BR112019000051B1

BR112019000051B1 - aparelho para processar combustível reutilizável

Info

Publication number: BR112019000051B1
Application number: BR112019000051-8A
Authority: BR
Inventors: Anthony F. Tenore; Oluwadare OLUWASEUN; Anthony N. Tenore; David Fowler
Original assignee: Golden Renewable Energy, LLC
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2020-12-01
Also published as: CR20190052A; SG11201811050PA; AU2017293458A1; CN109477010B; CN113831943A; JP2019524920A; IL264100A; CL2018003876A1; NZ749216A; SA519400796B1; CO2019000790A2; CN109477010A; BR112019000051A2; KR102100310B1; US20180010049A1; US20240067880A1; DOP2018000294A; CA3029578A1; US20200369964A1; EP3481923A4

Abstract

É fornecido um aparelho para processar combustível reutilizável compreendendo: uma montagem de suprimento contínuo de material; um alimentador de câmara de vácuo aquecida configurado para receber e processar continuamente o suprimento de material recebido no mesmo; um reator configurado para receber o material processado a partir do alimentador de câmara de vácuo aquecida; e um sistema de refinação de vapor configurado para processar vapor fornecido pelo reator. O aparelho pode compreender um sistema de descarte de carvão configurado para eliminar carvão a partir do reator. O aparelho também pode compreender um sistema de expansão térmica configurado para permitir uma expansão térmica do reator. Um sistema de resfriamento pode ser configurado para receber combustível processado a partir do reator.

Description

ANTECEDENTES Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se, em geral, a um dispositivo para tecnologia de troca de calor. Mais particularmente, se refere a um dispositivo para condensar economicamente vapores de hidrocarboneto em uma planta de energia renovável.

Antecedentes da Invenção

[002] Utiliza-se sistemas convencionais para produzir combustível em um processo de pirólise. Exemplos de processos conhecidos incluem a Patente noUS 8,696,994 por Miller, Patente noUS 8,344,195 por Srinakruang, e Patente noUS 6,534,689 por Stankevitch. Essas patentes ensinam processos que usam técnicas de craqueamento por catalisador que despolimerizam as cadeias de hidrocarboneto e, então, produzem combustível uma vez que o plástico for vaporizado (Miller, Srinakruang e Stankevitch).

[003] Atualmente, os sistemas de pirólise de plástico usam um grande recipiente giratório e grandes aparelhos de forno. Um desafio em usar recipientes grandes está em sua incapacidade de carregar e descarregar continuamente visto que esses sistemas usam um preenchimento por lotes para inserir plástico e, então, aquecer o produto com extremidades vedadas. Embora reivindiquem ser um sistema contínuo, eles geralmente utilizam múltiplas unidades; à medida que uma está sendo preenchida, a outra está esvaziada. Portanto, o processo não é verdadeiramente um processo contínuo, mas um processo por lotes sobrepostos.

[004] Um segundo problema com recipientes grandes de sistemas convencionais inclui desvantagens com os mecanismos de vedação. Os mecanismos de vedação se expandem devido ao calor e à pressão. Devido a essa expansão, oxigênio pode vazar nos recipientes criando um risco de incêndio. Um terceiro desafio com a técnica conhecida atual é que o início de tempo da reação de pirólise é prolongado devido ao fato de que o recipiente precisa ser inicializado quando estiver frio e o oxigênio precisa ser evacuado antes do aquecimento. Esse é um processo extremamente demorado. Outro problema com os sistemas da técnica anterior inclui recipientes que exigem um período de resfriamento antes da limpeza, por exemplo, a fim de acessar as estruturas internas. A extração do combustível e carvão também é conduzida em uma operação em lotes. O processo de remoção de carvão envolvido na técnica anterior é problemático e extremamente sujo devido à natureza de limpeza visto que o recipiente coleta carvão na parede. Esse carvão precisa ser removido antes de o próximo lote ser processado. Isso é bastante demorado e caro devido à baixa eficiência de combinação de aquecimento, resfriamento e limpeza.

[005] Outros sistemas usam toneis que são muito similares por natureza àqueles descritos acima visto que devem ser purgados de oxigênio e carregados com plástico, em seguida, vedados, aquecidos, e, então, limpos. Essas máquinas necessitam de superfícies grandes altamente usinadas para uma boa vedação. O aquecimento e resfriamento em lotes requer que grandes quantidades de energia atinjam o processo de pirólise em uma maneira temporizada. Utiliza-se trabalho manual no processo de limpeza. O mesmo é caro e pode ser perigoso. Outros sistemas de plásticos são projetados para um tipo particular de plástico somente. A incapacidade de comutar a partir de um determinado fluxo homogêneo para um fluxo de plástico misto requer uma reconfiguração do equipamento. Diferentes graus, fontes e fluxos de plástico têm diferentes densidades e diferentes texturas que realizam manuseio de partes diferentemente. Bolsas plásticas, filme e plásticos de densidade leve apresentam um problema a trituradores padrão e mecanismos de alimentação devido ao efeito de enrolamento e ponte que ocorre. O enrolamento ocorre à medida que as bolsas plásticas se acumulam ao redor do eixo de corte eventualmente parando o mecanismo triturador. Embora dispositivos de corte à faca funcionem para resolver esse problema, os mesmos não permitirão que contaminantes duros passem através das lâminas de corte. Os contaminantes duros danificarão a borda de corte e eventualmente interromperão a rotação de corte.

[006] Logo, há uma necessidade de produzir um aparelho de energia reutilizável mais eficiente que proporcione a capacidade de otimizar vapores de combustível utilizável e reutilizável. Há também uma necessidade de proporcionar sistemas aperfeiçoados que reduzem e/ou eliminam contaminantes sem empregar gastos adicionais de equipamento ou processos de filtragem adicionais para alcançar o mesmo resultado.

SUMÁRIO

[007] De acordo com um primeiro aspecto amplo, a presente invenção proporciona um aparelho para processar combustível reutilizável que compreende: uma montagem de suprimento contínuo de material; um alimentador de câmara de vácuo aquecida configurado para receber e processar continuamente o suprimento de material recebido no mesmo; um reator configurado para receber o material processado a partir do alimentador de câmara de vácuo aquecida; e um sistema de refinação de vapor configurado para processar vapor fornecido pelo reator. O aparelho pode compreender um sistema de descarte de carvão configurado para eliminar carvão a partir do reator. O aparelho também pode compreender um sistema de expansão térmica configurado para permitir uma expansão térmica do reator. Um sistema de resfriamento pode ser configurado para receber combustível processado a partir do reator.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Os desenhos anexos, que são incorporados ao presente documento e constituem parte deste relatório descritivo, ilustram modalidades exemplificadoras da invenção, e, juntas à descrição geral anterior e à descrição detalhada fornecida mais adiante, servem para explicar os recursos da invenção.

[009] A Figura 1 ilustra uma seção de reator para um aparelho de energia reutilizável de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0010] A Figura 2 é uma ilustração esquemática de um fluxo de processo de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0011] A Figura 3 ilustra uma vista montada de uma montagem de alimentador de prensa de bolsa de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0012] A Figura 4 ilustra uma vista explodida da montagem de alimentador de prensa de bolsa da Figura 2 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0013] A Figura 5 ilustra uma modalidade alternativa de uma montagem de alimentador de prensa de bolsa de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0014] A Figura 6 ilustra um sistema de condensação e resfriamento ciclônico de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0015] A Figura 7 ilustra uma vista montada, uma vista explodida e uma vista interna de ciclones B, C e D da Figura 6 de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0016] A Figura 8 ilustra uma vista montada, uma vista explodida e uma vista interna de um condensador de bobina de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0017] A Figura 9 ilustra uma vista montada e explodida de um sistema de resfriamento/condensação de ar forçado de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0018] A Figura 10 ilustra uma vista montada e parcialmente montada de uma unidade de purificador/borbulhador de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0019] A Figura 11 ilustra uma vista montada e explodida de um tanque de coleta de combustível líquido principal e um tanque instantâneo para remoção de gases de hidrocarboneto de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0020] A Figura 12 é uma vista esquemática do fluxo de processo do processo de condensação/resfriamento de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0021] A Figura 13 ilustra uma montagem de unidades de queimador tendo um tipo concha exemplificador de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0022] A Figura 14 ilustra uma montagem de reator exemplificadora de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0023] A Figura 15 ilustra um queimador exemplificador projetado como uma unidade de queimador de gás duplo de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0024] A Figura 16 ilustra trados exemplificadores utilizados em um alimentador de câmara de vácuo aquecida de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0025] A Figura 17 ilustra uma vista explodida e uma vista montada de um alimentador de câmara de vácuo aquecida exemplificador de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0026] A Figura 18 ilustra uma vista montada e uma vista explodida de um separador de carvão de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0027] A Figura 19 ilustra um sistema de descarga de carvão de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0028] A Figura 20 ilustra uma montagem de movimento ou montagem de transporte para proporcionar expansão térmica de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0029] A Figura 21 ilustra tipos de transportador parafuso do sistema descrito de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0030] A Figura 22 é uma representação gráfica exemplificadora que lista a porcentagem de componentes em uma amostra de pirólise plástica de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Definições

[0031] Quando a definição de termos divergir do significado comumente usado do termo, o requerente pretende utilizar as definições fornecidas abaixo, exceto onde especificamente indicado.

[0032] Deve-se compreender que a descrição geral anterior e a descrição detalhada a seguir são exemplificadoras e explicativas somente e não são restritivas de qualquer matéria reivindicada. Neste pedido, o uso da forma no singular inclui a forma no plural exceto onde especificamente declarado em contrário. Deve-se notar que, conforme o uso no presente relatório descritivo e nas reivindicações anexas, as formas no singular “um,” “uma”, “o” e “a” incluem os referentes no plural, exceto onde o contexto ditar claramente em contrário. Neste pedido, o uso de “ou” significa “e/ou” exceto onde declarado em contrário. Adicionalmente, o uso do termo “incluindo” bem como outras formas, como “incluir”, “inclui,” e “incluído(a),” não é limitante.

[0033] Para os propósitos da presente invenção, o termo “compreender”, o termo “ter”, o termo “incluir,” e suas variações são destinados a serem abrangentes e significam que podem existir elementos adicionais diferentes daqueles elementos listados.

[0034] Para os propósitos da presente invenção, os termos direcionais como “topo,” “fundo,” “superior,” “inferior,” “acima,” “abaixo,” “esquerda,” “direita,” “horizontal,” “vertical,” “para cima,” “para baixo,” etc., são usados meramente por conveniência em descrever várias modalidades da presente invenção. As modalidades da presente invenção podem ser orientadas de várias formas. Por exemplo, os diagramas, aparelhos, etc., mostrados nas figuras podem ser girados, rotacionados em 90° em qualquer direção, invertidos, etc.

[0035] Para os propósitos da presente invenção, um valor ou propriedade “se baseia” em um valor particular, propriedade, a satisfação de uma condição, ou outro fator, se tal valor for derivado realizando-se um cálculo matemático ou decisão lógica usando tal valor, propriedade ou outro fator.

[0036] Para os propósitos da presente invenção, deve-se notar que para proporcionar uma descrição mais concisa, algumas das expressões quantitativas dadas no presente documento não são qualificadas pelo termo “cerca de.” Compreende-se que se o termo “cerca de” for usado explicitamente ou não, cada quantidade dada no presente documento é destinada a se referir ao valor dado real, e também é destinada a se referir à aproximação do dado valor que seria razoavelmente inferido com base em uma habilidade comum na técnica, incluindo aproximações devido às condições experimentais e/ou de medição para o dado valor.

[0037] Para os propósitos da presente invenção, o termo “temperatura do ar ambiente” se refere, em geral, à temperatura do ambiente circundante e mais particularmente à temperatura do ambiente circundante do sistema de condensação e resfriamento ciclônico descrito.

[0038] Para os propósitos da presente invenção, o termo “borbulhador” se refere a um aparelho que direciona o fluxo de gás abaixo de um líquido no qual bolhas de gás através de um líquido para filtrar, purificar e/ou dissolver gases prejudiciais/poluentes. Além disso, o borbulhador pode servir como um pára- chamas posterior ou um regulador de pressão posterior.

[0039] Para os propósitos da presente invenção, o termo “condensador de bobina” se refere a um tubo bobinado utilizado como o meio de troca de energia básico entre um vapor a ser condensado e um líquido a ser condensado. Os líquidos circundantes típicos que podem ser utilizados para alcançar pontos de congelamento inferiores ou inibir acúmulo de ferrugem podem incluir água ou água misturada com glicol.

[0040] Para os propósitos da presente invenção, o termo “resfriador” se refere a uma unidade de refrigeração externa usada para diminuir/reduzir a temperatura de um líquido usado na condensação a ser subsequentemente bombeada tal como através de um condensador de bobina.

[0041] Para os propósitos da presente invenção, o termo “resfriador de ciclone” se refere a um dispositivo de condensação de extração não elétrico que gira uma massa deem uma rotação ciclônica. Em aplicação, a rotação ciclônica pode incluir uma circulação interna rápida de massas de ar ao redor de um centro de baixa pressão.

[0042] Para os propósitos da presente invenção, o termo “configuração de conexão em série” se refere a uma montagem em que os componentes são conectados em sequência. A conexão sequencial pode incluir uma configuração em série de conexões de vários componentes em que um componente é conectado ao próximo componente em linha.

[0043] Para os propósitos da presente invenção, o termo “cobertura removedora de pedras” se refere a um dispositivo que separa objetos sólidos pequenos que entram em uma área prescrita. Em uma modalidade exemplificadora, a cobertura removedora de pedras pode ser configurada para evitar que objetos pesados como aço ou alumínio entre no funil de prensa de bolsa da modalidade descrita.

[0044] Para os propósitos da presente invenção, o termo “aleta” se refere a um componente delgado ou apêndice fixado a um corpo ou estrutura maior. Tipicamente, as aletas funcionam como quilhas que produzem sustentação ou empuxo, ou proporcionam a capacidade de direcionar ou estabilizar o movimento enquanto se desloca na água, ar, ou outro meio fluido. As aletas também são usadas para aumentar as áreas superficiais para propósitos de transferência de calor.

[0045] Para os propósitos da presente invenção, o termo “trocador de calor” se refere a um dispositivo projetado para transferir calor a partir de uma matéria para outra. Em aplicação, o trocador de calor pode ser utilizado para transferir calor entre um objeto sólido e um fluido (um líquido ou um gás), ou entre dois ou mais fluidos. Os fluidos podem ser separados (tal como por uma parede sólida) para evitar mistura ou podem estar em contato direto.

[0046] Para os propósitos da presente invenção, o termo “idêntico” se refere a ser similar em cada detalhe; exatamente similares.

[0047] Para os propósitos da presente invenção, o termo “ponto e fulgor” de um material volátil se refere à menor temperatura na qual vapores do material queimarão quando dados ou expostos a uma fonte de ignição.

[0048] Para os propósitos da presente invenção, o termo “fracionamento” se refere à separação de uma mistura de cadeias de hidrocarboneto em um grupo de cadeias de carbono ou fracionamentos.

[0049] Para os propósitos da presente invenção, o termo “nafta” se refere a qualquer dentre várias misturas líquidas inflamáveis altamente voláteis de hidrocarbonetos destilados a partir de petróleo, alcatrão mineral, e gás natural e usadas como combustível, como solventes, e na fabricação de vários produtos químicos. O mesmo também é denominado como benzina, ligroina, éter de petróleo, gasolina branca.

[0050] Para os propósitos da presente invenção, o termo “série” se refere a uma série de coisas dispostas uma após as outras em sucessão espacial ou temporal.

[0051] Para os propósitos da presente invenção, o termo “purificador” se refere a um dispositivo usado para remover e/ou dissolver poluentes indesejáveis a partir de um fluxo de gás ou de escape.

[0052] Para os propósitos da presente invenção, o termo “substancialmente” se refere a uma extensão grande ou significativa; para a maior parte; essencialmente.

[0053] Para os propósitos da presente invenção, o termo “craqueamento térmico” se refere a um processo usado para decompor cadeias de carbono de compostos de petróleo de modo que um composto de carbono desejado seja obtido. Esse processo pode envolver processos de alto calor, destilação, re- ebulição, e de resfriamento de energia intensiva.

Descrição

[0054] Muito embora a invenção seja suscetível a várias modificações e formas alternativas, uma modalidade específica da mesma foi mostrada a título de exemplo nos desenhos e será descrita em detalhes abaixo. No entanto, deve- se compreender que não se destina a limitar a invenção às formas particulares descritas, mas, ao contrário, a invenção serve para abranger todas as modificações, equivalentes e alternativas enquadradas no âmbito e escopo da invenção.

[0055] Esse pedido se refere ao processo pelo qual dejetos plásticos podem ser transformados em combustível através do uso de pirólise em um sistema que seja capaz de alimentar continuamente plástico triturado, bolsas plásticas, e outros dejetos plásticos em um aparelho de pirólise hermético a ar que não exige um catalisador para produzir combustível. O processo permite uma segregação contínua de combustível, descarga de carvão, bem como a coleta e uso de syngas gerado para fornecer um combustível por calor de processo.

[0056] Esse processo supera os problemas descritos anteriormente com os processos da técnica anterior devido a sua capacidade de manipular plástico pesado (por exemplo, plástico denso como uma lixeira de reciclagem) e plástico leve (por exemplo, plástico menos denso como bolsa de compras plástica) sem a necessidade de reconfigurar o equipamento, capacidade de operar em uso contínuo, e obter eficiências maiores de troca de calor. Um fluxo contínuo de plástico entrará no sistema com um fluxo contínuo de carvão sendo coletado e combustível sendo continuamente produzido. Pode-se gerar eletricidade a partir de qualquer syn-gas em excesso não usado pelos queimadores para aquecer o reator, reduzir os custos operacionais visto que não envolve um aquecimento em lote, resfriamento e limpeza do reator. O processo é uma operação de laço semifechado. Aplica-se calor externo na primeira hora e em meia hora a duas horas de processamento e pode estar sob a forma de gás natural, propano, diesel, e eletricidade. O termo é referido como o “Tempo de Inicialização”. Uma vez que a máquina tiver a capacidade de funcionar continuamente durante a fase de inicialização, a invenção é capaz de operar continuamente em seu próprio subproduto de gás. Esse gás é referido como “gás sintético” ou “syn-gas.”

