Спосіб та установка хімічної інфільтрації в газовій фазі для ущільнення пористих субстратів піролітичним вуглецем

1. Спосіб хімічної інфільтрації у газовій фазі для ущільнення пористих субстратів піролітичним вуглецем, що включає наступні етапи:

завантаження у піч одного або більше ущільнюваних пористих субстратів;

подача на вхід печі реакційної газової фази, яка містить реакційний газ-попередник піролітичного вуглецю, що включає в себе щонайменше один газоподібний вуглеводень СхНу, де х і у - цілі натуральні числа і 1<х<6, і газ-носій, що містить щонайменше один газ, вибраний з метану та інертних газів;

забір на виході з печі відхідного газу, який містить залишкові компоненти введеної газової фази та продукти реакції, які включають водень;

рециркуляція до реакційної газової фази, яку подають у піч щонайменше частини потоку газу, здобутого з відхідного газу, який містить реакційний газ-попередник піролітичного вуглецю, таким чином, щоб щонайменше частина реакційного газу-попередника піролітичного вуглецю, який містить реакційна газова фаза, поступала з рециркулюючого потоку газу.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вимірюють щонайменше кількості газу-попередника піролітичного вуглецю та газу-носія, які містить потік газу, здобутого з відхідного газу;

в залежності від виміряних кількостей регулюють щонайменше надходження вказаного потоку газу, рециркулюючого до реакційної газової фази та який містить реакційний газ-попередник піролітичного вуглецю і газ-носій, надходження із зовнішнього джерела газу-попередника піролітичного вуглецю, який інжектують до реакційної газової фази, та надходження із зовнішнього джерела газу-носія, який інжектують до реакційної газової фази;

і, таким чином, одержують бажаний рівень вмісту газу-попередника піролітичного вуглецю в реакційній газовій фазі, що надходить на вхід печі.

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що відділяють водень, який містить потік газу, здобутого з відхідного газу, та регулюють надходження відділеного таким чином водню, рециркулюючого до реакційної газової фази, та одержують бажаний рівень вмісту водню в реакційній газовій фазі, що надходить на вхід печі.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вимірюють кількості газу-попередника піролітичного вуглецю, газу-носія і водню, які містить потік газу, здобутого з відхідного газу;

в залежності від виміряних кількостей регулюють надходження вказаного потоку газу, рециркулюючого до реакційної газової фази, надходження із зовнішнього джерела газу-попередника піролітичного вуглецю, який інжектують до реакційної газової фази, та надходження із зовнішнього джерела газу-носія, який інжектують до реакційної газової фази;

і, таким чином, одержують бажані рівні вмісту реакційного газу-попередника піролітичного вуглецю, газу-носія і водню в реакційній газовій фазі, що надходить на вхід печі.

5. Спосіб за будь-яким з пп. 3 і 4, який відрізняється тим, що щонайменше на початковій стадій способу регулюють також надходження із зовнішнього джерела водню, який інжектують до реакційної газової фази.

6. Спосіб за будь-яким з пп. 2-5, який відрізняється тим, що вимірюють відносні кількості множини газоподібних вуглеводнів, які містить потік газу, здобутого з відхідного газу, та визначають еквівалентний рівень вмісту газу-попередника піролітичного вуглецю шляхом урівноваження виміряних кількостей в залежності від числа х атомів вуглецю у вказаних газоподібних вуглеводнях.

7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що враховують газоподібні вуглеводні СхНу, в яких 1<х<6.

8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що газ-носій містить щонайменше, частково, метан.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що газ-носій містить щонайменше, частково, інертний газ, вибраний з азоту, аргону, гелію, або суміші двох чи більше з них.

10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що забраний з печі відхідний газ, обробляють перед здобуванням потоку газу для рециркуляції, видаляючи з нього важкі вуглеводні, які містять, зокрема, поліциклічні ароматичні вуглеводні.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що вилучення поліциклічних ароматичних вуглеводнів здійснють методом промивання інжекцією ароматичного масла у потік відхідного газу.

12. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що вилучення важких вуглеводнів здійснюють щонайменше частково шляхом конденсації.

13. Спосіб за будь-яким з пп. 10-12, який відрізняється тим, що обробка відхідного газу, включає в себе вилучення бензольних вуглеводнів.

14. Установка хімічної інфільтрації у газовій фазі для ущільнення пористих субстратів піролітичним вуглецем, що містить піч (12), живильний трубопровід для подачі у піч реакційної газової фази, з'єднаний зі входом печі, випуск для відводу з печі відхідного газу, систему (40, 60) обробки та забору відхідного газу, який містить пристрій (40) для вилучення важких вуглеводнів, які містить відхідий газ, та трубопровід (80) рециркуляції, з'єднаний з одного боку з трубопроводом обробки та забору відхідного газу, після пристрою (40) вилучення важких вуглеводнів, та з іншого боку з живильним трубопроводом для подачі у піч реакційної газової фази для рециркуляції до неї щонайменше частини відхідного газу.

15. Установка за п. 14, яка відрізняється тим, що вона містить засоби аналізу (78; 78'; 78") для аналізу вмісту складових, придатних для рециркуляції, у газі, що відходить.

16. Установка за п. 15, яка відрізняється тим, що вона містить блок керування (84), з'єднаний із засобами аналізу (78; 78'; 78") та з декількома клапанами (30а, 32а, 34а; 82а, 76а; 82'а, 82"а, 83'а, 83"а) трубопроводів живлення, забору і рециркуляції, для регулювання рециркулюючої частини або частин відхідного газу, в залежності від інформації, одержаної засобами аналізу, та бажаного складу реакційної газової фази, подаваної у піч.