CN103203211A - 波裂解含碳-碳单键有机物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波裂解含碳碳单键有机物的方法，其中将频率为1000-2000MHz或者2500-3500MHz的辐射波导入到放置有含碳碳单键有机物的密封容器中，辐射波照射于有机物的表面和穿透至有机物内部，从而引起有机物中含有碳-碳化学单键的重复单元产生共振，控制辐射波的辐照时间，使得碳-碳化学单键在共振条件下发生断裂，有机物被分解为气态的低碳有机物、液态的中碳有机物和固态的高碳有机物。

Description

波裂解含碳-碳单键有机物的方法

技术领域

本发明涉及一种使用物质波针对含碳-碳单键有机物，特别是橡胶、塑料制品进行共振裂解回收其有效成分的方法。

背景技术

化学家主要任务是合成，将小分子化合物合成为大分子产物。1900-2011年100年间，人类已合成出2340万多种化学合成物，尤其是人造的有机大分子产物塑料、橡胶、化学纤维、树脂、尼龙等制品，业已成为人类必不可少的日用品和消费品。而且，在合成化学领域有41项诺贝尔奖被合成领域的化学家获得。

在21世纪以前，人类努力仿造大自然，去合成天然产物，如人造胰岛素。因为被诺贝尔基金委员会誉为地球上最重要的化学反应——大自然的光合作用，就是将二氧化碳，硫化氢和水这些小分子化合物，在太阳光的照射下，形成有机大分子的过程，大自然若没有了光合作用就不会有植物的生长，也不会有动物的生存。植物通过光合作用将空气中的二氧化碳作为碳源，形成纤维素、木质素、淀粉、糖类和蛋白质等天然有机大分子。但是，大自然光合作用创造的天然有机大分子产物，除了那些被埋在地下，经过千百万年的分解反应，形成当今的化石能源，煤、天然气、石油以外，暴露在地面上的天然有机大分子产物，又通过太阳光的照射，发生分解反应，形成气态或液态的有机小分子化合物而滋润了大地。因此，大自然的光合作用通过大自然的光解作用构成了地球资源的循环。

然而，化学合成物的大肆生产，造成了地球资源循环链的打断。大自然赐予人类的分解产物天然气、石油、煤，随着人类对能源的加速消耗，将很快被开采殆尽。人工合成的大分子产物很难分解，如塑料、橡胶、尼龙、有机纤维等，这些人造有机大分子制品的废弃物，已给人类居住环境造成了严重的污染。轮胎所造成的“黑色污染”和塑料所造成的“白色污染”已引起了世界各国政府的特别关注。这些人造制品在太平洋和大西洋形成的“塑料洲”，更是造成了各国政府的不安。仅太平洋“塑料洲”的面积已经是整个欧洲陆地面积的三分之一，而且“塑料洲”面积增长速度极快。到2030年，塑料洲的面积将会变成是欧洲大陆面积的3倍。

为解决工业与生活垃圾处理对于环境的污染、占用农业耕地和回收利用能源等诸多问题，当前较为常见的处理手段是热裂解方法。

热裂解的基本手段是采用外部热源，将热能转化为化合物分解所需的化学能。在热裂解过程中，依靠热交换和热传导作用将大分子化合物达到高温分解的临界点。热裂解依靠熵增加原理，提供的能量是热。所以热裂解的裂解速度与起始物料的温度有关。根据阿伦尼乌斯定理，每升高10℃，反应速度提高2-4倍，物料起始温度越高，热裂解速度越快。热裂解只能依靠短程传输热量，使物料温度升高，达到裂解温度才能进行。但对于大多数有机高分子聚合体来说，其都是热的不良导体，热传导和热交换速度很慢，只有温度超过600℃以上，热辐射的作用才比较明显。所以，即使某些有机高分子聚合体的热分解温度低于300℃，比如说有机玻璃，热裂解的温度也必须超过400℃才能正常反应。

随着技术的发展，人们开始尝试利用物质波，例如电磁波、机械波等来裂解这些含碳碳键的有机物。与上述热裂解相比，采用波裂解可以通过穿透物料，使物料从深层开始裂解，属于远程传递热量。利用波对物体的穿透能力和对金属的反射作用，可以将发射波限制在特定的金属容器中，形成波反应腔。反应物料在波的反应腔内发生裂解反应，有机小分子产物变成蒸汽逸出与固态物料分离，前者经冷凝和压缩，分离得到液态的燃料油和不可压缩的可燃气体，后者可收集固体碳。

