Плазмохимический реактор: 1 – микроволновый генератор, 2 – СВЧ-плазмотрон, 3 – реакционная камера,4 - устройство ввода нитрида кремния, 5 – дозатор, 6 – устройство подачи нитрида кремния, 7 – поршень, 8 – устройство криогенной закалки, 9 – рубашка для теплоизоляции, 10 – сборник готового продукта (фильтр).
Техническая характеристика:
- диаметр аппарата — 0,20 м;
- высота аппарата — 1,45 м;
- производительность — 12 кг/ч;
- давление внутри аппарата – атмосферное;
- температура рабочей зоны – 5000 0С;
- температура криогенной закалки - -180 0С;
- материал корпуса – высоколегированная сталь 15Х28 с керамическим покрытием;
- имеется теплообменник – устройство криогенной закалки – для быстрого охлаждения готового продукта;
- внутри корпуса и теплообменника установлены шнековые скребки – для снятия налипшего на стенки готового продукта;
Порошок кристаллического нитрида кремния посредством порошкового питателя подается в плазмохимический реактор. В реакторе порошок попадает в кислородосодержащую плазменную струю со среднемассовой температурой 5500 К. В течении 0,3 с происходит химическая реакция диспергирования нитрида кремния. Время пребывания в реакторе готового продукта составляет 5ּ10-3 с. Скорость истечения плазменной струи составляет 10 м/с.
На данный плазмохимический реактор распространяются ПБ 03-576-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», т.к. он работает под давлением выше 0,07 МПа и он подлежит регистрации в Федеральном горном и промышленном надзоре России (Госгортехнадзоре России).
Секции плазмохимического реактора испытываются в вертикальном положении на прочность и плотность пробным гидравлическим давлением 0,6 МПа. Секции охлаждения считаются выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено:
1) течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основном металле;
2) течи в разъемных соединениях;
3) видимых остаточных деформаций.
При достижении в секциях испытательного давления подача воздуха прекращается. Закрывается запорный вентиль и проводится наблюдение за падением давления в течение 24 часов. Падение давления в секции определяется по формуле:
где Рн - сумма манометрического и барометрического давления в начале испытания;
Рк - сумма манометрического и барометрического давления в конце испытания;
Тн - абсолютная температура в начале испытания;
Тк - абсолютная температура в конце испытания;
τ - время испытаний.
Секции признаются выдержавшим испытания на герметичность и пригодность на эксплуатацию, если ΔР за один час не превышает 0,1%.
Рубашку теплообменного аппарата испытывается на плотность пневматически пробным давлением Р= 0,004 МПа.
В соответствии с 10-115-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» периодическое техническое освидетельствование сосудов и аппаратов, работающих со средой, вызывающей разрушение металла со скоростью не более 0,1мм/год, наружный и внутренний осмотр должны проводиться раз в два года.