[0057] No sistema descrito, syn-gas pode ser considerado um subproduto ou gás residual que é produzido quando um material plástico for termicamente craqueado em cadeias de carbono mais curtas. O processo descrito supramencionado produz líquidos condensados ou combustíveis (por exemplo, diesel e gasolina) e gás não condensável como um gás natural ou syn-gas. O syngas pode ser roteado de volta aos queimadores do sistema descrito para aquecer componentes do sistema conforme descrito no presente documento.

[0058] Voltando-se à Figura 1, ilustra-se uma seção de reator 100 para um aparelho de energia reutilizável. A seção de reator 100 emprega um alimentador de suprimento ou alimentador de prensa de bolsa 300 para alimentar material plástico no reator 1400 ao alimentador de câmara de vácuo aquecida 1700. O carvão é dissipado através de um sistema de descarga de carvão 1900. Os vapores produzidos dentro da seção de reator 100 podem continuar ao longo do reator e serem coletados através de uma torre separadora de cinza ou separador de carvão 1802.

[0059] Um queimador de gás duplo descrito na Figura 10 é capaz de usar gás comercial syn-gas produzido pelo sistema descrito como combustível de aquecimento. Válvulas solenoide alternativas descritas na Figura 10 em 1 e 2 permitem um controle de gás duplo.

SEPARADOR DE PRENSA DE BOLSA

[0060] Sabe-se que o processamento de materiais tipo plástico, tais como bolsas plásticas, em sistemas convencionais da técnica anterior é problemático. Por exemplo, devido à natureza de peso caracteristicamente leve dos materiais tipo plástico, existem dificuldades para processar e alimentar os mesmo em uma extrusora. Por exemplo, materiais de bolsa plástica possuem um peso não compactado extremamente baixo com uma média de 48 kg/m3(3 libras por pé cúbico) e, devido às características de peso leve supramencionadas, materiais de bolsa plástica têm uma tendência a se abrirem, flutuarem quando movidos e formarem uma ponte muito grande quando armazenados.

[0061] Logo, a técnica anterior não proporciona prontamente uma alimentação e um transporte contínuos de materiais plásticos aquecidos. Adicionalmente, a técnica anterior não proporciona facilmente sistemas para endereçar materiais plásticos reciclados para conversão em produtos de combustível refinado. Adicionalmente, os sistemas da técnica anterior provaram ser problemáticos em alcançar uma capacidade hermética a ar para alimentar e manipular materiais plásticos aquecidos para processamento subsequente. Portanto, há uma necessidade de produzir um aparelho de energia reutilizável mais eficaz que proporcione a capacidade de processar materiais tipo plástico em produtos de combustível utilizáveis e/ou reutilizáveis.

[0062] Os materiais de dejetos plásticos podem ser triturados e carregados, por exemplo, em um reator (por exemplo, um reator de pirólise). Aplicar calor superior a 350 graus Celsius fará com que o material plástico triturado derreta e se vaporize. Em última análise, um reator a montante pode utilizar contrapressão para auxiliar no craqueamento térmico de cadeias de carbono presentes no material plástico para produzir um combustível refinado ou combustível reutilizável para uso subsequente.

[0063] O presente pedido se refere a um aparelho que pode ser parte de uma unidade de processamento de combustível reutilizável. Em uma modalidade descrita, uma montagem de aparelho pode ser usada para alimentar material plástico em uma unidade de processamento de combustível reutilizável incluindo uma alimentação pneumática tendo um soprador como uma fonte de potência. Deve-se reconhecer que o soprador pode ser acionado pelo calor usado para derreter e vaporizar o plástico triturado. A montagem também pode incluir uma saída de ar em tela, uma pluralidade de trados de prensa, um sistema transportador por aperto, uma cobertura removedora de pedras, uma tremonha de recepção, indicadores nível alto e baixo, aríete, entrada parafuso de prensa, cilindro de ar pneumático, entrada de prensa de bolsa, saída, e monitor de ampère. A alimentação pneumática pode ser configurada para mover o material plástico em uma taxa fixa ao receptor de alimentação de prensa. O soprador é usado como uma fonte de potência onde o ar proveniente do soprador é puxado através de uma cobertura em tela. A saída de ar em tela pode ser substancialmente configurada como o mesmo formato idêntico que o corpo de prensa de bolsa. Os trados parafuso de prensa limpam a tela à medida que giram seguindo o fluxo de ar através da prensa de bolsa, aríete e receptor. Um sistema receptor de aperto coleta materiais plásticos soltos, tais como bolsas plásticas, e os comprime em uma cobertura removedora de pedras (tendo um corpo comparativamente grande) permitindo que os materiais plásticos comprimidos (por exemplo, bolsas plásticas) se expandam quando dispostos dentro da cobertura removedora de pedras. Os materiais plásticos (por exemplo, bolsas plásticas) são transportadas em uma tremonha de recepção ativando, assim, um indicador de nível e iniciando um mecanismo de aríete. O aríete atua como uma porta de corte de ar que empurrará o material em uma entrada parafuso de prensa. Uma vez que o aríete começar a se mover, o transportador por aperto para, evitando, assim, que material entre na tremonha de recepção. Logo, o aríete também atua como uma porta de corte. Em uma modalidade descrita, o aríete é empurrado por um cilindro pneumático a ar em direção à entrada de prensa de bolsa. O aríete pode ser configurado para que seja maior que a abertura receptora e projetado com substancialmente a mesma face correspondente igual que as trados parafuso de prensa. Detalhes completos das modalidades descritas serão proporcionados abaixo.

[0064] Voltando-se à Figura 3, uma montagem de alimentador de prensa de bolsa 300 descrita pode ser empregada como parte de uma unidade de processamento de combustível reutilizável que seja prontamente configurada para alimentar continuamente materiais plásticos reciclados e aquecer os mesmos para um processamento subsequente em uma fonte de combustível, conforme descrito abaixo. A Figura 4 ilustra uma vista explodida 400 da montagem de alimentador de prensa de bolsa 300 de acordo com uma modalidade descrita.

[0065] Os materiais tipo bolsa plástica são conhecidos por serem difíceis de processar em sistemas convencionais da técnica anterior devido à natureza de peso inerente leve de seu projeto de material. Tais materiais de bolsa plástica podem possuir um peso não compactado extremamente baixo com uma média, por exemplo, de aproximadamente 48 kg/m3 (3 libras por pé cúbico). Adicionalmente, esses materiais supramencionados podem ter uma tendência a se abrirem, flutuarem quando movidos e formarem uma ponte muito grande quando armazenados. As modalidades do projeto descrito endereçam e solucionam problemas anteriores relacionados ao transporte, recepção, armazenamento e alimentação de bolsas plásticas conforme descrito anteriormente.

[0066] A montagem de alimentador de prensa de bolsa descrita pode ser construída a partir de uma variedade de materiais. Aço de carbono pode ser tipicamente empregado no projeto descrito, mas outras ligas podem ser aplicadas caso seja necessário por determinadas condições. Aço inoxidável ou alumínio também pode ser empregado em um projeto de construção. Voltandose às Figuras 3 e 4, o projeto da montagem de alimentador de prensa de bolsa 300 permite que materiais leves sejam coletados e compactados em um material de densidade maior. A entrada 402 da unidade é tangencial para ajudar a permitir uma separação do ar de transporte a partir do material. Eliminar ar de dentro do projeto descrito é importante para remover ou reduzir drasticamente oportunidades para combustão em um ambiente de trabalho inflamável.

[0067] O material plástico sendo coletado na tremonha de recepção 304 é construído a um ponto que uma fotocélula indicará o nível do material. Esse indicador transmitirá um sinal a um controlador para parar o fluxo de material quando a capacidade for indicada. Em uma modalidade descrita, uma prensa de aríete é configurada para empurrar material a partir da tremonha de recepção 304 em uma câmara de prensa 308, visto que o material é rebaixado abaixo da fotocélula, mais material é transportado na tremonha de recepção 304.

[0068] O material plástico pode entrar em uma rotação em sentido horário ou em sentido anti-horário com base em um projeto necessário. À medida que material plástico entra e circula na seção superior do receptor, o mesmo cai, devido à gravidade, na seção inferior. Essa seção é projetada para permitir que um material caia continuamente e não faça ponte. O diâmetro superior é menor que a área de descarga de base criando uma parede negativa que força quaisquer materiais que se dilatariam e induziriam uma ponte a ser empurrada em uma direção a jusante seguindo o formato de parede lateral.

[0069] Abaixo da tremonha de recepção descrito na Figura 3 em 304 encontra-se um invólucro quadrado forrado com polietileno com peso molecular ultra-alto (UHMW) ou plástico de baixo atrito, que tem um aríete de preenchimento de vão 414 (Figura 4) no interior. Em uma modalidade descrita, o invólucro é configurado como uma geométrica quadrada. O dispositivo de aríete 414 é acionado por um cilindro pneumático a ar 416. O dispositivo de aríete 414 ou plugue, se desloca dentro do forro de polímero 418 em uma direção linear. A câmara 308 tem um formato prescrito (por exemplo, um perfil de formato genericamente quadrado) com barras de suporte externas e flanges de conexão correspondentes ou flanges de vedação 424 e um flange de entrada 422. Um forro de polímero, UHMW ou náilon, é usado para reduzir o arrasto do plugue de aríete 414 à medida que é empurrado.

[0070] Um cilindro de ar 416 é montado a uma armação de suporte na cauda da câmara descrita na Figura 4 em 308. A outra extremidade do cilindro de ar é conectada dentro do plugue de aríete 414, por exemplo, a uma placa que corresponde ao perfil do trado. A extremidade de apoio da câmara 308 é vedada para evitar vazamento de ar com uma placa de vedação 426. Vedando-se a câmara, permite-se que um movimento de ar entre na tremonha de recepção na porta de entrada de produto 402, através da câmara 308, através do corpo de prensa, e, então, através da cobertura de transição de descarga de ar 318 e em uma ventoinha que pode ser localizada remotamente.

[0071] O movimento do plugue de aríete 414 desliza além da abertura descrita em 420, permitindo que material caia a partir da tremonha de recepção 304 na câmara 308 através do flange de conexão de abertura 422. O plugue de aríete 414 é puxado para a parte traseira da câmara 308 que permite que um volume maior de material caia na frente do aríete a ser subsequentemente guiado e empurrado no dispositivo de prensa. O cilindro pneumático 416 se estende e empurra o plugue de aríete 414 em uma abertura 404 do alimentador de prensa de bolsa 322.

[0072] O alimentador de prensa de bolsa 322 consiste em um corpo de prensa ou corpo duplo vertical 324 com um flange de entrada correspondente 404 e uma cobertura de transição de descarga 318. O alimentador de prensa de bolsa 322 se conecta a uma armação de suporte descrita em 310 e a um funil inferior que compreende redutores excêntricos de fenda sendo que todos podem ser soldados para corresponderem ao corpo e ao flange de descarga de diâmetro único. Dentro do corpo de prensa 324, trados com filetes duplos em contra rotação 408, 410 podem ser dispostas. Os trados 408, 410 são configuradas para receberem e pegarem material de entrada e manipularem o mesmo para empurrar o material ao funil inferior.

[0073] Os trados 408 e 410 ficam situadas em um tambor medindo aproximadamente 35,56 centímetros (quatorze polegadas) de diâmetro para cada trado com um material de filete parafuso pesado soldado solidamente ao redor do tambor. O tambor é projetado como um cone afunilado inferior para corresponder ao formato de corpo de prensa de bolsa. O eixo de transmissão em 412 é suportado e soldado através do tambor e se estende na caixa de engrenagens 314. Os trados 408 e 410 são construídas onde uma tem uma rotação à direita e a outra tem uma rotação à esquerda. Os trados à esquerda e à direita se sobrepõem. Devido ao fato de a sobreposição de trados 408, 410 atuar como mecanismos auto-limpantes enquanto empurram o material plástico para baixo na seção inferior do funil de alimentador de prensa de bolsa. A pressão dentro do alimentador de prensa de bolsa 322 aumenta à medida que material é forçado a partir da abertura grande no topo do alimentador de prensa de bolsa na abertura pequena inferior do alimentador de prensa de bolsa. Uma porta de acesso 326 é uma porta tipo plugue usada para manter o formato interno. O material plástico é puxado para a tremonha de recepção na entrada de produto 402 por uma ventoinha situada no lado posterior de uma cobertura de transição de saída de ar em tela 318.

[0074] Os trados principais 408 e 410 podem ser configuradas como trados estilo tambor. O conceito dos tambores consiste em ter uma circunferência grande evitando que materiais tipo bolsas plásticas se enrolem completamente ao redor do tambor. O projeto descrito, junto filetes de trados sobrepostos que contra rotacionam evita que o material se enrole ao redor dos trados de tambor 408, 410. A base dos trados de tambor tem dois filetes terminando com 180 graus de separação devido a filetes duplos. Devido ao fato de o tambor ter roscas flutuantes em ambos os lados que estão 180 graus separadas, a força de prensa para baixo não deforma a trado de tambor ao comprimir o material abaixo.

[0075] Conforme mais bem ilustrado na Figura 4, pode-se proporcionar um sistema de acionamento para conectar e controlar os trados 408 e 410. O sistema de acionamento pode incluir uma caixa de engrenagens ou mecanismo de transmissão 314 que pode ser acionado, por exemplo, por uma caixa de transmissão motorizada com engrenagem helicoidal ou transmissão de motor 312. O mecanismo de acionamento 314 pode ser mantido, por exemplo, dentro de um invólucro de transmissão. A partir de dentro do invólucro de transmissão existem eixos de transferência 434, engrenagens dentadas 436, vedações e mancais. O uso de diversas engrenagens dentadas 436 (por exemplo, quatro engrenagens dentadas) reduz o tamanho geral da caixa de engrenagens 314. Em operação, a diferença de linha central entre os dois trados 408, 410 exigiria que duas engrenagens grandes se encontrassem o meio, onde o uso das quatro engrenagens dentadas menores torna a caixa menor enquanto mantém a força igual em todos os eixos.

[0076] De modo correspondente, em uma modalidade descrita, uma alimentação pneumática é usada no projeto descrito para mover o material plástico em uma taxa fixa ao receptor de alimentação de prensa 304 e remover quaisquer objetos pesados. Um soprador padrão pode ser usado para a fonte de potência. O ar proveniente do soprador é puxado através de uma cobertura em tela 318 em um lado posterior de um corpo de prensa de material ou corpo de prensa de bolsa 320. Em uma modalidade descrita, a cobertura em tela 318 se afunila genericamente para dentro a partir de um ponto de conexão em uma transição de saída de ar em tela 402 pode ser configurado como o mesmo formato que o corpo de prensa de bolsa descrito em 99 criando um vão muito pequeno entre os trados 408 e 410 e a tela 402. Os trados 408 e 410 limpam a tela 402 à medida que gira, permitindo um fluxo de ar através da prensa de bolsa, aríete e receptor. A tela 402 mantém partículas de material plástico dentro do coro de prensa de bolsa 320 evitando, assim, que saiam na cobertura 318. No entanto, o projeto da tela 402 também permite um fluxo de ar através da prensa de bolsa no corpo de prensa de bolsa 320 e para fora através da cobertura 318 para eliminar e/ou reduzir consideravelmente um ambiente operacional de combustível.

[0077] Um sistema transportador, tal como um sistema transportador por apeto, pode ser empregado para coletar material plástico, tais como bolsas soltas, e as comprime em um tamanho que será alimentado em uma cobertura removedora de pedras 306. A cobertura removedora de pedras 306 tem um corpo grande e permite que o material de bolsa plástica comprimido se expanda um pouco uma vez disposto dentro da cobertura removedora de pedras. As bolsas são, então, transportadas na tremonha de recepção 304 no invólucro de aríete 308. As bolsas preenchem a tremonha de recepção 304 a um ponto fixo que ativa um indicador de nível. Isso iniciará o aríete 414 disposto abaixo para empurrar material na entrada parafuso de prensa 504. À medida que o aríete 414 começa a se mover, o transportador por aperto para de modo a evitar que material adicional entre na tremonha de recepção 304. O aríete 414 também atua como uma porta de corte de ar visto que cobre a abertura de tremonha de recepção 420. O receptor 304 tem m projeto de parede negativa. O material de entrada se expanda quando estiver dentro do receptor 304. O funil se torna maior à medida que se aproxima da entrada de aríete 420. O aríete 414 é empurrado por um cilindro pneumático a ar 416 à entrada de prensa de bolsa 504, e ao mesmo tempo corta o fluxo de material devido a seu formato visto que o corpo de aríete é maior que a abertura receptora 420 disposta acima do corpo de aríete. O aríete 414 pode ser configurado para ter uma face substancialmente idêntica com o mesmo formato e/ou tamanho dos trados parafuso de prensa 408 e 410 permitindo que material seja puxado no corpo de prensa descrito em 99. O material plástico é forçado para baixo dos trados 408 e 410 pelos filetes de metal 406. As modalidades descritas proporcionam um trado de filete à esquerda 408 e trado de filete à direita 410 no corpo de prensa 320.

[0078] Quanto mais material plástico, tais como bolsas plásticas, é coletado na prensa de bolsa, o material plástico é forçado para baixo e é compactado. À medida que material plástico (por exemplo, bolsas plásticas) se acumula dentro do corpo de prensa de bolsa 320, o material plástico é empurrado para baixo onde o diâmetro do funil se torna cada vez menor em direção a uma área de compressão na saída 328. O aumento no material e redução na área cria uma densidade maior de material plástico e cria uma vedação pressurizada.