例如在中国专利CN102477307A中公开了一种微波裂解装置，它包括微波裂解室、冷却器以及储油罐，所述冷却器设置在微波裂解室与储油罐之间。采用该装置对垃圾等进行裂解后可回收其有用成分。但该专利并没有公开波的频率与裂解产物转化率的关系以及为转化和分解这些产物所需能耗的情况。也就是说，该专利申请仅仅公开了一种微波裂解的装置以及采用微波裂解产物的概念。

发明内容

针对上述现有技术的现状以及存在的问题，发明人经过多年的摸索和实验发现：在波裂解含碳碳单键有机物时，通过将波的频率控制在一定的范围内可明显的提高产物的裂解转化率。同时，耗能量相比于其它频段明显降低，在此基础上完成了本发明。

因此，本发明的目的就是利用波裂解的方式进行大分子有机物的裂解，以提高工业与生活垃圾中有机物的裂解率与转化率，进而获得可回收再利用的能源产品。

为实现上述发明目的，本发明提出如下技术方案：

一种波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：将频率为1000-2000MHz或者2500-3500MHz的辐射波导入到放置有含碳碳单键有机物的金属密封容器中，辐射波照射于有机物的表面和穿透至有机物内部，从而引起有机物中含有碳-碳化学单键的重复单元产生共振，使得碳-碳化学单键在共振条件下发生断裂，有机物被分解为气态的低碳有机物、液态的中碳有机物和固态的高碳有机物。

产生上述辐射波的辐射发生装置设置于金属密闭容器的外部，通过设定的窗口将辐射波向金属容器内部导入；金属密闭容器设置有供有机物投入与裂解产物排出的通道，针对该通道实施防辐射泄露处理。

在上述波裂解过程中，向金属密闭容器中投入催化剂以加快碳-碳化学单键的断裂和引发链反应速度。

向密闭容器中投入的催化剂的量以质量百分比计占混合物料总量的0.1%-10%。

所述的催化剂为至少一种选自氧化镍（NiO），四氧化三铁（Fe₃O₄），氧化钴（CoO），硝酸镉（Cr(NO₃)₃)，硫化铁（FeS₂），硫化亚铜（Cu₂S），碳（C），氧化铁（Fe₂O₃），氧化锌（ZnO），三氧化二锰（Mn₂O₃），羰基镍（Ni(CO)₄），羰基铁（Fe(CO)₅），γ-Al₂O₃,氧化亚铜（Cu₂O），氧化铅（PbO），氧化钙(CaO)和氧化钼(MoO₃)组成的组份。

在进行波裂解之前，将催化剂均匀地混合于大分子有机物中。

所述辐射波的频率优选在1200－1800MHz或者2700－3500MHz之间；更加优选在1200－1600MHz或者2900－3500MHz之间。

所述辐射波可以为电磁波或机械波。

所述的电磁波包括微波；所述的机械波包括声波和振动波。

在波裂解之前，采用机械粉碎装置将大分子有机物粉碎至直径为1.5厘米以下的颗粒。

裂解产生的气态有机物，采用冷凝装置或加压冷凝装置加以收集、分离与提纯。

裂解产生的固态有机物，采用余热回收方法将其热量利用，降至室温的固态有机物根据原料不同，可生产炭黑、活性炭与焦炭。

由于上述处理工艺只对碳-碳化学单键产生共振影响，对其它化学键没有影响或者影响很小，因此对无机物或共轭双键体系，波裂解作用不大。本发明对混合物中存在碳-碳单键的有机大分子，能方便地、选择性利用，而得到可燃气、燃料油和固体炭，以替代化石能源天然气、石油和煤等产品。

辐射波的发生装置为电场与磁场相互作用，产生具有特定频率的波动，以辐射方法传送出去。

大分子有机物对于地球环境污染的根源在于人造化学合成物难以分解，本发明提出的波裂解方法与热裂解的区别主要在于波裂解无需供热源，采用共振断裂化学键，选择性好。

更为重要的是，本发明利用有机大分子结构中都存在有碳-碳化学单键，选择使用碳-碳化学单键共振的特定频率的辐射波，使有机大分子结构中的碳-碳化学单键产生共振而发生化学单键断裂，形成分解产物。

波裂解大分子有机物的方法，能够直接地解决当前世界的能源危机问题。世界能源利用90%以上的化石能源煤、石油、天然气。原料就是有机生命体，埋在地底下经过千百万年的分解反应，形成气态的分解产物就是天然气等可燃性气体，形成液态的分解产物就是石油等，形成固态的分解产物就是煤等。波裂解技术可以将所有有机生命体快速分解成天然气、生物质油和固体炭，形成化石能源的替代产品。

波裂解大分子有机物的方法，针对人造有机大分子产物，同样可以快速将难以降解的人造有机大分子产物分解成C1-C4的可燃气，C5-C20的燃料油和C20以上的固态炭。只要人造有机大分子产物中存在有碳-碳化学单键，波裂解可以选择性的使碳-碳化学单键断裂，形成小分子有机物。

