy // Journal of Physics : Appl. Phys. 2008. - № 41. - P. 1-20.

250. Plasma-Arc Technology for the Thermal Treatment of Chemical Wastes / Yaojian Li et al. // Environmental Engineering Science, 2009.- Vol. 26, Issue 4.- P. 731-737.

251. Планковский, С. И. Плазменные технологии утилизации ТБО. Современное состояние и перспективы / С. И. Планковский // 4-я Межд. конф., Харьков, Украина, 31 янв. 1 февр. 2007. - Электронный вариант сборника материалов конференции.

252. OECD Environmental Data Compendium Режим доступа: http://www.oecd.org/dataoecd/22/59/41878217.xls (accessed: 1 June 2010).

253. Municipal Solid Waste Management Under Uncertainty: A Mixed Interval Parameter Fuzzy-Stochastic Robust Programming Approach / Yanpeng Cai et al. // Environmental Engineering Science, 2007. Vol. 24, Issue 3- P. 338-352.

254. Handbook of solid waste management / Ed. D.G. Wilson. : Litton Educ. Publ. Inc., 1977. P. 76.

255. Huang, H. Treatment of organic waste using thermal plasma pyrolysis technology H. Huang, L. Tang // Energy Conversion and Management, 2007.-Vol.48, Issue 4.- P. 1331-1337.

256. Huber, GW. Grassoline at the Pump / GW. Huber // Scientific American. 2009. - 301(l):52-9.

257. Carter, G.W. Plasma gasification of biomedical waste / G.W. Carter, A.V. Tsangaris // Int. Symp. on Environment Technol. Plasma Systems and Applications, 8-11 Oct. 1995, Atlanta, Georgia, USA: Proc., 1995. Vol.1. -P. 239-250.

258. Вурзель Ф.Б. Кинетика и термодинамика химических реакций в низкотемпературной плазме / Ф.Б. Вурзель, JI.C. Полак //Химические процессы в плазме и плазменной струе. М.: Наука, 1965. С. 238-251.

259. Померанцев, В.В. Основы практической теории горения / В.В. Померанцев.- JI. : Энергия, 1973. С. 264.

260. Пат. № 5544597 США, Plasma pyrolysis and vitrification of municipal waste Camacho /L. Salvador; заявлено 10.08.96; опубл. 03.08.1997.

261. Пат. № W0/2003/098111 США, Apparatus for waste gasification, publication date / Michael G.Pope; заявлено 16.05.2003; опубл. 27.11.2003.

262. Imris, I. Energy recovery from waste by the plasma gasification process / I.Imris // Archives of Thermodynamics 2005- Vol. 26, №2.- P. 3-16.

263. ГН 2.2.5.1313-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны: утв. Гл. госуд. Сан. врачом РФ 27.04.2003. Электронный ресурс.- Режим доступа: ttp://www.niiot.ru/doc/doc014/doc.htm.

264. Зельдович, Я.Б. Окисление азота при горении / Я.Б. Зельдович, П.Л. Садовников, Д.В. Франк-Каменецкий.- М.-Л.: АН СССР. 1947. С. 95-97.

265. Filius, K.D. Emissions characterization and off-gas system development for processing simulates mixed waste in a plasma centrifugal furnase / K.D. Filius // Hazardous Waste and Hazardous Mater. 1996. - Vol.13, № 1. - P. 143-152.

266. Development of High Efficiency Gas Turbine Combined Cycle Power Plant / M. Ishikawa et al. Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Technical Review, 2008.- Vol.45, No.l.

267. InEnTec Chemical Электронный ресурс. 2009ю- Режим доступа: http://www.inentec.com

268. Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.enersoltech.com

269. Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.tenovagroup.com

270. Временные рекомендации по правилам обращения с отходами здравоохранения. Региональный санитарный норматив / А.С. Баев и др. С-Пб.: 1998.

271. Андреев, Ф.А. Технология связанного азота / Ф.А. Андреев и др.-М.: Химия., 1974. С. 89.

272. Спейшер, В.А. Огневое обезвреживание промышленных выбросов /

273. B.А. Спейшер.- М.: Энергия, 1977.- С. 91-97.

274. Александров, В.М. Отравляющие вещества: Учебное пособие / В.М. Александров, В.И. Емельянов. М. : Наука, 1990. - С. 271.

275. Recommendations for the Disposal of chemical Agents and Munitions National Research Council.- Washington, D.C.: National Academy Press, 1994.-P. 28.

276. Брайнес, O.M. Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов / О.М. Брайнес.- М.: Химия. 1976. С. 232.

277. Ибраев, Ш.Ш. Электродуговые реакторы совмещенного типа и методика их расчета / Ш.Ш. Ибраев, З.Б. Сакипов // Алма-Ата, 1991.1. C.11-34.

278. Потапкин, Б.В. Расчет газодинамических характеристик плазмохимического реактора / Б.В. Потапкин, В.Д. Русанов. М.: ИАЭ, 1990. - С. 1-16.J