[0079] A transmissão de motor de prensa de bolsa 312 pode incluir um monitor de ampère. O monitor de ampère pode ser ajustado em um nível prescrito para sinalizar quando a prensa de bolsa estiver cheia e na pressão correta. Dependendo do nível limiar do monitor de ampère, a transmissão de motor é controlada para operar ou não com base em um valor prescrito ou faixa de ampère. Quando o material for permitido descarregar, a pressão é reduzida na área de compressão na saída 328 e o computador pode ser inicializado para iniciar o processo de preenchimento enquanto continua a monitorar amperagem do motor.

[0080] Voltando-se à Figura 5, uma modalidade alternativa 510 de uma montagem de alimentador de prensa de bolsa 500 é mostrada em conexão ao reator 1400. Uma pressão de vácuo negativa é criada dentro do corpo de prensa de bolsa 320 para atrair o material plástico para dentro. De modo correspondente, o material plástico 502 é alimentado na entrada 504 por fluxo de ar 506. A configuração descrita recebe um fluxo de ar 506 na entrada 504 do corpo de prensa de bolsa 320 em direção ao trado 408 (410) e através da tela 402 e saída coberta 318.

[0081] Uma transição de saída de ar em tela 402 pode ser configurada como o mesmo formato do corpo de prensa de bolsa descrito em 99 criando um vão muito pequeno entre os trados 408 e 410 e a tela 402. Os trados 408 e 410 limpam a tela 402 à medida que giram, permitindo um fluxo de ar através da prensa de bolsa, aríete e receptor. A tela 402 mantém partículas de material plástico dentro do corpo de prensa de bolsa 320 evitando, assim, que as mesmas saiam através da tela 402 e da saída coberta 318. No entanto, o projeto da tela 402 também permite um fluxo de ar através da pensa de bolsa no corpo de prensa de bolsa 320 e para fora através da tela 402 e saída coberta 318 para eliminar e/ou reduzir consideravelmente um ambiente de abertura de combustível.

[0082] Pelo projeto, o material plástico 502 é compelido em direção à trado 408 (410) através do fluxo de ar 506 e a contrapressão criada dentro do corpo de prensa de bolsa 320. Quanto mais material plástico 502 é coletado no corpo de prensa de bolsa 320, o material plástico 502 é forçado na direção descendente 508 à medida que continua a comprimir. À medida que material plástico 502 se acumula dentro do corpo de prensa de bolsa 320, o material plástico 502 é empurrado para baixo onde o diâmetro do funil se torna cada vez menor em direção à saída. O aumento no material e redução na área cria uma densidade maior de material e cria uma vedação pressurizada.

SISTEMA DE CONDENSAÇÃO E RESFRIAMENTO CICLÔNICO

[0083] Designs existentes de sistemas de convenção geralmente exigem uma quantidade excessiva de espaço para acomodar a estrutura do sistema de resfriamento. Além disso, essas configurações de sistema de resfriamento convencional meramente produzem uma área superficial baixa dentro dos condensadores limitando, assim, sua eficiência. Adicionalmente, os designs supramencionados não permitem uma fácil ligação e comunicação de seus componentes tal como em um design de configuração de ligação em cadeia. Como resultado, a condensação de vapores de combustível utilizáveis e reutilizáveis pode não ser otimizada. De modo correspondente, designs da técnica anterior podem levar ao acúmulo de carvão e entupimento de tubos internos dentro do condensador reduzindo, assim, a eficácia do sistema.

[0084] Logo, há uma necessidade de produzir um sistema de resfriamento de troca de calor eficiente que proporciona a capacidade para otimizar vapores de combustível utilizáveis e reutilizáveis. Também há uma necessidade de proporciona sistemas aperfeiçoados que reduzem contaminantes sem empregar gastos adicionais de equipamento adicional (tais como fontes de calor externas, entrada elétrica ou aparelho de meio de resfriamento) para obter o mesmo.

[0085] O fracionamento inclui a separação de uma mistura de cadeias de hidrocarboneto em um grupo de cadeias de carbono ou fracionamentos. O craqueamento térmico é o processo usado por refinarias para decompor cadeias de carbono de compostos de petróleo de modo que o composto de carbono desejado possa ser obtido. Tipicamente, esse processo envolve processos de alto calor, destilação, re-ebulição, e de resfriamento de energia intensiva. O presente pedido descreve uma invenção que condensará um vapor produzido por um reator (por exemplo, um reator de pirólise). Desse modo, o sistema descrito utiliza um ciclone padrão; uma pluralidade de ciclones em cascata especializados com aletas de rotação ciclônica interna que força um vapor de entrada a manter uma quantidade fixa de rotação independente da velocidade do vapor, dissipadores térmicos que aumentam a condensação, aletas de reversão que forçam gases à direção inversa dentro do ciclone reduzindo a velocidade de vapor para aumentar a perda de calor; um tanque de coleta principal que permite o controle do ponto de fulgor de combustível; um resfriador de bobina de temperatura baixa compacto que usa 100 por cento da superfície de resfriamento que permite a produção de combustível de qualidade superior; e, borbulhadores/purificadores que produzem contrapressão no reator de pirólise.

[0086] A matéria descrita aperfeiçoa em tecnologia de troca de calor proporcionando-se um sistema de resfriamento de troca de calor eficiente que proporciona uma capacidade de otimizar vapores de combustível utilizáveis e reutilizáveis. Esses vapores podem ser capturados e utilizados em qualquer dispositivo capaz de funcionar em combustível gasoso tal como qualquer combustível de petróleo não condensável.

[0087] Além disso, a matéria descrita discutida no presente documento difere da técnica anterior visto que emprega aletas de rotação modificadas, dissipadores de calor de ciclone internos, direção de gás forçado reversa dentro de cada ciclone, a capacidade de controlar pontos de fulgor de combustível sem uma fonte de calor externa, separação dos combustíveis coletados sem uma fonte de calor externa, e resfriador de bobina de baixa temperatura compacto que usa cem por cento da superfície de resfriamento.

[0088] Adicionalmente, a matéria descrita emprega uma configuração de desenho de conexão em série de modo que a condensação de vapores combustíveis reutilizáveis seja otimizada. O sistema de condensação e resfriamento ciclônico descrito faz parte de uma tecnologia de energia reutilizável e projetos da técnica anterior levam a um acúmulo de carvão e entupimento dos tubos dentro do condensador reduzindo a eficácia.

[0089] Voltando-se à Figura 6, a matéria descrita se refere a um sistema de resfriamento que consiste em uma pluralidade de resfriadores de ciclone (por exemplo, um resfriador de ciclone padrão e um ou mais resfriadores de ciclone especializados) formando, assim, o sistema de condensação e resfriamento de ciclone 600 descrito. De acordo com as modalidades descritas, o resfriador de ciclone padrão pode ser considerado como sendo um resfriador de ciclone do primeiro tipo tendo uma primeira configuração, conforme explicado no presente documento. Um ou mais resfriadores de ciclone especializados podem ser considerados como sendo resfriadores de ciclone do segundo tipo. Logo, um ou mais resfriadores do segundo tipo podem ter uma segunda configuração substancialmente idêntica aos respectivos um ou mais outros resfriadores de ciclone do segundo tipo, conforme explicado abaixo. Ainda, o resfriador de ciclone do primeiro tipo tendo a primeira configuração é diferente dos resfriadores de ciclone do segundo tipo tendo a segunda configuração, conforme explicado abaixo.

[0090] A título de exemplo, um resfriador de ciclone padrão é descrito como A na Figura 6. Em uma modalidade exemplificadora, três resfriadores de ciclone especializados são ilustrados como B, C e D na Figura 6. Cada um dos resfriadores de ciclone especializados B, C e D tem um tipo ilustrado, por exemplo, na Figura 7. Uma modalidade exemplificadora do resfriador de ciclone padrão pode compreender uma primeira configuração. Uma modalidade exemplificadora dos resfriadores de ciclone especializados pode compreender uma segunda configuração, sendo que cada uma das segundas configurações é similar à outra, mas diferente da primeira configuração de resfriador de ciclone padrão. O sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600 descrito pode incluir um resfriador 630, um trocador de calor a ar 624, dois borbulhadores/purificadores líquidos 650, um tanque de retenção ou coleta de combustível líquido principal 664, e um tanque de expansão 638.

[0091] Em uma aplicação exemplificadora, um reator de pirólise processa material de dejeto plástico que pode ser triturado e carregado no mesmo. Aplicar um calor superior a 350 graus Celsius fará com que o material plástico triturado derreta e se vaporize. O reator a montante requer uma contrapressão para auxiliar no craqueamento térmico das cadeias de carbono presentes no material plástico. O sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600 pode ser empregado para produzir a contrapressão necessária pelo reator de pirólise. Essa contrapressão é alcançada devido ao atrito estático do cano e resfriadores de ciclone da matéria descrita além da pressão de coluna de água produzida nos borbulhadores/purificadores 650 (por exemplo, descritos na Figura 10).

[0092] Voltando-se à Figura 6, o primeiro resfriador de ciclone é ilustrado em 606. O primeiro resfriador de ciclone é um resfriador de ciclone padrão. Um resfriador de ciclone padrão consiste em uma seção de entrada, parede de corpo, cone para descarga e um tubo interno. Quando o vapor ou fluxo de gás entra no ciclone o mesmo gira ao redor do corpo e ao longo do cone, então, para cima através do tubo e para fora do ciclone. A quantidade de rotação no gás de entrada dita a quantidade de rotação e força centrípeta que se produz e partículas sendo transportadas com o gás. Essa força separa as partículas do gás e cai através do cone, então, para fora do ciclone. O gás gira e cai ao longo do cone, aumentando a velocidade e pressão devido a um diâmetro cada vez menor no cone. Essa ação acondiciona o fluxo de gás no fundo do cone e o força para se elevar e através do tubo interno, então, para fora do ciclone a próximo ciclone. As rotações do vapor dentro do primeiro resfriador de ciclone 606 se baseiam na velocidade do gás à medida que entra no primeiro resfriador de ciclone 606. Na matéria descrita, uma entrada de ciclone é descrita na Figura 6 em 602 e na Figura 7 em 602. A entrada 602 tem um diâmetro de cerca de 15,24 centímetros (6 polegadas) onde sua velocidade de entrada pode acomodar um vapor ou fluxo de gás de cerca de 985 metros (3.234 pés) por minuto com base na capacidade de taxa do reator de pirólise com base nos valores a seguir: aproximadamente 907 quilos (2.000 libras) de material plástico triturado processado por hora em cerca de 621°C (1.150 graus Fahrenheit). Visto que o reator de pirólise tem cerca de 7 por cento de taxa de carvão, o volume restante de plástico triturado processado (após o carvão ser removido) é cerca de 843 quilos (1.860 libras) por hora processado em um estado gasoso. O gás pesa 0,78 kg/m3(0,78 onças por pé cúbico). Logo, o resfriador de ciclone padrão 606 recebe gás em uma taxa de cerca de 17,98 m3(635 pés cúbicos) por minuto. Supõe-se que a temperatura ambiente seja cerca de 21°C (70 graus Fahrenheit) por propósitos de exposição à perda de calor.

[0093] O vapor permanece no primeiro resfriador de ciclone 606 durante cerca de 4 segundos. Isso permite uma perda de calor entre cerca de -16 e -13°C (3 e 8 graus Fahrenheit). O combustível coletado em um fundo 151a do primeiro resfriador de ciclone 606 contém cadeias de carbono que sejam C-28 ou maior. O primeiro resfriador de ciclone 606 também coleta partículas de carvão grandes que podem ter se deslocado no sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600. Essas partículas de carvão sairão do fluxo de vapor e serão depositadas ao funil de descarga no fundo 674 onde o mesmo se mistura com o combustível contendo cadeias de carbono que sejam C-28 e maiores. Essa mistura de combustível e carvão pode ser retornada e realimentada no reator de pirólise para um termocraqueamento adicional através de uma bomba de alta temperatura 676. Os vapores que saem do resfriador de ciclone padrão 606 estão se deslocando a uma velocidade de cerca de 982 metros (3.224 pés) por minuto e se deslocarão através de um cano de transição 608 por cerca de 2,9 segundos. Devido à parede delgada do cano de transição 608, a perda de calor do vapor à medida que o vapor se desloca através do cano de transição 608 será aproximadamente -16°C (2 graus Fahrenheit). Essa perda de calor reduz o volume de vapor de entrada do vapor que entra no segundo resfriador de ciclone 610.

[0094] Voltando-se à Figura 7, um corte transversal de resfriadores de ciclone especializados 610, 614 e 618 (segundo resfriador de ciclone, terceiro resfriador de ciclone e quarto resfriador de ciclone, respectivamente) da Figura 6 ilustra a estrutura interna dos resfriadores de ciclone especializados (610, 614 e 618) que força os vapores de gás a seguir uma trajetória ciclônica para maximizar o contato de vapor com o corpo externo do resfriador de ciclone (que é contíguo à temperatura ambiente) a fim de dissipar calor e efetuar condensação.

[0095] De modo correspondente, o segundo resfriador de ciclone 610 (Figuras 6 e 7) é um resfriador de ciclone especializado construído com uma configuração exclusiva diferente do resfriador de ciclone padrão/primeiro resfriador de ciclone 606. Conforme ilustrado na Figura 7, a segunda montagem de resfriador de ciclone 610 é ilustrada em uma vista montada 700, e vista explodida 702 e uma vista interna 704. O segundo resfriador de ciclone pode incluir uma porção de corpo 710 unida a um cone 150 em um estado montado final. Contrário ao resfriador de ciclone padrão, o segundo resfriador de ciclone tem componentes internos adicionais em uma disposição descrita da matéria descrita. De modo específico, em conexão, a porção de corpo 710 e o cone 150 alojam uma estrutura interna ou tubo interno que compreende uma estrutura de tubo externo 726 e uma estrutura de tubo interno 718. A estrutura de tubo interno pode ser considerada como um tambor carreador interno 720. A estrutura de tubo externo 726 tem uma cavidade 722. Em uma montagem final, a estrutura de tubo interno 718 é disposta dentro de uma cavidade 722 da estrutura de tubo externo 726. A estrutura de tubo interno 718 compreende uma cavidade 216 para acomodar gases concedidos através da mesma.

[0096] O corpo 728 da estrutura de tubo externo 726 inclui um primeiro conjunto de aletas de guinada 724 dispostas ao longo de sua parte externa em uma primeira direção rotacional, conforme descrito abaixo. Uma configuração de aletas de guinada 724 pode incluir uma configuração de aleta de rotação ciclônica interna. A estrutura de tubo interno 718 inclui um segundo conjunto de aletas de guinada 714 dispostas ao longo de sua parte externa atravessando em uma segunda direção rotacional. Uma configuração de aletas de guinada 714 pode incluir uma configuração de aletas de rotação ciclônica interna. Em uma modalidade, a segunda direção rotacional pode incluir uma direção de aleta rotacional ciclônica inversa ou oposta a aletas de guinada 724, conforme adicionalmente descrito abaixo.

[0097] Logo, em uma montagem final, a estrutura de tubo interno é disposta na cavidade 722 da estrutura de tubo externo 726 para formar uma montagem de tubo interno. A montagem de tubo interno é disposta, ainda, dentro da cavidade da porção de corpo unida 710 e cone 150. Na configuração de montagem final, um primeiro canal 738 é formado entre uma parte externa da estrutura de tubo externo 726 e a parte interna da porção de corpo 710. Adicionalmente, um segundo canal é formado entre uma parte externa da estrutura de tubo interno 718 e uma parte interna da estrutura de tubo externo 726 dentro da cavidade 722. As aletas de guinada 724 são dispostas dentro do primeiro canal 738 em uma primeira direção e as aletas de guinada 714 são dispostas dentro do segundo canal 740 na segunda direção, conforme discutido abaixo.

[0098] Nas modalidades selecionadas, a matéria descrita proporciona um segundo resfriador de ciclone 610 projetado com cerca de 48 metros (158 pés) de aletas de guinada 724. A distância entre as aletas de guinada 724 é cerca de 10,16 centímetros (4 polegadas) (a inclinação) com a largura do filete sendo cerca de 7,62 centímetros (3 polegadas). As aletas de guinada 724 podem ser projetadas tendo 12 rotações espirais com um raio externo de 91,44 centímetros (36 polegadas). As aletas 714 colocadas na estrutura de tubo interno 718 podem incluir 6 rotações espirais com a mesma inclinação e largura que as aletas de guinada 724. As aletas de guinada 724 são fixadas dentro do corpo 710 do segundo resfriador de ciclone 610 para forçar a quantidade de rotações de gases recebidos. Isso faz com que os gases entrem em contato com o corpo 710 uma quantidade fixa de vezes antes de entrar em um cone 150 disposto abaixo. O tempo de deslocamento através do segundo resfriador de ciclone 610 é cerca de 3,8 segundos na taxa de processo do reator de cerca de 907 quilos (2000 libras) de plástico triturado por hora. Há uma perda de calor no segundo resfriador de ciclone 610 devido ao atrito produzido pelas aletas 724 visto que as aletas atuam como dissipadores térmicos. À medida que os vapores resfriam, eles se condensam e perdem volume; a perda de volume reduz a velocidade do gás reduzindo sua velocidade e criando mais tempo de retenção. Isso auxilia em uma perda de calor adicional dentro dos resfriadores de ciclone. (A Figura 12 proporciona uma vista esquemática das perdas calculadas do sistema de resfriamento ciclônico restante para a matéria descrita.)

[0099] O terceiro resfriador de ciclone 614 (Figuras 6 e 7) é idêntico ao segundo resfriador de ciclone 610. De modo similar, o terceiro resfriador de ciclone 614 é um resfriador de ciclone especializado sendo construído com uma configuração exclusiva diferente do resfriador de ciclone padrão/primeiro resfriador de ciclone 606. O processo envolvido no terceiro resfriador de ciclone 614 é idêntico ao segundo resfriador de ciclone 610; terceiro resfriador de ciclone 614 sendo projetado e construído da mesma maneira que o segundo resfriador de ciclone 610. Em operação, os vapores deixam o segundo resfriador de ciclone 610 e se deslocam ao terceiro resfriador de ciclone 614 através do cano de transição 612. O processo de resfriamento continua reduzindo o volume do vapor e reduzindo a velocidade do vapor.