例如，煤的结构和沥青的结构中都含有碳-碳单键和氢元素。波裂解方法可以用于煤的焦化、煤的液化和煤的气化，也可以用于沥青裂解生产轻质油，液化气和沥青焦炭。

在上述方法的基础上，为提高波裂解反应中辐射波产生、传输与引发裂解反应全过程中的可靠性，降低对于周围环境与操作人员的危害，可采取的进一步改进措施是，产生辐射波的辐射发生装置设置于金属密闭容器的外部，通过设定的窗口将辐射波向金属容器内部导入。

辐射发生装置安装在裂解反应容器的外部，与裂解原料属非接触性引发反应。当辐射波发生启动或停止时，能方便地操作裂解反应的进行与终止。整个分解反应过程无碳消耗，无任何废弃物，安全卫生无污染。

综上所述，本发明波裂解大分子有机物的方法具有以下优点：

1、创造性提出利用辐射波裂解大分子有机物的方法，能够定向地形成大分子有机物的裂解反应，无需外部热源，显著地降低能耗与对于外部环境的污染。

2、利用波裂解的方式，能够有效地提高工业与生活垃圾中有机物的裂解率与转化率，进而可直接获得再次利用的能源产品，如天然气、可燃油与固体炭等。

3、波裂解方法的操作工艺较为简单、分解产物收集方便、反应速度快，有利于与之配套的控制工艺与裂解设备的设计与生产，能够大规模地推广与实现工业化。

4、碳-碳化学单键的键长在

之间，大分子有机物如纤维素、半纤维素、木质素、甲壳素、淀粉、多糖、蛋白质、多肽等，或者是人造有机大分子化合物，塑料、橡胶、树脂、有机纤维、人造革、玻璃钢、电木、农药等，结构中都存在有C-C键重复单元，波裂解工艺能够将上述的有机大分子化合物通过C-C键的断裂，都分解形成有机小分子产物，或者说形成化石能源的替代品。因此，本专利的应用范围十分广泛，同时，也能够包括任何含有有机物的工、农业废弃物，如废旧塑料、橡胶、秸秆、干草等工农业垃圾，以及木屑、树叶、树枝、虾皮、蟹壳等城市生活垃圾、医疗垃圾和电子垃圾。

具体实施方式

下面结合对不同物料的处理详细阐述本发明

实施例1：对顺丁橡胶的波裂解

用频率为1000-2000MHz或者2500-3500MHz的微波或者声波照射到顺丁橡胶固体物料上，使顺丁橡胶中的有机高分子聚丁二烯发生分解反应，变成丁二烯等有机小分子产物。这些有机小分子产物先形成油气从反应体系中逸出，与固体分离。油气经过冷凝和压缩，分别得到C₅-C₂₀的油，C₂-C₅的液化气和CH₄、H₂、CO等不可压缩气。

波照射裂解过程中的有机小分子产物是通过油气的蒸发与固体分离。固体残留在反应器中，用适当的输送方式推入固体收集罐中。在采用2500-3500MHz的波辐照时，顺丁橡胶波裂解产物中，油气的比例在55%-60%，其中冷却的液体油占60%～70%，可压缩气占15%～20%，不可压缩气占10%～15%，固体的比例在40%～45%。顺丁橡胶波裂解产物中的可压缩液化气中，经检测其中的异丁烯成分占67.8%，说明波裂解断键有一定的选择性，是通过合适的位置的C-C键断裂而形成。裂解产物为比重约0.86g/L燃料油、含67.8%异丁烯的液化气、含70%甲烷的不可压缩气和粗炭黑，全部都可作为工业化原料，没有废弃物，产物全回收。在采用1000-2000MHz频率的波辐照时，波裂解产物的组成和比例与2500-3500MHz有所不同。产物的分离方法和回收手段基本相同。从产物组成上分析，此频率范围的C-C键断裂位置与2500-3500MHz的C-C键断裂位置有差异，液化气中丁二烯的含量要高。液体油中的双键组分也较多。说明聚丁烯中的C-C键环境不同，对应的频率也不相同。

在1000-2000MHz频率范围的能量消耗与2500-3500MHz相比要大一些，但两个频率段的顺丁橡胶波裂解的能耗都不高于600度/吨。1000-2000MHz频率裂解速度也明显要慢，但穿透深度相比要高很多。既低频率波照射，物料的厚度的影响较小。另外，相同重量下，低频率波照射裂解产物，所得产物固体量的比例要大一些，气体产物的量要少一些，液体量相对而言要多一些，其它与高频率没有太大的区别。整个裂解过程没有废弃物，气、固、液全回收，都是工业化原料。

