[发明专利]气体转化系统

说明书

技术领域

本发明涉及气体转化系统，尤其涉及使用多个利用微波等离子体的气体转化装置转化气体的系统。

背景技术

近年来，微波技术被用于产生各种等离子体。在某些应用中，使用等离子体进行气体转化所需的转化能力很高，需要大功率微波发生器。由于存在以下的一种或多种缺点，现有的微波技术不适合，或者效率很低。首先，现有的系统没有适当的规模可变性，这里，规模可变性指系统以柔和的方式处理不同气体转化能力的能力或扩大/减小规模以适应气体转化能力的变化的能力。例如，根据具体应用，所需的气体转化能力可能变化很大。其次，磁控管的规格成本随输出功率的提高而急剧增加。例如，10千瓦磁控管的价格比10个1千瓦磁控管的价格要高得多。第三，对于配置有较高功率的磁控管的系统，一旦磁控管或等离子体供应装置出现问题，就可能需要停运整个系统。因此，需要一种规模可变性高、系统停机时间短、价格比现有的气体转化系统低廉、并且不降低气体转化能力的气体转化系统。

发明内容

在本发明所披露的一种实施方式中提供了一种利用微波等离子体的气体转化系统，包括：微波导波管，用于在其中传送微波；气流管，穿过微波导波管，并配置为输送微波穿过该气流管；第一温控装置，用于控制微波导波管的温度；温度传感器，布置在气流管附近，并配置为测量微波导波管的温度；引燃器，位于气流管附近，并配置为在系统工作过程中点燃气流管内的等离子体使得等离子体转化流过气流管的气体；以及，等离子体检测器，位于气流管附近，并配置为监测等离子体。

在本发明所披露的一种实施方式中提供了一种气体转化系统，包括：用于提供气体的入口气体歧管（manifold）；以及，连接至入口气体歧管并配置为从入口气体歧管接收气体的多个气体转化装置。多个气体转化装置中的每一个包括：微波导波管，用于在其中传送微波；气流管，穿过微波导波管，并配置为输送微波穿过该气流管；第一温控装置，用于控制微波导波管的温度；温度传感器，布置在气流管附近，并配置为测量微波导波管的温度；引燃器，位于气流管附近，并配置为在系统工作过程中点燃气流管内的等离子体使得等离子体转化流过气流管的气体；以及，等离子体检测器，位于气流管附近，并配置为监测等离子体。该气体转化系统还包括出口气体歧管，其连接至所述多个气体转化装置并配置为从所述多个气体转化装置接收气体。

附图说明

图1是根据本发明的一种实施方式实现的气体转化系统的示意图。

图2A-2C是图1所示的气体转化系统的一部分的其它实施方式的截面示意图。

图3A-3B是根据本发明实现的一种集成气体转化系统的不同实施方式的示意图。

图4是根据本发明的另一种实施方式实现的集成气体转化系统的示意图。

图5是图1所示的根据本发明实现的气体转化系统的一部分的另一种实施方式的截面示意图。

图6是图1所示的根据本发明实现的气体转化系统的一部分的另一种实施方式的截面示意图。

图7A-7D是图1所示的根据本发明实现的气流管的其它实施方式的俯视图。

图8A-8B是图4所示的根据本发明实现的集成气体转化系统的其它实施方式的透视图。

图9A-9B是图4所示的根据本发明实现的集成气体转化系统的其它实施方式的透视图。

具体实施方式

图1是根据本发明的一种实施方式实现的用于产生微波等离子体和转化气体的气体转化系统的示意图。如图所示，气体转化系统1可包括：能够透过微波的气流管26，例如由玻璃、陶瓷或任何其它介电材料制成，优选由石英制成；用于向气流管26提供微波的微波提供装置11；以及，用于从微波提供装置11向气流管26输送微波的波导管24，其中，气流管26从气源（例如烟道气）接收气体和/或气体混合物。

微波提供装置11向气流管26提供微波，并且可包括：用于产生微波的微波发生器12；用于向微波发生器12供电的电源13；以及，隔离器15，具有用于消除向微波发生器12传播的反射微波的假负载16和用于把反射微波导向假负载16的循环管18。

在一种实施方式中，微波提供装置11还包括：用于测量微波功率的耦合器20；位于假负载16上、用于测量将在假负载16上消除的反射微波功率的耦合器17；以及，用于减少从气流管26反射的微波的调谐器22。图1所示的微波提供装置11的部件是公知的，在此列出仅是为了示意性目的。而且，微波提供装置11可更换为能够向气流管26提供微波的某种系统，这种更换不会偏离本发明的精神。可以在隔离器15和调谐器22之间安装一个移相器。