[00100] O quarto resfriador de ciclone 618 (Figuras 6 e 7) é idêntico ao segundo resfriador de ciclone 610 e ao terceiro resfriador de ciclone 614. De modo similar, o quarto resfriador de ciclone 618 é um resfriador de ciclone especializado sendo construído com uma configuração exclusiva diferente do resfriador de ciclone padrão/primeiro resfriador de ciclone 606. O quarto resfriador de ciclone 618 é projetado e construído da mesma maneira que o segundo resfriador de ciclone 610 e o terceiro resfriador de ciclone 102c. Em operação, os vapores deixam o terceiro resfriador de ciclone 614 e se deslocam ao quarto resfriador de ciclone 618 através do cano de transição 616. O processo de resfriamento continua reduzindo o volume do vapor e reduzindo a velocidade do vapor. Uma configuração de projeto do quarto resfriador de ciclone 618 pode permitir que o vapor deixe esse ciclone e entre em um tocador de calor de ar forçado 624 (vide as Figuras 6 e 9). Em um projeto exemplificador, o trocador de calor de ar forçado (condensador resfriado a ar) 624 tem uma área em corte transversal total de cerca de 1 m2(1600 polegadas quadradas) dentro dos tubos achatados ovais. Essa área superficial alta aumenta o tempo de reação e desacelera a velocidade do fluxo de gás restante para cerca de 45 metros (150 pés) por minuto e reduz o calor dramaticamente de aproximadamente 100 graus Celsius a 70 graus Celsius devido à temperatura do ar ambiente. Isso cria uma grande quantidade de condensação que é coletada dentro dos tubos achatados ovais 912 e deixada gotejar de volta no quarto resfriador de ciclone 618 disposto diretamente localizado abaixo. Esse combustível líquido de retorno, sucessivamente, resfria adicionalmente o vapor que deixa o terceiro resfriador de ciclone 614. O vapor se desloca através do trocador de calor de ar forçado 624 e é empurrado na bobina de resfriamentos resfriada do condensador de bobina 630 (Figuras 1 e 3) através do cano 628.

[00101] Voltando-se à Figura 8, ilustra-se uma configuração interna 802 e uma vista explodida 804 do condensador de bobina 630. O condensador de bobina 630 serve como uma unidade de condensação de cadeia de carbono curta. Em uma modalidade exemplificadora, o condensador de bobina 630 é um resfriador que é construído com seus tubos internamente bobinados de 2,54 centímetros (1 polegada) 810 que são submersos através de um tanque 816 de glicol resfriado. Os seis tubos redondos de aço inoxidável de 2,54 centímetros (1 polegada) de diâmetro estão sob a forma de um espiral. A espiral reduz o comprimento geral da tubulação de 2,54 centímetros (1 polegada) a partir de 18 metros (sessenta pés) onde fica contido em um aparelho que tem cerca de 1,5 metro (cinco pés) de altura. As seis bobinas são geralmente dispostas uniformemente entre si em um padrão circular. Isso cria uma distribuição uniforme dos gases fluentes dentro das bobinas. O formato espiral auxilia na desaceleração dos vapores de entrada pelo uso de pressão estática de guinada. Essas bobinas são fixadas através de uma placa de flange superior e inferior 832. Essa montagem é inserida em um invólucro de tambor 816 com flanges correspondentes 812 e 816. O invólucro de tambor 816 é carregado com um produto de glicol que atua como o meio para a troca de calor. O glicol permanece presente dentro desse tambor. Uma bobina de resfriamento 810 é introduzida no tambor que resfria o glicol. Sucessivamente, o glicol resfria a tubulação de 2,54 centímetros (1 polegada) que está transportando os vapores dentro.

[00102] A bobina de resfriamento 810 é fixada a um sistema de refrigeração padrão 686 (Figura 6) e permanece em malha fechada através do tambor de glicol 816. Os vapores passam através da bobina de resfriamento 810, permitindo que a condensação goteje na câmara de coleta 828. O vapor que não se transforma em condensação sai do condensador de bobina em 632 após o vapor circular o tambor de glicol. A conexão de flange 832 no fundo do tambor de glicol permite que o líquido vá para uma direção e o gás para outra. A câmara 824 entre o tambor de glicol e o invólucro é a localização de onde os vapores se deslocam à saída de gás em 632. Essa zona também observa a temperatura de glicol fora do tambor de glicol 816 para resfriar adicionalmente o vapor. O vapor condensado que sai do condensador de bobina 630 como um líquido é coletado em um tanque menor ou secundário 654 (Figura 6) e bombeado ao armazenamento.

[00103] O condensador de bobina 630 é projetado com conexões de flange aparafusadas para acesso e serviço a todos os componentes desse equipamento. Cada resfriador de ciclone e o resfriador de bobina tem um tanque ou funil de coleta abaixo do mesmo (Figura 6 em 674, 660, 658 e 656). No caso dos resfriadores de ciclone, o funil de descarga de coleta (Figura 6 em 674, 151b, 151c e 151d) tem uma porta de drenagem, uma conexão de acoplamento de indicador de nível (Figura 6 em 668) e uma porta de saída de combustível (derramamento) (Figura 7 em 732). O derramamento 732 permite que o acúmulo de combustível coletado seja descarregado em um tanque de retenção observado.

[00104] Os primeiros três resfriadores de ciclone 606, 610 e 614 descarregam em um primeiro tanque de retenção também considerado como o tanque de retenção principal 664 através das válvulas esféricas de controle 662 (Figuras 6 e 11). O quarto ciclone 618 descarrega em um segundo taque de retenção ou menor também considerado como o tanque secundário 654 que fica situado abaixo da bobina de resfriamento do condensador de bobina 630. De acordo com a matéria descrita, o tanque secundário ou menor 654 recebe os combustíveis coletados mais leves e mais frios. Os combustíveis coletados mais leves ou mais frios podem incluir cadeias de carbono mais leves ou mais curtas (isto é, gasolina, nafta) opondo-se ao diesel que tem cadeias de carbono mais longas. O tanque de retenção principal 664 coleta combustíveis aquecidos mais pesados (isto é, os combustíveis tendo um ponto de ebulição mais alto). As modalidades descritas proporcionam que um tanque de retenção principal 664 coleta os combustíveis aquecidos mais pesados como sendo abastecidos a partir dos resfriadores de ciclone 606, 610 e 614. Combustíveis em temperaturas maiores são considerados como aqueles combustíveis tendo pontos de ebulição maiores e pontos de fulgor maiores, por exemplo, acima de 40 graus Celsius. Embora os primeiros três resfriadores de ciclone 606, 610 e 614 coletem combustíveis em temperaturas mais altas, alguma quantidade de combustível leve (como benzeno) também pode ser coletada. Os combustíveis mais leves irão vaporizar a partir do calor dos combustíveis de retenção dentro do tanque de retenção principal 664 e desvia a coluna de tanque 678. Uma bomba 680 situada no topo da coluna de expansão 678 puxará esses vapores a partir do tanque de retenção principal 664 antes que possam ser recondensados e os forçará no condensador de bobina 630. Isso permite a coleta de combustível de qualidade maior no tanque de retenção principal 664 elevando-se o ponto de fulgor no combustível coletado. Os resfriadores de ciclone A, B, C, D descritos todos funcionam juntos para coletar combustíveis tendo uma faixa de estrutura de cadeia carbono em carbono. De acordo com as modalidades descritas, a configuração do sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600 permite que combustíveis aquecidos mais pesados sejam coletados pelos resfriadores de ciclone A, B, C e D enquanto o combustível mais leve é capaz de ser coletado no condensador de bobina 630.

[00105] Os gases resfriados deixam o condensador de bobina 630 e se deslocam a dois tanques borbulhadores 650 que são conectados em sequência através da conexão de cano 141. Esses tanques têm um cano estendido a partir da porta de entrada que fica submersa sob a linha de água líquida da Figura 10 em 1014. Esse cano submerso 1014 causa uma contrapressão ao sistema pela resistência do líquido no tanque borbulhador. Essa é referida como a pressão de coluna de água. Utilizando-se dois tanques para alcançar a pressão de coluna de água, a altura pode ser dividida. Esses tanques borbulhadores podem conter diferentes componentes líquidos conforme necessário para remover quaisquer contaminantes nos vapores restantes. Conforme ilustrado na Figura 10, o primeiro tanque é projetado para manter água e é equipado com um indicador de nível 1022 e um medidor de PH 1024 para monitorar a condição da água. Utiliza-se água para remover enxofre e o acúmulo de enxofre indicará uma alteração no PH. O segundo borbulhador contém soda cáustica. O mesmo irá capturar qualquer gás de cloro nos vapores. Esse tanque também tem um medidor de PH 1024 e também é equipado com um indicador de nível 1022 e o sensor de nível.

[00106] O último tanque no sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600 é um tanque de expansão padrão 638. O tanque de expansão 638 também é projetado para capturar quaisquer gotículas líquidas que possam se deslocar através do sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600. Sensores e indicadores de pressão monitoram a pressão de reator a partir desse ponto no sistema.

[00107] Em operação, à medida que os gases são recebidos dentro do sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600 descrito, as modalidades da matéria descrita forçam rotações dos gases através do sistema. Através de rotação, os gases quentes perderão calor a partir da perda de termocontato com a parede de corpo externo 710. De acordo com o projeto da matéria descrita, os gases de entrada são canalizados ao longo do primeiro canal 738 em uma direção proporcional a uma primeira direção rotacional habilitada por aletas de guinada 724 e até o segundo canal 740 proporcional a uma segunda direção rotacional obrigatória pela colocação de aletas de guinada 714. Em uma modalidade exemplificadora, a segunda direção rotacional pode incluir uma direção rotacional inversa a partir da primeira direção rotacional. Antes de atravessar o segundo canal 740, as modalidades da matéria descrita permitem que gases acondicionem geralmente no fundo do cone 730 como um ciclone padrão mediante o qual eles são forçados a inverterem a direção rotacional antes de entrar no tubo interno (isto é, a estrutura de tubo externo 726 e a estrutura de tubo interno 718). Isso adiciona à separação de partícula, porque os gases entram em uma parada completa antes de inverter a direção, permitindo que as partículas saiam do fluxo de gás. Então, o projeto usa o ciclone como um separador e um resfriador/condensador. À medida que gases quentes perdem calor, a condensação é coletada na área de resfriamento. Controlando-se o tempo de permanência do gás dentro do ciclone, pode-se alcançar uma temperatura de condensação fixa. Controlando-se essa temperatura, o combustível pode ser destilado em grupos de cadeia c entre um grupo de ciclones.

[00108] As modalidades do sistema de condensação e resfriamento ciclônico descrito proporcionam quatro resfriadores de ciclone em série (Figura 6 em 606, 610, 614 e 618). O primeiro resfriador de ciclone 606 coleta as partículas maiores e combustíveis de cadeia de carbono superior somente. Os próximos três resfriadores de ciclone 610, 614 e 618 separam os graus de combustível (por exemplo, gasolina, petróleo, líquido derivado para combustível) com base em temperaturas de condensação. Os combustíveis separados têm temperaturas que induzem a vaporização dos combustíveis para queimar quando exposto a uma chama aberta. Esse processo é referido como um ponto de fulgor. Quanto mais inferior for o número de cadeia de carbono no combustível, menor será a temperatura do combustível líquido, que fará com que o combustível queime. Essa temperatura será referida como o “indicador de fulgor de rendimento” (YFI). A fim de aumentar o YFI, a remoção das cadeias de carbono mais leves pelo uso de calor é necessária.

[00109] Cada ciclone coleta vapor em uma temperatura menor que aquela antes no fluxo de gás criando seu próprio valor de YFI. Dentro do tubo interno da Figura 7 em 728 encontra-se um conjunto invertido de aletas 714 conectadas a um tambor de filtro 720 dentro do tubo. A descarga de cada resfriador de ciclone tem um funil, ou tanque de descarga 151 para armazenar combustíveis condensados. Cada funil pode ser direcionado a um tanque de retenção por válvulas esféricas selecionadas. Um indicador de nível 668 é usado para iniciar a descarga dos combustíveis coletados. O funil de coleta também tem uma válvula de drenagem (Figura 6 em 662) para uso de limpeza.

[00110] O último resfriador de ciclone, o quarto, na série (Figura 6 em 618) terá um trocador de calor de contato a ar 624 para garantir um resfriamento ambiente completo. Esse trocador de calor 624 condensa o último dos combustíveis de temperatura ambiente e goteja de volta através do ciclone, atuando como um refluxo e resfriamento para o ciclone. Então, os vapores restantes passam através de um resfriador tipo bobina 630 através de um cano de conexão 628. Esse é um conjunto de cinco bobinas (Figura 8 em 810), por exemplo, com média de 19 metros (65 pés) em comprimento reto cada e enrolados entre si em um espaçamento uniforme. As bobinas 810 são ajustadas dentro de um tubo carregado com glicol 816 para resfriamento. Esse glicol é resfriado com bobinas refrigeradas 826 a partir de um compressor de ar- condicionado e controlado para manter a temperatura ade ponto de ajuste. Os vapores de entrada que entram no condensador de bobina 630 na entrada 820 se condensarão e gotejarão fora do invólucro resfriador 828. Então, os vapores aparecem a partir do fundo das bobinas e se deslocam para a saída de gás 822. Na trajetória até essa porta de saída, os gases são novamente expostos à parede fria (Figura 8 em 824) da câmara de glicol (Figura 8 em 816). Isso cria uma eficácia de 100% de uso da câmara de resfriamento. Os gases restantes são considerados não condensáveis em temperatura ambiente. Esse gás é referido como syn-gas.

[00111] O syn-gasé, então, passado através de dois conjuntos ou borbulhadores/purificadores 650. O primeiro é carregado a um ponto fixo com água. Essa água atua como um dispositivo de contrapressão, um dispositivo supressor de chama e um purificador. Junto ao C4, hidrogênio e outros gases que constituem o syn-gas, alguns gases indesejados também se deslocam com o syngas ocasionalmente. Sem um bom controle dos plásticos que entram no reator, cloro e enxofre podem ser introduzidos. O primeiro borbulhador captará o enxofre na água produzindo um ácido dibásico fraco, SO2 + H2O=H2SO3.

[00112] O próximo borbulhador também atua como um dispositivo de contrapressão, supressor de chamas e purificador. Nesse momento, carrega-se com soda caustica ao cloro esfoliante. CI+NaOH=NaClO ou sal e água. Os borbulhadores 650 também são equipados com um controle de nível 1022, logo, o nível dos líquidos borbulhantes é monitorado bem como um medidor de PH 650 em 1024 para indicar a condensação os líquidos de borbulhamento/purificação.

[00113] Nesse momento, o syn-gasestá pronto para ser usado. Logo, as modalidades da matéria descrita proporcionam um meio aperfeiçoado para capturar e processar gás em excesso para uso em qualquer dispositivo capaz de funcionar em combustível gasoso, isto é, combustíveis de petróleo não condensáveis. De modo correspondente, os queimadores para sistemas tipo reator são capazes de utilizar o combustível da matéria descrita. O syn-gas também pode ser usado para acionar um gerador que pode acionar o sistema elétrico do reator. O último item no sistema de resfriamento é um tanque de acabamento. Esse tanque atua como uma coleta de gotas caso quaisquer líquidos se desloquem além dos borbulhadores. O mesmo também serve como um tanque de expansão para o syn-gas. Quando a pressão dentro desse tanque estiver em um ponto de ajuste, permite-se que o gás seja usado.

[00114] Voltando-se a uma construção de projeto exemplificador do sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600, as modalidades descritas podem consistir em quatro ciclones, dois tanques de combustível, um radiador resfriado a ar, um condensador de bobina resfriado com glicol, dois borbulhadores, e um tanque de expansão todos fixados a uma armação de aço estrutural. O resfriador de ciclones pode ser construído a partir de um material de aço inoxidável de calibre 10. Esse material é selecionado devido a sua capacidade de suportar a pressão interna do reator enquanto permite que o calor passe através do metal, resfriando o gás de entrada. Os resfriadores de ciclone consistem em uma entrada percorrida, uma seção de corpo em flange, um tubo interno com aletas de rotação fixas, um defletor interno com aletas de rotação inversa, um cone aparafusado com coxins de suporte, e um funil de descarga com uma porta de saída.

[00115] As aletas de rotação interna são soldadas a um lado do tubo de ciclone permitindo que o líquido condensado se desloque através das aletas ao funil de descarga. O tubo interno também tem um cone inferior para continuar o vapor para pressurizar dentro do ciclone. Dentro do tubo interno há um tambor de cone que atua como um defletor. Esse defletor também tem aletas de rotação soldadas a um lado. O defletor de tambor de cone tem um topo inclinado para permitir a drenagem de qualquer condensação que possas ocorrer dentro. As portas de descarga de entrada e saída de gás têm uma conexão de flange. O fundo do cone é equipado com um acoplamento que atua como um indicador de nível. O fundo de cone tem uma parte de descarga com uma ponta no flange para rotação e conexão ao funil de descarga. O funil de descarga tem um ponto de drenagem, duas portas de saída e o acoplamento indicador de nível.

