Wasserdampfplasmabrenner

Plasmaflamme

Die von der PlasmaAir AG entwickelte lichtbogenbeheizte Plasmaquelle arbeitet mit Wasserdampf als Plasmagas. Wasserdampf ist ein im Vergleich zu anderen typischen Plasmagasen sehr kostengünstiges Arbeitsgas. Zusätzlich lassen sich die chemischen Eigenschaften von Wasserplasma (Radikale bei Temperaturen bis zu 9000°C) für verschiedene Prozesse nutzen. Mit dieser patentierten Plasmaquelle ist es auch möglich, andere oxidierende Gase als Plasmagase zu erzeugen.

Die Wasserdampfplasmaquellen der PlasmaAir AG eröffnen im Bereich der Plasmatechnik und Plasmachemie neue Anwendungen.

Die Wasserdampfplasmaquelle wird beispielsweise in einer Anlage zur Spaltung von FCKW-haltigem Abgas eingesetzt. Die Anlage besteht aus einer Wasserdampfplasmastufe, einem Hochtemperaturreaktor und einer sich anschließenden Quench. Mit der Anlage werden Abbauraten bis zu 99,999% erreicht.

Die Vorteile von Wasserdampfplasma

  1. Kostenvorteil
    Wasser ist überall zu sehr geringen Kosten verfügbar. Der thermische Wirkungsgrad von Wasserdampfplasmaquellen liegt bei ca. 80-95%. Dadurch sind sowohl die Betriebskosten als auch die Investitionskosten gering.
  2. Vielseitigkeit
    Dieser thermische Lichtbogenbrenner, der mit Wasserdampf arbeitet, kann ohne große Umbauten mit den verschiedensten reduzierenden und oxidierenden Gasen betrieben werden; so z. B. mit Luft, reinem Sauerstoff oder Kohlendioxid.
  3. Enthalpiedichte
    Mit Wasserdampfplasma kann eine sehr hohe Enthalpiedichte erreicht werden.
  4. Chemische Zusammensetzung
    Wasserdampfplasma ist chemisch sehr reaktiv. Es besteht aus den Radikalen O, H, OH, O2, H2 und H2O bei einer mittleren Temperatur im Bereich von 4.000°C und Spitzenwerten im Kern von ca. 12.000°C

Technische Daten

Die Entwicklung der Plasmaquellen wurde, zusammen mit einer darauf zugeschnitten Stromversorgung und einem geeigneten Dampferzeuger, durchgeführt.

Derzeit sind Plasmaquellen, inklusive der Subsysteme, im Bereich von 1 – 30 kW verfügbar und qualifiziert. Es ist vorgesehen, in naher Zukunft, Wasserdampfplasmaquellen bis zu einer Leistung von 100 kW zu qualifizieren.

  • el. Leistung: 5 – 30 kW
  • Wasserdampfdurchsatz: 0,5 – 2,5 kg/h
  • mittlere Strahltemperatur: ca. 3500 – 4000°C
  • Kerntemperatur: ca. 9000°C
  • Elektrodenstandzeit: je nach Betriebspunkt mehrere hundert Stunden

Wasserdampfplasma

Anwendungsbeispiel Plasmabrenner:

Mögliche Anwendungsbereiche dieser neuartigen Plasmaquellen:

  • Thermische und chemische Behandlung von Sonderabfallstoffen, z. B. FCKW-Entsorgung
  • Plasmaschneiden
  • Thermische Oberflächenbehandlung von Werkstoffen
  • Plasmaspritzen von hochschmelzenden Werkstoffen und Keramiken (erfolgreich erprobt)

Im Vergleich zur Verbrennung und zu derzeit eingesetzten Plasmagasen weist Wasserdampfplasma mehrere Vorteile auf, die neuartige Anwendungen eröffnen.

Technisches Datenblatt
Plasmaquellen