[00116] Os resfriadores de ciclone (A, B, C e D) são canalizados em uma configuração de conexão em série. A tubulação usada entre os resfriadores de ciclone está dentro do cano de aço inoxidável de parede delgada 10 com flanges de ANSI 150. Esse cano é inclinado a partir de um resfriador de ciclones ao próximo e declive para drenar qualquer vapor de condensação. O último resfriador de ciclone na configuração de conexão em série tem um trocador de calor resfriado a ar conectado ao flange de descarga superior. Esse trocador de calor resfriado a ar reduz a temperatura de vapor restante e permite que o líquido condense e retorne ao último ciclone onde o mesmo entra no funil de descarga. Esse trocador de calor resfriado a ar é construído a partir de uma tubulação com formato oval. A tubulação com formato oval é soldada à placa de vedação superior e inferior, aberturas na placa de vedação são soldadas à tubulação com formato oval para permitir que vapores passem através da parte interna da tubulação. O invólucro circunda a seção de tubulação e se conecta a uma câmara de entrada e câmara de descarga de gás. A ventoinha é conectada ao invólucro de seção de tubo. Essa parte do sistema usa ar ambiente e o força através das partes externa da tubulação para reduzir a temperatura de vapor interna.

[00117] Os tanques de combustível podem ser construídos a partir um cano de ano inoxidável 40 de parede pesada com as extremidades do cano e portas de conexão conforme a necessidade de preencher e descarregar os combustíveis de entrada. O topo do tanque principal 664 tem uma coluna de expansão para permitir que vapores leves sejam removidos dos líquidos coletados abaixo. O segundo tanque 654 é um tanque de retenção padrão com conexões de entrada e saída mais um acoplamento para indicação de nível. O tanque grande 664 é construído para permitir um armazenamento de combustível em alta temperatura e coleta a partir dos primeiros três ciclones. O tanque menor 654 receberá combustíveis em baixa temperatura e é usado para coletar combustível a partir do último ciclone e o condensador de bobina.

[00118] Após os vapores deixarem o trocador de calor resfriado a ar 624 os mesmos entram em um condensador de bobina resfriado 630. O condensador de bobina fica localizado acima do tanque de combustível pequeno 654. O condensador consiste em seis tubos redondos de aço inoxidável com 2,54 centímetros (1 polegada) de diâmetro que foram laminados em um espiral. O espiral reduz o comprimento geral da tubulação de 2,54 centímetros (1 polegada) a um décimo do comprimento. O formato espiral também auxilia na desaceleração dos vapores de entrada pelo uso da pressão estática de guinada. As bobinas são fixadas através de uma placa de flange superior e inferior. Essa montagem é inserida em um invólucro de tambor com flanges correspondentes. O invólucro de tambor é carregado com um produto de glicol que atua como um meio para a troca de calor. O glicol permanece residente dentro desse tambor. Uma bobina de resfriamento é introduzida no tambor que resfria o glicol. Sucessivamente, o glicol resfria a tubulação de 2,54 centímetros (1 polegada) que resfria os vapores dentro. A bobina de resfriamento é fixada a um sistema de refrigeração padrão e permanece em malha fechada através do tambor de glicol. Os vapores que passam através das bobinas de 2,54 centímetros (1 polegada), se resfriam, logo, o condensador de bobina permite que a condensação produzida para gotejar ao fundo na câmara de coleta, saindo do dispositivo. A conexão de flange especial no fundo do tambor de glicol permite que o líquido vá para uma direção e o gás para outra. A câmara entre o tambor de glicol e a parte externa está onde os vapores restantes se deslocam. Essa zona também é resfriada pelo glicol, logo, se beneficia de um resfriamento duplo. O condensador de bobina é projetado com conexões de flange aparafusadas e serve todos os componentes desse equipamento.

[00119] Os gases resfriados saem do condensador de bobina, então, se deslocam através de dois tanques borbulhadores 650. Esses tanques têm um cabo estendido a partir da porta de entrada que fica submersa sob a linha de água líquida. Esse cano submerso induz uma contrapressão ao sistema pela resistência do líquido no tanque borbulhador. Isso se refere à pressão de coluna de água e utilizando-se dois tanques a altura pode ser dividida entre cada um. Um exemplo é se uma contrapressão de coluna de água total for 152,4 centímetros (60 polegadas) em um borbulhador e 127 centímetros (50 polegadas) no segundo borbulhador, cria-se um total de 279,4 centímetros (110 polegadas) de contrapressão de coluna de água. Esses tanques borbulhadores podem conter diferentes componentes líquidos conforme a necessidade para remover quaisquer contaminantes nos vapores restantes. O primeiro tanque é projetado para manter água e é equipado com um indicador de nível e um medidor de PH para monitorar a condição da água. Utiliza-se água para remover enxofre e o acúmulo de enxofre será indicado por uma alteração no PH. O segundo borbulhador contém soda cáustica que irá capturar qualquer gás de cloro nos vapores. O mesmo também é monitorado com um medidor de PH e esse segundo borbulhador também é equipado com um indicador de nível e o sensor de nível.

[00120] O último tanque no sistema de resfriamento ciclônico é um tanque de expansão padrão 638 que é projetado para capturar quaisquer gotículas líquidas que podem se deslocar através da tubulação. Sensores e indicadores de pressão montados nesse tanque de expansão acompanham a pressão do reator. Ao longo do sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600 existem medidores de pressão diferencial. Esses medidores são usados para identificar qualquer acúmulo ou borda entupida no cano ou em qualquer componente do sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600. O processo completo é montado em um sistema de armação de aço aparafusado. O sistema de armação pode utilizar uma armação de aço de carbono A36 padrão, pintado e equipado com clipes de conexão correspondentes para todo o equipamento correspondente. O tamanho e formato do equipamento são projetados para uma rápida desmontagem e transporte em um contêiner marítimo comum.

[00121] De modo correspondente, o sistema de condensação e resfriamento ciclônico 600 descrito se aperfeiçoa em tecnologia de troca de calor visto que não requer o aparafusamento dos trocadores de calor de ponta a ponta; ocupa muito menos espaço do que se a tecnologia atual fosse usada; aumenta a área superficial dos condensadores que constituem um trocador de calor; requer uma velocidade muito menor do vapor ao entrar no condensador; permite uma liberação contínua do líquido condensado após a troca de calor e reação, permite que vapores não condensados se movam para o próximo condensador, e; evita o acúmulo de carvão que poderia entupir os tubos dentro dos condensadores.

UNIDADE DE ALIMENTADOR DE CÂMARA DE VÁCUO AQUECIDA

[00122] As modalidades descritas aperfeiçoam a tecnologia de extrusoras visto que a mesma permite uma alimentação contínua do reator enquanto usa muito menos energia, aumentando, assim, a eficiência e reduzindo os custos de produção para o produto combustível. O presente pedido se refere a um aparelho que faz parte de uma unidade de processamento de combustível reutilizável e permite a alimentação contínua de plástico na unidade visto que o aparelho descrito cria um processo pelo qual calor é tolerado em um ambiente anaeróbico, pressão atmosférica não vaza para dentro nem fora do aparelho, ar não vaza dentro do aparelho, e plástico em forma sólida e líquida aquecida não causa problemas dentro do aparelho a jusante do alimentador.

[00123] De modo correspondente, o material de dejeto plástico é triturado e carregado em um reator de pirólise. Calor aplicado acima de 350 graus Celsius faz com que o material plástico triturado derreta e vaporize. O sistema de câmara de vácuo aquecida é o aparelho no qual o material plástico triturado é carregado no reator de pirólise. Os componentes principais do sistema alimentador de câmara de vácuo aquecida são a transmissão, acoplamento, caixa de engrenagens, trados, invólucro, caixas de queimador, carro de expansão e armação de suporte. Constatou-se que a técnica anterior não permite uma alimentação contínua de plástico aquecido no alimentador enquanto se mantém uma câmara de vácuo. Exemplos preferenciais da invenção descrita incluem:

[00124] Caixas de marchas existentes, projetadas as menores possíveis para reduzir materiais e trabalho em fabricação, têm função limitada com esse pedido de patente de utilidade, visto que caixas de marchas curtas são limitadas em adotar uma carga em cantiléver como a força de tentar manter um eixo pesado coloca uma pressão extrema sobre o mancal principal resultando na redução da vida útil do mancal ou exigindo um mancal para trabalhos pesados para suportar a força. Se um mancal para trabalhos pesados for usado, isso resulta em um mancal maior criando grandes bolsos no invólucro de caixa de engrenagens. Um bolso maior reduz a capacidade de o invólucro suportar o mancal, logo, sucessivamente, o invólucro será produzido mais espesso. Isso aumenta os custos de uma caixa de engrenagens padrão. Esse projeto estende o espaço entre os mancais e reduz a carga sobre os mancais. Espaçando-se os mancais ainda mais, a carga em cantiléver é reduzida, o tamanho do mancal pode ser menor e o invólucro mais delgado, reduzindo os custos gerais e aperfeiçoando o desempenho. Quanto mais afastados os pontos de conexão nos mancais, mais reto será o alinhamento nos eixos, reduzindo o desgaste e aumentando a vida útil da caixa de engrenagens;

[00125] Uma barra plana entre o carro e a armação que permite que o aparelho se expanda e se contraia devido à transferência de calor à medida que esse aparelho incorpora um material mais delgado no reator permitindo uma melhor transferência de calor;

[00126] Duas zonas aquecedoras, permitindo que um material plástico seja transformado de um estado sólido e triturado para um estado líquido; o material plástico sólido e triturado no início do alimentador e o estado líquido no final do alimentador. Entre o estado sólido triturado e o estado líquido existe um material plástico em um estado fundido. O material de plástico fundido é espesso e pegajoso e permite a formação da pressão necessária para criar a câmara de vácuo necessária para impedir que ar entre no reator; e,

[00127] O uso de gás de vapor (gás natural ou syn-gas) e queimadores tipo concha permitindo que o calor externo seja permitido no processamento do material plástico enquanto a técnica anterior usou bandas de aquecedor elétrico e pressão interna, resultando em um alto consumo de energia, para produzir o calor necessário para produzir o material plástico. O uso de gás de vapor e queimadores tipo concha permite um consumo de energia menor, um tempo de processamento mais rápido, e uma produção de calor mais precisa e consistente.

[00128] O uso de queimadores tipo concha permite que calor seja gerado por toda a superfície externa do cano penetrante e permite acesso ao tubo reator. O uso dos queimadores tipo concha permite que um perfil inferior ao reator interno reduza a quantidade de espaço entre a fonte de calor e a superfície do cano penetrante, aumentando a transferência de calor sem aumentar o valor de BTU necessário por um sistema queimador. O desenho tipo concha combina calor de convecção e calor radiante produzindo uma fonte de calor uniforme ao redor do cano penetrante. A combinação dos dois tipos de calor é realizada com o uso de uma tela perfurada estendendo-se ao longo de todo o comprimento do tubo penetrante e um terço da extensão no fundo interno dos queimadores tipo concha. Esse desenho também evita pontos cruciais que normalmente ocorrem em caixas queimadoras. Outra diferença nesse sistema comparado a sistemas existentes é que a fonte de ignição está dentro da caixa de queimador tipo concha próxima à tela perfurada. O sistema contém sensores de chamas bem como um comutador de prensa de ventoinha para garantir o fluxo de ar. Fluxos de gás duplos são usados ajustando-se a quantidade de gás ou a quantidade de ar, enquanto os sistemas existentes usam amortecedores de controle a ar complicados para ajustar a razão entre ar e gás, que pode causar uma queima desigual do combustível criando um tamanho de chama irregular. O desenho tipo concha que faz parte do alimentador de câmara de vácuo aquecida não é alinhado ao refratário em todas as superfícies, mas somente a metade superior da concha. O fato que a metade inferior da concha não é alinhada ao refratário permite que qualquer acúmulo de calor se dissipe através de toda a superfície da caixa. Esse desenho também reduz a chance de autocombustão do gás misto.

[00129] A modalidade descrita permite a aplicação de contrapressão ao material de alimentação entre o material frio e o material fundido aquecido (plástico fundido). Os componentes principais do sistema de alimentador de câmara de vácuo aquecida são a transmissão, acoplamento, caixa de engrenagens, trados, invólucro, caixas de queimador tipo concha, carro de expansão, e armação de suporte. A Figura 1 descreve a montagem completa do sistema de reator de energia reutilizável. A Figura 17 descreve o alimentador de câmara de vácuo aquecida que faz parte da montagem completa do sistema de reator de energia reutilizável. O sistema de acionamento é uma transmissão de engrenagem helicoidal com uma alta razão de torque na Figura 17 em 1716. A engrenagem de transmissão é selecionada com o espaço vertical para reduzir o comprimento gral do sistema da Figura 17 em 1716. Essa transmissão é conectada a um acoplamento absoluto padrão. Esse acoplamento é projetado para separar sob condições de sobrecarga para proteger a caixa de engrenagens. O acoplamento consiste em dois trados. Os dois trados da Figura 17 em 1602 são construídas de modo padrão. Esses trados também são descritos na Figura 16. Esses trados consistem em um sistema usinado de três partes. A primeira parte dos trados consiste nos eixos de transmissão descritos na Figura 16 em 1606 e 1608, sendo que um eixo de transmissão é mais longo que o segundo eixo de transmissão. Esses são alongados axialmente giratórios. A seção intermediária dos trados são parafusos alongados axialmente giratórios tendo um eixo alongado com filete helicoidal estendendo-se para fora ao longo da metade do comprimento de cada eixo iniciando na caixa de engrenagens da Figura 16 em 1602 e conectando-se a um trado de superfície lisa axialmente giratória onde a parte lisa de cada trado no lado de saída do aparelho é usinada de modo que o espaço entre cada trado e o invólucro de barril tubular alongado seja menor que 2,54 centímetros (1 polegada) na Figura 16 em 52.

[00130] Esses trados ficam situadas internamente na Figura 17 em 1702 que consta na Figura 17 em 1720. Um trado tem filetes à esquerda, o outro trado tem filetes à direita que sobrepõem os filetes à esquerda. Um dos trados da Figura 17 em 1602 é mais longa que a outra projetando-se através da caixa de engrenagens e conectando-se ao acoplamento de acionamento situado na caixa de engrenagens da Figura 17 em 1710. Os trados são construídos a partir de materiais sólidos com fendas de conexão para propósitos de usinagem. Os trados são construídos em segmentos para reduzir os custos com material e mão-de- obra para fabricar a montagem. Os segmentos também são intercambiáveis para fabricação mais simples. As engrenagens de transmissão na caixa de engrenagens 1710 são chaveadas no eixo e vedadas em ambos os lados. A caixa de engrenagens consiste em vedações de borda dupla, mancais e engrenagens dentadas. O comprimento da caixa de engrenagens é estendido para transportar a carga em cantiléver dos filetes de parafuso da Figura 17 em 51 e 52.

[00131] Todas as superfícies são usinadas no lado de contato de ambos os itens da Figura 17 em 1602 e 1604 após a soldagem. O invólucro da Figura 17 em 1702 é pré-soldado antes da usinagem do interior para exigir um desenho reto. Os flanges de conexão em ambas as extremidades e a entrada correspondem à caixa de engrenagens e ao padrão de parafusos do reator. A Figura 17 em 1704 é afunilada por usinagem para reduzir a área de saída para aumentar a contrapressão dentro do alimentador de câmara de vácuo aquecida (Figura 17). Essa montagem de alimentador é soldada a um reator correspondente ao flange da Figura 17 em 1706 e, então, soldada ao corpo da Figura 17 em 1702. A Figura 17 em 1604 é soldada à Figura 17 em 1602 e, então, a montagem completa desliza através do corpo da Figura 17 em 1702 e se projeta nivelada à extremidade da Figura 17 em 1704, as portas de saída. A caixa de engrenagens e o invólucro de montagem se situam sobre a armação de suporte da Figura 17 em 1732. Essa montagem é aparafusada no ponto de ancoragem principal posterior para todo o reator. À medida que o alimentador de câmara de vácuo aquecida se expande devido ao calor, o mesmo se expande longitudinalmente. Para endereçar a expansão, esse aparelho é suportado com um carro da Figura 17 em 60 para permitir que a máquina se expanda, sem criar estresse sobre os suportes. A técnica existente usa seções mais curtas que são aparafusadas juntas e construídas a partir de um material muito espesso para absorver o calor. Esse projeto usa um material mais delgado para uma transferência de calor melhor, mas requer um sistema de suporte móvel.

[00132] O material plástico triturado sólido (temperatura ambiente) é carregado no alimentador de câmara de vácuo aquecida em 1708 na Figura 17, aplica-se calor em 1720 na Figura 17, e o material plástico aquecido que se encontra em um estado fundido é criado a partir do material plástico triturado sólido (temperatura ambiente) em onde 1602 se conecta a 1604 na Figura 17. 1602 e 52, um trado contínuo fica situado dentro de 1702 que fica situado dentro de 1720. Cria-se uma câmara de vácuo na extremidade de 1604 na Figura 17 a partir da contrapressão do material plástico triturado sólido (temperatura ambiente) que o empurra.

[00133] Esse aparelho é usado para induzir o material plástico aquecido no reator principal e atuar como uma câmara de vácuo ao mesmo tempo. Aplicando-se uma contrapressão no material plástico carregado, entre o material plástico triturado sólido e material fundido (material plástico fundido), cria-se um local morto descrito na Figura 17 em 1604. Em 1604 não existem filetes no eixo. Esse local morto criado por esse processo, descrito na Figura 17 em 52, permite que o material plástico fundido acumule pressão pelo material plástico triturado sólido de entrada (temperatura ambiente) sendo carregado no aparelho em 1708 na Figura 17. Essa área 1604 também tem uma área de eixo maior, que preenche o vão entre 1604 e 1702. Esse eixo maior aumenta a pressão interna criando um efeito de câmara de vácuo. A descarga do alimentador de câmara de vácuo também é restrita em 1704 na Figura 17 pelas duas aberturas que são consideravelmente reduzidas de tamanho comparadas à abertura onde o material plástico triturado sólido (temperatura ambiente) é carregado em 1708 na Figura 17. Quando o alimentador for desligado, o material plástico permanece dentro do alimentador na área em 1604 na Figura 17 porque mesmo que as trados alimentadoras em 1602 na Figura 17 continuem a girar, o material plástico não será empurrado para fora do invólucro em 1702 na Figura 17. A razão para isso é que o material plástico fundido aquecido é empurrado para fora somente quando um material plástico triturado sólido novo (temperatura ambiente) for introduzido. O material plástico de entrada cria uma pressão e força o material plástico fundido na área 1604 a ser deslocado. Isso significa que quando o alimentador de câmara de vácuo resfriar, o material plástico restante se transformará em um sólido e vedará até o próximo ciclo. Quando o próximo ciclo ocorrer, esse material plástico derreterá quando aquecido e permite que os trados em 1602 na Figura 17 girem.

[00134] Esse aparelho também aquece o material plástico a um estado de vapor e líquido com um queimador tipo concha em 1720 na Figura 17. A fonte de aquecimento para esse alimentador de câmara de vácuo consiste em dois aquecedores tipo concha da Figura 17 em 1720 a 1728. Essas duas caixas de aquecedor tipo concha produzem o calor necessário para produzir a vedação hermética a ar e iniciar a vaporização do plástico dentro do alimentador. O material plástico é aquecido a partir do fim da descarga até a parte intermediária do alimentador de câmara de vácuo. Tendo duas zonas aquecedoras, o material é transformado de um estado líquido em uma extremidade, ao estado triturado na outra. Nessa transição existe um material plástico fundido. Esse plástico fundido é espesso e pegajoso e forma a pressão necessária para criar um efeito de câmara de vácuo. As caixas tipo concha entram em contato com o alimentador de câmara de vácuo com a vedação da Figura 17 em 1724. Isso permite uma expansão maior do invólucro da Figura 17 em 1702 a partir das caixas de aquecedor tipo concha porque as caixas são isoladas internamente, não permitindo que o metal se expanda para fora. O alimentador de câmara de vácuo aquecida tem dois queimadores tipo concha. Uma caixa cobre a Figura 17 em 1604 ad trado interna, e a outra aquece a trado em 1602 do trado. A vantagem de dois queimadores de baixa de aquecedor tipo concha é demonstrada na inicialização e desligamento do reator. Permitir que a trado da Figura 17 em 1602 resfrie até um ponto onde uma vedação plástica é alcançada para criar a câmara de vácuo necessária para inicialização e desligamento. O plástico fundido se resfria em um sólido ao redor do trado e do invólucro, vedando o alimentador. A capacidade de resfriar rapidamente também é uma grande vantagem de usar aquecedores tipo concha. A chama dos queimadores pode ser apagada e as ventoinhas podem continuar a funcionar para resfriar o invólucro da Figura 17 em 1702.

[00135] As caixas de queimador tipo concha são usadas como o alimentador de câmara de vácuo aquecida e requer um suprimento uniforme contínuo de calor para produzir plástico fundido. A quantidade correta de calor controlado é vital ao processo para fluxo de material consistente. Os processos dessa natureza exigem calor de todas as direções. A necessidade por um fluxo de ar de alta velocidade em uma caixa circular bastaria para esse processo. As caixas de aquecedor com estruturas de processo penetrando através da caixa também exigirá que um sistema de vedação evite vazamentos. A expansão da estrutura penetrante no comprimento e diâmetro foi considerada nesse projeto. A capacidade de aquecer e resfriar são necessárias nesse processo.

[00136] A estrutura penetrante precisa suportar a capacidade de evitar danos às vedações da caixa de aquecedor. A estrutura penetrante (cano ou tubo) necessita ser suportada por fora das caixas de aquecedor. Devido à expansão térmica na estrutura penetrante um suporte móvel é necessário. A exigência para controlar a direção de expansão também é necessária para evitar enrolar a estrutura penetrante e deflexão que danifica as vedações de caixa de aquecedor exigindo um sistema de suporte controlado para restringir a deflexão na direção que pode danificar o equipamento. As caixas de aquecedor de fornalha são usadas em muitos processos para produzir calor necessário para incinerar, cozinhar, derreter, e outros processos necessários de aquecimento. Quando um cilindro ou tubo penetrar uma caixa de aquecedor, problemas com aquecimento desigual, vazamento de vedação e expansão podem ocorrer. Da mesma forma, há uma necessidade de acessar o tubo penetrante. Um desenho tipo concha foi implementado por essas razões. O desenho tipo concha permite que um formato circular corresponda ao perfil do cano ou tubo penetrante. Esse perfil fechado junto ao fluxo de ar em alta velocidade garante um aquecimento uniforme ao redor do cano penetrante. O desenho tipo concha tem um perfil interno muito baixo para reduzir a quantidade de espaço entre a fonte de calor e a superfície de cano penetrante, aumentando a transferência de calor sem aumentar o valor de BTU necessário por um sistema de queimador. Comparada a uma caixa de queimador padrão onde um queimador é fixado em um lado da caixa a uma distância que não permite que uma chama aberta entre em contato com o cano penetrante, esse projeto usa pontos de chama muito pequenos para distribuir o calor a um terço ao redor do cano penetrante. Isso reduz o valor de BTU total.

[00137] O desenho descrito é uma construção modular para rápida montagem e instalação. Isso também permite uma fácil manutenção no campo. O desenho modular pode ser completamente montado e testado, por exemplo, em uma indústria. As modalidades descritas combinam ambos os tipos de calor, convecção e radiante, produzindo uma finte de calor uniforme ao redor do cano penetrante. Uma tela perfurada pode ser utilizada para distribuir o combustível gasoso e controlar a altura da chama enquanto permite um fluxo de ar através da caixa de aquecedor. Um pacote de queimador pode ser usado para fornecer a mistura de gás e ar para queima. No sistema descrito, a fonte de ignição está dentro da caixa de queimador tipo concha próxima à tela perfurada. Um sensor de chama é usado para garantir a ignição e uma pressão de ventoinha é usada para garantir o fluxo de ar. Gases duplos podem ser usados ajustando-se a quantidade de gás ou a quantidade de ar conforme discutido abaixo. Os sistemas existentes usam amortecedores de controle de ar complexos para ajustar a razão entre ar e gás, causando uma queima desigual do combustível criando um tamanho de chama irregular. A velocidade e pressão do ar devem estar em uma taxa fixa para garantir que o gás misto saia dos orifícios perfurados conforme a necessidade a fim de não permitir que o gás misto queime sob a tela perfurada.

[00138] O desenho descrito supera as desvantagens do problema supramencionado interrompendo-se o fluxo de gás e permitindo-se que o ar continue quando a temperatura estiver acima de um dado ponto ajustado. Quando o sistema resfriar a um ponto de ajuste baixo, gases são permitidos voltarem à mistura e novamente queimados. Esse controle é alcançado com um controlador PIO padrão com termopares para indicar as temperaturas internas. O desenho tipo concha permite acesso ao foro refratário que é instalado somente na metade superior da concha. Todas as caixas de aquecedor conhecidas são normalmente forradas com refratário em todas as superfícies. A metade inferior dessa concha não tem um forro refratário, permitindo que qualquer acúmulo de calor se dissipe através da superfície da caixa e garante que a temperatura da superfície permaneça abaixo do ponto de autoignição. A tela perfurada atua como um regulador de pressão entre o gás misto e a chama acima. Essa câmara está sendo carregada com ar ambiente e gás misto, ambos em temperatura ambiente. Isso mantém a metade inferior do resfriador tipo concha. Sem um refratário na concha inferior, não é necessária uma substituição refratária.

[00139] O calor radiante a partir da chama não está em contato com a porção inferior do tubo penetrante da Figura 17 em 1702. O fluxo de ar a partir do queimador força o ar circundante a penetrar para transportar calor completamente ao redor devido ao distúrbio natural. O movimento desse ar regula a superfície de calor radiante do tubo penetrante atraindo-se o calor em excesso no fluxo de ar que força o ar ao redor do tubo penetrante através de uma porta de exaustão. A tela perfurada tem pequenas chamas estendendo-se ao longo de todo o comprimento e um terço ao redor do tubo penetrante. Isso evita pontos cruciais que normalmente ocorreriam em caixas de queimador. Aquecendo-se o tubo penetrante em todas as direções, ocorre uma expansão em todas as direções.

[00140] Para evitar a deflexão ou desalinhamento do tubo penetrante enquanto estiver sendo aquecido, a direção de expansão é controlada com um sistema de suporte. O suporte se fixa ao tubo de expansão e evita o movimento de direções indesejadas. Conforme mostrado, por exemplo, nas Figuras 17 e 20, o carro 2006 consiste em seguidores de cames que são apertados entre duas barras planas estruturais, uma em cada lado do carro. A largura de carro é projetada de modo que esteja em 0,3175 centímetro (um oitavo de polegada) entre a largura das duas barras planas estruturais de modo que caia entre as barras planas estruturais e garanta um movimento lateral. Os seguidores de cames (roletes) suportam o peso do tubo penetrante enquanto evita que se expanda para cima ou para baixo. Isso permite que o controle de ação direta de expansão esteja somente em um movimento lateral. Roletes de suporte de cano típicos permitem a expansão em múltiplas direções. Esse desenho restringe a expansão ao movimento lateral impedindo somente o desalinhamento do tubo penetrante.

[00141] A montagem é montada em uma armação de montagem em plataforma de aço da Figura 17 em 1732. As caixas de aquecedor tipo concha consiste em uma seção superior da Figura 17 em 1720 e uma seção inferior da Figura 17 em 1726. Essas seções são conectadas com um flange aparafusado correspondente e uma câmara de vedação, a Figura 17 em 1724 que abrange o tubo penetrante. A caixa de entrada de ar gasoso é montada na seção inferior da Figura 17 em 1726 para permitir a mistura de ar e gás na seção inferior. A seção inferior tem uma tela metálica perfurada da Figura 17 em 1734 soldada 7,62 centímetros (3 polegadas) acima da seção inferior da Figura 17 em 1726. A mesma atua como uma câmara de ar para distribuir ar e gás misturados através ad tela perfurada. A quantidade e diâmetro dos orifícios na tela perfurada são vitais para controlar a altura de chama enquanto permite que o volume de mistura de gás e ar passe através. A concha inferior da Figura 17 em 1726 também tem uma caixa de mistura de ar na Figura 17 em 1728 e a porta de conexão de queimador da Figura 17 em 1740 conectada à mesma. A caixa de misturador da Figura 17 em 1728 tem uma configuração alargada para distribuir a mistura de ar e gás uniformemente sob a tela perfurada da Figura 17 em 1734. A caixa de misturador da Figura 17 em 1728 cria alguma contrapressão à mistura de ar e gás que garante uma razão de gás e ar consistente para cada abertura na tela perfurada da Figura 17 em 1734. Um queimador pode ser conectado à porta da Figura 17 em 1740. O acendedor de queimador, junto ao indicador de chama, fica situado no topo da tela perfurada da Figura 17 em 1734. Um cano de acesso da Figura 17 em 1736 é usado para penetrar através da concha inferior da Figura 17 em 1726 e a tela perfurada da Figura 17 em 1734, para um acendedor e para o sensor de chama da Figura 17 em 1738 serem montados. Uma luz piloto contínua da Figura 17 em 1738 é instalada através desse cano e para acima da tela perfurada da Figura 17 em 1734. A chama-piloto é necessária para indicar que uma chama está presente até que um gás seja permitido na mistura de ar e gás.

[00142] Quando o ponto de ajuste de calor for alcançado, o gás, a partir da mistura de ar e gás, cessa enquanto uma ventoinha continua a funcionar e a empurrar ar fresco através da caixa de queimador. A luz piloto continua a funcionar nessa fase do processo de aquecimento. O controle do calor é usado com um controlador de PID. Esse controlador é alimentado por termopares situados na concha superior da Figura 17 em 1720. Uma faixa ampla de temperaturas pode ser alcançada e controlada com esse tipo de processo. A capacidade de comutar entre gases de combustível também é possível com esse desenho. Dois conjuntos de válvulas solenoide situados no queimador da Figura 17 em 1742 e tem orifícios ajustáveis para permitir que uma quantidade fixa de gás entre em uma quantidade consistente de ar. Gás natural com ar requer uma razão de mistura de ar diferente, então, syn-gas requer o mesmo volume de ar. O ajuste dos orifícios fixos permite a comutação entre os gases. A expansão do tubo penetrante da Figura 17 em 1702 é controlada pelo suporte de transporte da Figura 17 em 1718. Esse carro consiste em uma construção de placa de metal pesado, situada entre dois retentores de barra plana da Figura 17 em 1746 que são soldados a uma armação da Figura 17 em 1732. Isso permite que seguidores de cames rolem em uma superfície lisa, evitando movimentos para cima e para baixo. A largura de carro é somente 3 metros (118") menor que o espaço entre as barras planas da Figura 17 em 1748, evitando movimentos laterais e movimentos para cima e para baixo enquanto permite somente movimentos da esquerda para direita.

[00143] Ao pré-aquecer e vaporizar o material de biomassa plástica sob pressão positiva e alto calor, o reator principal descrito na Figura 1 é encurtado em cerca de 12 metros (40 pés) para adquirir o mesmo desempenho que uma seção de reator padrão teria. Isso reduz o comprimento de expansão do reator (Figura 1) junto ao trado da Figura 17. Essa redução de tamanho aumenta o torque nessa área visto que ao trado é mais curta. O trado no reator superior descrito na Figura 1 em 1 está onde o maior torque é necessário devido à grande quantidade de plástico líquido contido no reator. Quanto mais longe o plástico se desloca no reator descrito na Figura 1, mais material plástico será convertido em vapor e menos o trado precisará trabalhar.

[00144] As caixas de queimador descritas na Figura 17 em 1720 estão em duas seções. Isso permite zonas de calor controladas. Esse controle é necessário para manter o efeito de câmara de vácuo durante a inicialização e desligamento do reator. À medida que o reator aquece, o mesmo começará a acumular pressão no interior. Essa pressão encontrará por uma saída do reator. Primeiro é o alimentador de reator aquecido que é o aparelho sendo o objeto desta invenção de patente descrito na Figura 17 e a segunda e terceira áreas onde a pressão pode deixar o sistema está na descarga de cinzas descrita na Figura 19 e no separador de cinza ou carvão 1800 descrito na Figura 18. O sistema de descarga de carvão 1902 na Figura 19 é uma vedação com portas deslizantes que evitam a perda de vapor. O separador de carvão 1800 descrito na Figura 18 permite que vapores sejam removidos.

SEPARADOR DE CARVÃO

[00145] A cinza de carvão ou carbono é criada quando o plástico triturado que entra no reator faz contato com a área de superfície quente do reator. À medida que o plástico triturado faz contato com a superfície quente do reator, o mesmo é finamente espalhado ao longo da superfície do reator e o calor do reator vaporiza o plástico triturado pelo desenho descrito.

[00146] Uma camada delgada do plástico triturado, bem como os contaminantes contidos dentro do plástico triturado, é deixada atrás da tubulação de aço do reator e é cozida a um carvão sólido que, então, se torna suspenso. Partículas pequenas de carvão, por exemplo, aproximadamente 3 mícrons ou menor, se tornam suspensas e se deslocam com os vapores de combustível. Esse carvão é coletado com os vapores e condensado em um líquido em altas concentrações e torna o combustível produzido um líquido substancialmente, e em alguns casos, extremamente espesso, porque o carvão é um particulado sólido contido dentro do líquido. Requer-se que o carvão carbono particular seja removido do combustível a fim de produzir um combustível de maior qualidade.

[00147] Em uma modalidade exemplificadora, o separador de carvão da invenção descrita não somente soluciona, mas elimina substancialmente os problemas da técnica anterior, conforme discutido anteriormente. O separador de carvão pode servir como um sistema de refinação de vapor para processar ou refinar, adicionalmente, o combustível gerado pelo sistema descrito. Voltandose à Figura 18, o separador de carvão 1800 consiste em uma pluralidade de trados transportadores tipo parafuso 1822 deslocando-se em um tubo de divisão vertical 1820 que são colocados de modo que seus respectivos filetes se cruzem. O tubo de divisão vertical 1820 pode ser considerado como uma estrutura de tubo de suporte para acomodar e proporcionar um grau de proteção a estruturas adicionais, conforme descrito abaixo. Em uma modalidade descrita, três trados transportadores tipo parafuso 1822 são utilizadas em um tubo de divisão vertical 1820. Os trados 1822 podem compreender aço inoxidável de qualquer grau. Os trados 1822 proporcionam uma rotação descendente, limpando acúmulos à medida que seus filetes se cruzam. À medida que os vapores quentes deixam o reator e entram no tubo de divisão vertical 1820, eles se deslocam para cima. Os vapores perdem calor à medida que eleva-se o tubo de divisão vertical 1820. A temperatura na coluna é controlada de modo que os vapores de cadeia de hidrocarboneto favorecidos passem através do tubo de divisão vertical 1820 e deixem o tubo de divisão vertical 1820 na descarga 1816 onde os vapores são coletados. À medida que os vapores se elevam e a temperatura dos vapores é reduzida ao valor onde um combustível com alto teor de cadeia de carbono se condensa, os mesmos serão coletados nos trados 1822 onde os trados 1822 empurrarão o combustível condensado de volta ao reator. A temperatura do vapor é dependente de um ponto de ajuste do reator que pode variar de acordo com a obtenção de um ponto de ebulição de combustível prescrito. Por exemplo, em uma modalidade exemplificadora, a temperatura de ponto de ajuste de vapor pode ser estabelecida em aproximadamente 371°C a 426°C (700 F a 800 F). O padrão de fluxo dos vapores através do separador de carvão 1800 geralmente segue o perfil de trado dos três trados 1822 à medida que se eleva através da unidade antes de ser expelida.

[00148] O combustível de hidrocarboneto condensado é uma substância pegajosa e pode ser genericamente classificado como um alcatrão pesado com partículas de carbono. Os vapores que fluem no tubo de divisão vertical 1820 se deslocarão através do combustível de hidrocarboneto pegajoso condensado em trados 1822 onde a substância pegajosa captará cinza de carbono que estiver se deslocando com os vapores visto que a cinza de carbono está constantemente buscando por uma substância com a qual fazer contato. A massa coletada nos trados 1822 é, então, forçada para baixo em um reator inferior (por exemplo, sistema separado, não mostrado) onde a mesma retorna ao calor do reator retorna a uma zona de calor através do flange de descarga 1824. A massa coletada é, então, reaquecida no reator inferior (por exemplo, sistema separado, não mostrado) do aparelho de combustível reutilizável no qual se vaporiza, decompondo as cadeias de carbono superior em cadeias de carbono inferior. O material de cadeia de carbono inferior se deslocará de volta através do tubo de divisão vertical 1820 e qualquer cinza de carbono que se desloca com o mesmo grudará novamente aos trados 1822 e será retornada e quaisquer vapores de carbono inferior passarão através do tubo de divisão vertical 1820 e serão descarregados a partir da porta de exaustão 1816 como vapor limpo, por exemplo, ultimamente a um sistema de resfriamento de combustível. Logo, o vapor limpo pode ser roteado através de uma coluna de destilação e/ou uma unidade de condensação a fim de condensar ou resfriar a parte condensável do fluxo de vapor de volta a um líquido. O líquido condensado forma um hidrocarboneto de cadeia de carbono de combustível diesel que é um produto final de todo o processo.

[00149] A quantidade de elevação de calor no tubo de divisão vertical 1820 pode ser controlada pelo RPM dos trados e pelo isolamento externo da coluna. Por exemplo, a coluna pode ser isolada por retardamento na parte externa para impedir a dissipação térmica às adjacências. Proporciona-se um sistema de acionamento para habilitar os trados 1822 dentro do tubo de divisão vertical 1820. O sistema de acionamento pode incluir uma transmissão de caixa de engrenagens de trado 1806 que utiliza engrenagens para acionar e controlar os trados 1822. Em uma modalidade, a transmissão de caixa de engrenagens de trado 1806 utiliza engrenagens dentadas para controlar a rotação e temporização dos trados 1822. Controlando-se o calor no tubo de divisão vertical 1820, o combustível de hidrocarboneto de cadeia de carbono selecionado pelo valor de calor escolhido será deixado passar através. Pode-se remover o carvão carbono dos vapores compostos por hidrocarbonetos condensáveis e não condensáveis pelo separador de carvão 1800, visto que os trados 1822 podem ser configuradas para girarem contra o fluxo de vapor. Pelo ajuste de velocidade ampla, vários parâmetros podem ser alcançados em direção a um ponto ou resultado desejado.

[00150] A construção do tubo de divisão vertical 1820 pode consistir em uma pluralidade de tubos de divisão. Em uma modalidade descrita, três tubos de divisão 1820 podem ser utilizados para circundar os trados, por exemplo, conforme um formato geométrico prescrito tal como um desenho de trevo em uma montagem final descrita na Figura 18. Um formato de desenho de trevo é utilizado pelas modalidades selecionadas, porque os trados 1822 precisam se entrelaçar entre si de modo que uma autolimpeza possa ser alcançada. Embora um desenho de trevo seja ilustrado na Figura 18, reconhece-se prontamente que qualquer formato de desenho adequado para proporcionar uma estrutura suportada confinada pode ser utilizado na modalidade descrita conforme a necessidade. De modo correspondente, um indivíduo versado na técnica pode utilizar mais de três trados 1822 com diferentes formatos para formar um tubo externo geral ao redor das mesmas. O formato é soldado e suportado com uma pluralidade de bandas ou anéis de suporte externos 1826 para manter e reter o formato geral de três tubos de divisão 1820 mantendo, assim, a estrutura de tubo de divisão montada intacta mediante exposição e/ou devido à deformação por calor.

[00151] Os acionamentos de caixas de engrenagens1806 podem ser acomodadas dentro/através do invólucro de caixa de engrenagens 1808, para acionar trados parafuso 1822 por eixos de transmissão conectados dos trados parafuso 1822. Em uma modalidade descrita, o invólucro de caixa de engrenagens 1808 é projetado com um espaço de vedação de pacote ou vão de ar 1810 disposto dentro do invólucro de caixa de engrenagens 1808, conforme descrito abaixo. O invólucro de caixa de engrenagens 1808 também pode compreender um flange de suporte e vedação 1812 para conectar a um invólucro de exaustão 1814, detalhado abaixo.

[00152] Um flange de conexão 1818 pode ser proporcionado em uma extremidade do tubo de divisão vertical 1820. Um sistema de exaustão proporcionado como um invólucro de exaustão 1814 tendo um flange de fixação correspondente 74a em uma extremidade pode ser proporcionado para se fixar ao flange de conexão 1818 para proporcionar uma conexão final. Na modalidade exemplificadora ilustrada, uma porta de exaustão 1816 é disposta em um lado do invólucro de exaustão 1814. Outro flange de fixação correspondente 71a pode ser proporcionado em outra extremidade do invólucro de exaustão 1814 para proporcionar uma conexão correspondente final com flange e vedação de suporte 1812 do invólucro de caixa de engrenagens 1808. O tubo de divisão vertical 1820 pode proporcionar um flange de descarga 1824 em outra extremidade configurada para conexão, por exemplo, com outro reator (por exemplo, sistema separado, não mostrado). Uma pluralidade de anéis de suporte 1826 pode ser disposta em pontos intermediários ao longo de um comprimento do tubo de divisão vertical 1820 para proporcionar suporte ao mesmo e facilitar a manutenção de um formato periférico externo do tubo de divisão vertical 1820. A periferia interna de cada anel de suporte 1826 pode corresponder a um formato periférico externo do tubo de divisão vertical 1820.

[00153] Proporciona-se um sistema de expansão térmica como um carro de expansão ou carro de rolagem 1828. O carro de expansão 1828 pode ser dotado de seguidores de cames 1830. Em uma modalidade descrita, o carro de expansão 1828 é disposto ao redor de uma seção do tubo de divisão vertical 1820. Em algumas modalidades selecionadas, o tubo de divisão vertical 1820 pode ser preso ao carro de expansão 1828 (como através de uma conexão soldada). Conforme descrito adicionalmente abaixo, o carro de expansão 1828 é empregado e projetado para suportar o separador de carvão 1800 em conexão com a estrutura de suporte do sistema de reator de energia reutilizável 100. Além disso, enquanto suporta o separador de carvão 1800, o carro de expansão 1828 permite o movimento do separador de carvão 1800 de acordo com qualquer expansão ou contração térmica da estrutura de suporte do sistema de reator de energia reutilizável 100 devido a flutuações de temperatura.

[00154] Espera-se que os gases de escape estejam acima de 260°C (500 graus Fahrenheit) e possam superaquecer a caixa de engrenagens 1808. Para evitar que o óleo da caixa de engrenagens superaqueça, proporciona-se um sistema de ventilação como um vão de ar 1810 e, portanto, serve como um recurso de projeto na unidade para permitir uma ventilação. O tubo de divisão vertical 1820 é fixado ao reator inferior e é configurado para se deslocar ou mover de acordo com, e acomodar qualquer, expansão térmica do reator. Desse modo, um carro de expansão ou carro de rolagem 1828 é disposto genericamente em um topo do tubo de divisão vertical 1820. O carro de expansão ou carro de rolagem 1828 é configurado, ainda, em uma relação suportada ao longo de uma estrutura externa tal como armação de um sistema de reator de energia reutilizável 100 (Figura 1). Em uma modalidade exemplificadora descrita, o carro de rolagem 1828 é configurado com rodas recebidas por pistas correspondentes, por exemplo, ao longo de uma estrutura de acomodação do sistema de reator de energia reutilizável 100. As pistas podem compreender um projeto rígido suficiente para acomodar o peso do separador de carvão 1800. Visto que o manipulador de carvão é aparafusado diretamente ao reator inferior (que se expande, se contrai ou se alonga devido a flutuações de temperatura) à medida que o reator se expande, o carro de rolagem 1828 pode rolar em suas rodas associadas de acordo com qualquer expansão térmica para satisfazer a expansão em uma direção prescrita.

[00155] Onde a coluna se fixa ao sistema de reator de energia reutilizável 100, essa seção do reator é menor em diâmetro e usa um filete tipo faixa para permitir uma remoção mais rápida de sólidos enquanto permite que vapores passem através dos filetes tipo faixa. Essa seção tem uma rotação inversa ao trado principal situada dentro do reator onde a trado principal está empurrando qualquer carvão seco ou depósitos de combustível pesados em direção à descarga de carvão. Essa seção do reator principal tem duas zonas aquecidas controladas que irão reaquecer e ajudar no craqueamento térmico de cadeias de carbono superior que são empurradas de volta ao reator principal pelo separador de carvão 1800.

FLUXO DE PROCESSO

[00156] As características de princípio da modalidade descrita proporcionam um processo de alimentação contínua, flexibilidade de matéria- prima, e não requer um catalisador em um processo de pirólise de transformar dejeto plástico em combustível líquido. O sistema descrito supera alguns dos problemas associados aos projetos da técnica anterior devido a seu uso contínuo e eficiência maior de troca de calor.

[00157] No caso de bolsas plásticas, um transportador por aperto descrito na Figura 2 em 1a e em 2a comprime as bolsas em uma abertura conforme descrito na Figura 2 em 3 e as introduz em uma cobertura removedora de pedras. As bolsas são, então, transportadas através de um duto descrito na Figura 2 em 6 na tremonha de recepção descrito na Figura 2 em 9. A unidade removedora de pedras pode ser usada em bolsas plásticas, plástico moído e plástico triturado. O ar de transporte de entrada através do duto descrito na Figura 2 em 6 suspenderá o plástico, mas permitirá que objetos mais pesados como pedras e metais saiam da abertura descrita na Figura 2 em 5. Uma vez que o material plástico é movido no receptor descrito na Figura 2 em 9 o mesmo cai na seção de aríete descrita na Figura 2 em 11 enquanto o aríete é empurrado de volta pelo cilindro de ar descrito na Figura 2 em 13 permitindo que o plástico caia na câmara. Uma fotocélula descrita na Figura 2 em 10 indica a altura do plástico. Fechando-se a abertura descrita na Figura 2 em 11 com o aríete, pode-se impedir que o ar transporte material e pode parar o aríete descrito na Figura 2 em 12 empurrando o material na prensa de bolsa descrito na Figura 2 em 15.

[00158] A prensa de bolsa descrita na Figura 3 é um conjunto de trados gêmeos com um diâmetro central grande. O diâmetro central grande é usado de modo que as bolsas não se enrolem ao redor do tambor central e plugue o trado. As bolsas são empurradas para baixo do invólucro e comprimidas no local mostrado na Figura 2 em 18. À medida que as bolsas forem sendo forçadas descendentemente, a pressão faz com que a amperagem do motor descrito na Figura 2 em 16 suba e desengate um transdutor de corrente descrito na Figura 2 em 17 parando a transmissão. Quando essa transmissão parar, o movimento de aríete para e o transporte de material para quando um nível alto for produzido e escolhido mediante a fotocélula descrita na Figura 2 em 10.

[00159] A transmissão na prensa de bolsa descrita na Figura 2 em 16 está em um temporizador que continua a empurrar as bolsas para baixo à área de descarga descrita na Figura 2 em 18. Quando a transmissão descrita na Figura 2 em 16 esgotar o temporizador, a transmissão do motor descrita na Figura 2 em 16 tentará girar a trado descrita na Figura 2 em 15. Se a trado descrita na Figura 2 Em 15 continuar a girar, indicando pouco material (contrapressão baixa) dentro da área de funil descrita na Figura 2 em 18, então, o processo de alimentação reativa.

[00160] A porta descrita na Figura 2 em 19 se abre para permitir que material plástico flua na câmara de vácuo aquecida abaixo e é usada para propósitos de inicialização e desligamento. À medida que o material flui na câmara de vácuo aquecida, o volume é aliviado na prensa de bolsa descrita na Figura 2 em 10 permitindo que mais produto seja introduzido na prensa de bolsa descrita na Figura 3 através do aríete. O material que flui para fora da prensa de bolsa é empurrado na câmara de vácuo aquecida. Esse material é, então, empurrado por um conjunto gêmeo de trados às câmaras de aquecimento descritas na Figura 2 em 23 e 24. À medida que as câmaras aquecem o plástico, o mesmo derrete preenchendo o invólucro de trado, criando uma câmara de vácuo vedando-se a trado às paredes laterais com plástico.

[00161] Um fluxo contínuo de plástico de entrada mantém a vedação hermética a ar. À medida que a área entre o plástico derretido e o plástico sólido está sob pressão, a mesma veda o reator e interrompe a introdução de ar no reator e evita que gases saiam através da entrada. O calor na zona descrita na Figura 2 em 24 começa a vaporizar o material. O material vaporizado, junto a qualquer plástico líquido, entra na próxima seção do reator. O plástico é, então, transportado ao longo do tubo de reator com um trado de filete de corte duplo e parafuso de dobra. O reator é enrolado em caixas aquecedoras que criam calor para vaporizar e o material dentro do tubo de reator à medida que o material está sendo transportado. O material plástico junto com quaisquer vapores provenientes do reator superior ao reator inferior continua a ser transportado até o final do reator inferior. Uma abertura no reator inferior descrita na Figura 2 em 42 é o local onde qualquer carvão cairá sobre um transportador que o removerá do reator a um sistema hermético a ar de funil de porta dupla. Os vapores continuam através do reator por uma torre separadora de cinza descrita na Figura 13.

[00162] O sistema de remoção de carvão descrito na Figura 2 em 39 permite que o plástico fundido se resfrie ligeiramente, induzindo um combustível de cadeia de carbono pesada a grudar nos trados de parafuso triplo descritos na Figura 2 em 38 dentro da coluna descrita na Figura 2 em 39. Os transportadores parafuso dentro da coluna descrita na Figura 2 em 38 giram em uma direção descendente. Os filetes são intertravadas umas dentro das outras permitindo uma autolimpeza e empurrar quaisquer materiais coletados nos filetes de volta ao reator descrito na Figura 2 em 40.

[00163] O material é empurrado no reator descrito na Figura 2 em 40 por um transportador parafuso reverso descrito na Figura 2 em 41 que esteja situado abaixo do reator. O transportador parafuso descrito na Figura 2 em 41 é um parafuso tipo faixa que permite a passagem de vapor através dos filetes e para cima através da remoção do carro descrita na Figura 2 em 39. Esse parafuso tipo faixa também permite que partículas sólidas caiam ao fundo e sejam transportadas de volta para a área de descarga de carvão descrita na Figura 2 em 42. Quaisquer combustíveis pesados empurrados para baixo a partir do separador de carvão que entra nessa câmara serão reaquecidos, revaporizado, e recraqueados para tornar mais leve o combustível que é passado através da coluna de separação de carvão descrita na Figura 2 em 38. Uma vez que os vapores passam através da câmara de separação de vapor descrita na Figura 2 em 38, os vapores entram no sistema de resfriamento descrito na Figura 6.

[00164] O primeiro estágio desse sistema de resfriamento descrito na Figura 2 em 52 é um ciclone padrão que permite que algum resfriamento ocorra e colete combustíveis mais pesados. Esse combustível pesado pode ser retornado ao reator para recraqueamento. Após passar através do primeiro ciclone, os vapores continuar em uma passagem através do ciclone descrito na Figura 2 em 52 e, então, entrar no ciclone descrito na Figura 2 em 53 à medida que o vapor continua a resfriar. Esse resfriamento faz com que vapores se condensem e sejam coletados no funil inferior do ciclone a ser entregue ao tanque de retenção descrito na Figura 2 em 61. Esse tanque de retenção permite que combustíveis leves, como benzeno, serem removidos. Uma bomba descrita na Figura 2 em 57 bombeia o benzeno a um condensador de bobinagem descrito na Figura 8 e na Figura 2 em 68. Os vapores que permanecem continuarão na trajetória através de três mais ciclones descritos na Figura 2 em 53 para uma separação contínua de resfriamento do combustível. Os últimos três ciclones contêm aletas de rotação de força interna descritos na Figura 7.

[00165] Após passar através dos três ciclones supramencionados, os vapores deixam o último ciclone através de um duto descrito na Figura 2 em 64 que carrega em um trocador de calor forçado a ar descrito na Figura 2 em 77 e Figura 6. O gás é, então, empurrado a partir de tal ponto em um sistema de borbulhamento descrito na Figura 2 em 66 onde partículas são separadas do gás e o gás é removido de produtos químicos indesejáveis. O primeiro borbulhador descrito na Figura 2 em 66a contém água que irá separar o enxofre presente no syn-gas. O gás se borbulhará através da água que também atua como um supressor de chama. Então, o syn-gas passa no segundo borbulhador descrito na Figura 2 em 66b que contém soda cáustica. A soda cáustica irá capturar qualquer gás de cloro que pode estar presente no syn-gas e converterá o gás cloro em sal que decantará para o fundo do tanque para remoção. Os gases que permanecem serão syn-gas que passa em um tanque de tampão de expansão descrito na Figura 2 em 67, então, através de um resfriador de condensador de bobina descrito na Figura 2 em 68.

[00166] O syn-gasé intensificado usando o compressor de bomba descrito na Figura 2 em 80 e forçado em um tanque de retenção descrito na Figura 2 em 88. Esse tanque de retenção acumula pressão e é aliviado com reguladores de pressão descritos na Figura 2 em 73 e deixados retornar aos queimadores atuando como a fonte de calor de combustível para os reatores. Pode-se aliviar uma pressão excessiva em 74 descrito na Figura 2 e deixada se deslocar a um queimador de segurança descrito na Figura 2 em 26 onde os gases podem ser incinerados a um gerador acionado a gás para produzir eletricidade.

[00167] O syn-gasé intensificado usando o compressor de bomba descrito na Figura 2 em 80 e forçado em um tanque de retenção descrito na Figura 2 em 88. Esse tanque de retenção acumula pressão e é aliviado com reguladores de pressão descritos na Figura 2 em 73 e deixados retornar aos queimadores atuando como a fonte de calor de combustível para os reatores. Pode-se aliviar uma pressão excessiva em 74 descrito na Figura 2 e deixada se deslocar a um queimador de segurança descrito na Figura 2 em 26 onde os gases podem ser incinerados a um gerador acionado a gás para produzir eletricidade.

[00168] Os reguladores de segurança de pressão e desvios são instalados no sistema no caso de uma falta de energia. Isso permitirá que syngas seja redirecionado por um período de tempo curto enquanto o reator resfria. O reator cessa a produção de syn-gas dentro de um par de minutos devido à perda de calor e ao fato de que a pressão de gás interna diminui à medida que o reator estiver resfriando. O syn-gas armazenado no tanque intensificador descrito na Figura 2 em 88 permitirá que o sistema inicie no próximo ciclo a partir de uma partida a frio. A capacidade de armazenamento permite que o sistema se auto-alimente após a inicialização inicial. No momento da inicialização inicial (primeira vez), o sistema usa um suprimento de gás auxiliar de propano visto que nenhum syn-gas foi produzido pelo reator. O tanque de propano é descrito na Figura 2 e 84. Esse tanque de propano é um tanque de propano comercial padrão e é usado somente para a inicialização inicial (primeira vez). Uma vez que o sistema estiver online e operando apropriadamente o syn-gas fornecido será reabastecido para o próximo ciclo.

[00169] Os queimadores tipo concha descritos nas Figuras 13 e 17 são ventilados à atmosfera por uma série de dutos e articulações deslizantes. Os dutos são dotados de uma ventoinha descrita na Figura 2 em 31 que puxa ar fresco a partir do ponto descrito na Figura 2 em 29 através do duto. Cada caldeira descarrega independentemente nesse duto principal.

[00170] A capacidade total do sistema é controlada por um computador. Todos os motores fundamentais descritos na Figura 2 em 16, 21, 34 e 36 têm uma transmissão de frequência variável (VFD) para permitir um RPM variável. Um algoritmo fixo controlará todas as velocidades e temperaturas com base na solução do algoritmo com base nas entradas no algoritmo. O carvão que sai do sistema no ponto descrito na Figura 2 em 42 sai através de um transportador parafuso inclinado duplo projetado dessa maneira para promover uma autolimpeza e perda de calor. A porta descrita na Figura 2 em 45 permanece aberta como o funil descrito na Figura 2 em 46 é carregado ao indicador de nível descrito na Figura 2 em 47. O parafuso inclinado de carvão descrito na Figura 2 em 43 irá parar e a porta descrita na Figura 2 em 45 se fechará enquanto a porta descrita na Figura 2 em 48 se abrirá permitindo que o transportador parafuso descrito na Figura 2 em 50 inicie. Esse processo é repetido para remover o carvão.

[00171] O processo descrito depende do reator se expandir. A seguir, descreve-se a expansão do reator: A massa de plástico e vapores entrem no reator descrito na Figura 9 e é empurrada ao longo do reator superior e inferior por filetes duplos que são projetados com fendas de corte e dobra descritas na Figura 21 em 1. A ciência da operação é a Pirólise, que é o ato de aquecer sem a presença de oxigênio. Portanto, pode não haver contato direto da matéria-prima de plástico à fonte de chama. O calor proveniente dos aquecedores tipo concha (descritos na Figura 13) circundados pelo tubo de reator 1402 (descrito na Figura 14) cria uma zona de alta temperatura que começa a reação dentro do tubo de reator 1402. Os tubos de reator 1402 descritos na Figura 14 se expandirão devido ao calor. À medida que se expandem, eles são permitidos somente a se deslocarem em uma direção visto que são ancorados devido ao alimentador de câmara de vácuo aquecida descrito na Figura 17 e são suportados pelos carros 2006 descritos na Figura 20. O movimento do reator se encontra em uma direção lateral devido ao fato de estar ancorado em um lado. A armação de aço tubular descrita na Figura 2 Em 91 tem bases de barra plana para os carros descritos na Figura 12 em 2 que são usados para o deslocamento. O reator superior 1404 é atado ao reator inferior 1406, sedo fixado pelo colar de conexão 1408 entre o reator superior e o reator inferior. Isso induz o puxamento do reator inferior 1406 à medida que o reator se expande. O reator inferior 1406 se expande na direção oposta enquanto estiver sendo aquecido. As transmissões descritas na Figura 2 em 34 e 21 ficam situadas nas extremidades dos tubos de reator e também são fixadas em carros rolantes para permitir a expansão descrita na Figura 20 em 2010. O sistema de transporte de carvão descrito na Figura 19 é fixado aos roletes permitindo que seja puxado junto ao reator à medida que o reator se expande.

[00172] A vantagem do projeto de reator de pilha dupla descrito anteriormente é que o empilhamento dos reatores permite que um sistema que tenha metade do comprimento divida a expansão entre os tubos de reator superior e inferior descritos na Figura 14. A segunda vantagem do projeto desse sistema é que a carga nas trados parafuso dentro do reator é reduzida reduzindo- se o comprimento e, sucessivamente, reduzindo-se a tração de cavalo-força.

[00173] O processo de transformar o dejeto plástico em combustível envolve aquecer o dejeto plástico dentro do reator. À medida que o plástico é aquecido dentro do reator 1400 descrito na Figura 14 o mesmo se transforma em um vapor. Esse vapor é forçado a se deslocar ao longo dos tubos a partir do reator superior ao reator inferior, deslocando-se por todo o comprimento. O vapor também é obstruído pelo transportador parafuso descrito na Figura 21 dentro do reator induzindo que uma trajetória mais longa seja criada pelos filetes transportadores. Isso permite que calor seja aplicado ao vapor e plástico por um período de tempo mais longo. Esse tempo de permanência estendido é o que induz os vapores a se transformarem nas cadeias c necessárias para a produção de combustível. Utiliza-se craqueamento térmico para transformar o produto de vapor no produto de combustível necessário. A temperatura e tempo de permanência podem ser ajustados ajustando-se a temperatura aplicada aos queimadores bem como ajustando-se a velocidade dos transportadores parafuso descritos na Figura 21.

[00174] O reator 1400 descrito na Figura 14 é aquecido pelos aquecedores tipo concha 1720 descritos na Figura 13 fazendo com que a parede lateral 1410 dos reatores seja aquecida. Esse calor é transferido no produto plástico à medida que entra em contato com as paredes laterais. Os transportadores parafuso descritos na Figura 21 continuam a limpar o produto a partir da parede e movê-lo a jusante através do reator. Visto que quaisquer produtos restantes do plástico são transportados, eles se transformam em carvão. O carvão não contém nenhum combustível de vapor de umidade. O carvão se desloca ao longo do transportador parafuso e entra no sistema de descarga de carvão 1900 descrito na Figura 19. Para garantir que os vapores não sejam transportados com o carvão, as duas últimas zonas de aquecimento 1750, 1752 são aumentadas em temperatura fazendo com que quaisquer vapores restantes continuem a longo do reator e afastando-se do sistema de descarga de carvão 1900.

[00175] O sistema da modalidade descrita é protegido com um sistema de purga de nitrogênio descrito na Figura 2 em 87. No caso de uma emergência, gás nitrogênio será canalizado no reator visto que nitrogênio é um gás inerte que deslocará oxigênio e evitará qualquer oxigênio de entrada entre no reator quente, pressurizando o vão dentro do reator. O nitrogênio também pode ser usado como um sistema de supressão de incêndio. As válvulas de controle descritas na Figura 2 em 90 podem ser configuradas para se abrirem mediante uma falta de energia, caso seja necessário. As portas de nitrogênio ao reator são colocadas em locais onde o calor e vapor são os mais concentrados.

[00176] Uma vez descritas as muitas modalidades da presente invenção em detalhes, ficará aparente que as modificações e variações são possíveis sem divergir do escopo da invenção definida nas reivindicações anexas. Adicionalmente, deve-se reconhecer que todos os exemplos na presente declaração, enquanto ilustra muitas modalidades da invenção, conforme proporcionado como exemplos não limitantes e, portanto, não devem ser tomados como limitante a vários aspectos ilustrado dessa forma.

[00177] Todos os documentos, patentes, artigos e outros materiais citados no presente pedido se encontram incorporados ao presente documento a título de referência.

[00178] Muito embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a determinadas modalidades, diversas modificações, alterações e mudanças às modalidades descritas são possíveis sem divergir do âmbito e escopo da presente invenção, conforme definido nas reivindicações anexas. De modo correspondente, pretende-se que a presente invenção não seja limitada às modalidades descritas, mas que tenha o escopo completo definido pela linguagem das reivindicações a seguir, e equivalentes das mesmas.

Claims

1. Aparelho para processar combustível reutilizável, caracterizado pelo fato de que compreende: uma montagem de suprimento contínuo de material; um alimentador de câmara de vácuo aquecida; um reator configurado para receber material a partir do alimentador de câmara de vácuo aquecida; e um sistema de refinação de vapor configurado para processar vapor fornecido pelo reator, em que a montagem de suprimento de material compreende: um corpo de prensa de material tendo uma entrada e uma saída configurada em uma primeira direção longe da entrada; uma fonte de alimentação configurada para gerar um fluxo de ar na entrada na primeira direção rumo a e através da saída de ar do corpo de prensa de material, em que o fluxo de ar captura e alimenta um material de suprimento no corpo de prensa de material; uma pluralidade de trados de prensa disposta dentro do corpo de prensa de material e configurada para receber e manipular o material de suprimento alimentado pelo fluxo de ar no corpo de prensa de material em uma segunda direção, em que a segunda direção é diferente da primeira direção; e um sistema de acionamento que controla e é conectado à pluralidade de trados, em que o material de suprimento é manipulado pela pluralidade de trados de prensa para fora de uma saída do corpo de prensa de material, em que o alimentador de câmara de vácuo aquecida é configurado para receber e processar o material de suprimento recebido da saída do corpo de prensa de material, em que alimentador de câmara de vácuo aquecida compreende dois trados alongados conectados a um acoplamento de acionamento, os dois trados alongados tendo parafusos axialmente rotativos, cada um tendo um eixo alongado com filetes helicoidais estendendo-se para fora ao longo de metade do comprimento de cada eixo alongado, em que cada comprimento restante do eixo alongado termina em uma superfície lisa, um corpo de suporte; uma pluralidade de trados dispostos dentro do corpo de suporte; um sistema de acionamento que controla e é conectado à pluralidade de trados disposta dentro do corpo de suporte; um sistema de exaustão conectado ao corpo de suporte; um invólucro de caixa de engrenagens tendo uma parte superior, uma parte inferior; e um sistema de ventilação disposto entre a parte superior e a parte inferior, em que a parte inferior é conectada ao sistema de exaustão, e o sistema de acionamento é acomodado no invólucro de caixa de engrenagens.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: um sistema de descarte de carvão configurado para eliminar carvão do reator.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: sistema de expansão térmica configurado para permitir expansão térmica do reator.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: um sistema de resfriamento configurado para receber combustível processado a partir do reator.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo de prensa de material inclui uma área de compressão disposta em uma estrutura de corpo afunilada de saída, preferencialmente a área de compressão é configurada para criar uma vedação pressurizada nela.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a saída de ar compreende uma transição de saída de ar com tela, preferencialmente a pluralidade de trados de prensa raspa a tela à medida que gira permitindo, assim, um fluxo de ar através do corpo de prensa de material e/ou a tela é configurada para evitar que o material de suprimento saia pela saída, mas permite que o fluxo de ar passe através da mesma.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de trados de prensa gira contrariamente entre si.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de trados de prensa se sobrepõe.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de trados de prensa inclui dois trados de prensa, em que cada trado tem filetes metálicos, em que um é um filete à direita e outro é de filete à esquerda.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma base de cada pluralidade de trados de prensa tem dois filetes terminando em ângulos que diferem em 180 graus.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de acionamento compreende uma caixa de engrenagens, preferencialmente a caixa de engrenagens compreende uma engrenagem helicoidal e/ou a caixa de engrenagens compreende engrenagens dentadas.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de potência é um soprador.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: um monitor de ampère que sinaliza quando o corpo de prensa de material estiver cheio e na pressão correta.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: um alimentador para fornecer material à entrada.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alimentador é pneumático.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de suprimento é plástico, preferencialmente o material de suprimento é bolsas plásticas.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: um sistema transportador que coleta o material de suprimento para alimentar em uma cobertura removedora de pedras.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende zonas de aquecimento individuais dispersas ao longo de um comprimento do reator, preferencialmente as zonas de aquecimento são separadamente reguladas e/ou as zonas de aquecimento são separadamente acionadas.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de resfriamento compreende: um resfriador de ciclone do primeiro tipo tendo uma primeira configuração; um ou mais resfriadores de ciclone do segundo tipo, em que cada um ou mais resfriadores de ciclone do segundo tipo tem uma segunda configuração substancialmente idêntica aos respectivos um ou mais resfriadores de ciclone do segundo tipo, em que a segunda configuração é diferente da primeira configuração; um trocador de calor resfriado a ar; um condensador de bobina; e um ou mais borbulhadores, em que o resfriador de ciclone do primeiro tipo e um ou mais resfriadores de ciclone do segundo tipo são conectados, em que um ou mais resfriadores de ciclone do segundo tipo é conectado ao trocador de calor resfriado a ar, em que o trocador de calor resfriado a ar é conectado ao condensador de bobina, em que o condensador de bobina é conectado a um ou mais borbulhadores.

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o resfriador de ciclone do primeiro tipo é conectado em uma configuração de conexão em série com o um ou mais resfriadores de ciclone do segundo tipo.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o um ou mais resfriadores de ciclone do segundo tipo compreendem um primeiro conjunto de aletas de guinada.

22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o um ou mais resfriadores de ciclone do segundo tipo compreende um segundo conjunto de aletas de guinada.

23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o primeiro conjunto de aletas de guinada é disposto em uma primeira direção e o segundo conjunto de aletas de guinada é disposto em uma segunda direção a partir da primeira direção.

24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a segunda direção é uma direção inversa da primeira direção.

25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o resfriador de ciclone do primeiro tipo e um ou mais resfriadores de ciclone do segundo tipo são dispostos como ciclones em cascata.

26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19 ou 25, caracterizado pelo fato de que o um ou mais resfriadores de ciclone do segundo tipo compreendem três resfriadores de ciclone do segundo tipo.

27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o resfriador de ciclone do primeiro tipo e os três resfriadores de ciclone do segundo tipo são dispostos em série começando com o resfriador de ciclone do primeiro tipo, preferencialmente o último resfriador de ciclone do segundo tipo é conectado ao trocador de calor resfriado a ar, mais preferencialmente o resfriador de ciclone do primeiro tipo e dois dos resfriadores de ciclone do segundo tipo são conectados a um primeiro tanque de retenção.

28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o condensador de bobina é conectado a um segundo tanque de retenção.

29. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o um ou mais borbulhadores compreende uma pluralidade de borbulhadores que são conectados em sequência.

30. Aparelho, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que ainda: um tanque de expansão, em que o tanque de expansão é conectado a um dos borbulhadores.

31. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a segunda direção está em uma direção oposta à primeira direção.

32. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a primeira direção é uma direção de rotação ciclônica e a segunda direção é uma direção de rotação ciclônica.

33. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda direção é geralmente uma direção para baixo.

34. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a transição de saída de ar com tela é disposta geralmente transversal à entrada na primeira direção.

35. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de trados de prensa é posicionada verticalmente dentro do corpo de prensa de material.

36. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que pressão é reduzida na área de compressão.

37. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois trados alongados são dispostos horizontalmente dentro do alimentador de câmara de vácuo aquecida.

38. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os filetes dos dois trados alongados se sobrepõem para fornecer rotação do filete helicoidal estendendo-se para fora em direções opostas.

39. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o filete helicoidal se estendendo para fora e se estendendo ao longo de uma metade do comprimento de cada eixo alongado se estende entre um início do filete no eixo alongado e próximo ao acoplamento de acionamento e uma extremidade de descarga do eixo alongado.

40. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada trado alongado compreende um eixo de acionamento, uma seção intermediária tendo o filete helicoidal estendendo-se para fora, e uma superfície lisa, preferencialmente um dos eixos de acionamento é maior do que o outro eixo de acionamento.

41. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um dos dois trados alongados é maior do que o outro.

42. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os trados alongados são dispostos dentro de um invólucro, em que as superfícies lisas das extremidades de eixo alongado são configuradas de modo que um espaço entre cada trado alongado e o invólucro seja menor do que 25,4 mm (1 polegada).

43. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um diâmetro de cada das superfícies lisas é maior do que um diâmetro de cada eixo alongado com filete helicoidal estendendo-se para fora.

44. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 43, caracterizado pelo fato de que o sistema de ventilação é disposto totalmente dentro da estrutura do invólucro de caixa de engrenagens.

45. Aparelho, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de trados compreende trados transportadores tipo parafuso.

46. Aparelho, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de trados é disposta dentro do corpo de suporte de modo que seus respectivos filetes se cruzem.

47. Aparelho, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que o sistema de acionamento controla a rotação e temporização da pluralidade de trados, preferencialmente o sistema de acionamento compreende um acionamento de engrenagem de trado, mais preferencialmente o acionamento de engrenagem de trado utiliza engrenagens dentadas para controlar a rotação e temporização da pluralidade de trados.

48. Aparelho, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de trados é configurada para rotacionar contra um fluxo de vapor para limpar carvão de carbono dos vapores compreendendo hidrocarbonetos condensáveis e não condensáveis.

49. Aparelho, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que o sistema de ventilação compreende um espaço de vedação de pacote ou vão de ar.

50. Aparelho, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que compreende: um sistema de expansão térmica conectado ao corpo de suporte.

51. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície lisa possui quase o mesmo diâmetro dos dois trados alongados com o filete helicoidal estendendo-se para fora.

52. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diâmetro de cada uma das superfícies lisas é maior do que um diâmetro de cada eixo alongado com filete helicoidal se estendendo para fora.

53. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo de suporte é do sistema de refinação de vapor.