实施例2：对氯丁橡胶的波裂解

用1000-2000MHz或2500-3500MHz的微波或者声波照射到氯丁橡胶固体物料上，使氯丁橡胶中的有机高分子聚氯丁二烯发生分解反应，变成有机小分子产物。这些有机小分子产物先形成油气从反应体系中逸出，与固体分离。油气经过冷凝和压缩，分别得到C₅-C₂₀的油，C₂-C₅的液化气和CH₄、H₂、CO等不可压缩气。

波照射裂解过程中的有机小分子产物是通过油气的蒸发与固体分离。固体残留在反应器中，用适当的输送方式推入固体收集罐中。氯丁橡胶波裂解产物中，油气的比例在53%-57%，其中冷却的液体油占70%-85%，可压缩气占10%左右，不可压缩气占5%-10%，固体的比例在43%-50%。氯丁橡胶波裂解油气产物中，经检测，其中的氯丁烯成分较高，在20%-30%。说明波裂解断键有一定的选择性，是通过合适的位置的C-C键断裂而形成。

氯丁胶粉波裂解的能耗不高于700度/吨，裂解产物中液体的比重较大，在1.00g/L以上。不可压缩气中甲烷的含量较高，固体仍然为粗炭黑。产物全部都可作为工业化原料，没有废弃物，产物全回收。

实施例3：对聚苯乙烯的波裂解

用1000-2000MHz或2500-3500MHz频率范围内的微波或者声波照射到聚苯乙烯废塑料上，使聚苯乙烯发生分解反应，变成苯乙烯等有机小分子产物。有机小分子产物先形成油气从反应体系中逸出，与固体分离。油气经过冷凝和压缩，分别得到含苯、甲苯、苯乙烯、二苯乙烷等液体，和甲烷、乙烷、氢气等可燃气。

波裂解过程中的苯衍生物和有机小分子先变成气体与固体分离。固体残留在反应器中，用适当的输送方式推入固体收集罐中。聚苯乙烯波裂解产物中，油气的比例在95%-98.4%，其中，通过冷却得到的液体油占90～95%，气体占3%～5%，固体占1.6%～3.5%。聚苯乙烯波裂解产物中的液体部分，经检测，苯乙烯和乙苯占70%以上。即聚合的单体苯乙烯为主要裂解产物。说明波裂解断键的选择性较强，在苯乙烯的聚合处断键。C-C键断裂位置与频率有较大的对应关系。

波裂解聚苯乙烯的耗电量在700度/吨左右。裂解产物中的苯乙烯量可达50%以上。波裂解聚苯乙烯物料所得的气体和固体量都很少，也能够通过工艺进行控制。实验得到最低的固体炭为0.8%，最低的气体量为2.6%，最高的液体量为96.2%。实验结果充分说明波裂解聚苯乙烯有很高的选择性。

实施例4：对聚乙烯的波裂解

用1000-2000MHz或2500-3500MHz的微波或者声波照射到聚乙烯废塑料上，使聚乙烯发生分解反应，变成有机小分子产物。有机小分子产物先形成油气从反应体系中逸出，与固体分离。油气经过冷凝和压缩，分别得到含C5～C20等烃类化合物（液体），和C2～C4等可压缩气（液体），以及甲烷、乙烷、氢气等不可压缩可燃气。

波照射裂解过程中的有机小分子产物是通过油气的蒸发与固体分离。固体残留在反应器中，用适当的输送方式推入固体收集罐中。聚乙烯波裂解产物中，油气的比例很大，在95%～99.2%之间。油气中可冷却的液体油占20%～50%，可压缩气占30%～50%，不可压缩气占10%～20%，固体的比例在0.8%～1.8%。聚乙烯波裂解产物中的不可冷凝气体，经检测丁烯含量最高可达70%。说明波裂解断键有一定的选择性，裂解产物中的反应单体乙烯，绝大多数可以循环利用，提升了产物的附加值。

实验数据表明，聚乙烯的波裂解产物比较难控制，但有规律可循。如果想得到更多的液体，波的能量密度就不能高，裂解速度不能太快。如果想得到更多的气体含量，波能量密度要大。一般产物气体量多，能耗就大，液体多能耗小。波裂解聚乙烯的耗电量在600～800度/吨之间。波裂解聚乙烯物料所得的固体量很少，最低得到过0.6%的固体炭。由于聚乙烯分子是一个长链，结构中C-C键的环境几乎一致，区别不大，在长链中的任何位置都可以断裂，所以造成产物组成难以控制。但从反应机理上讲，波裂解引起C-C键断裂，从实验可以证实。

实施例5：对玻璃钢的波裂解

用1000-2000MHz或2500-3500MHz的微波或者声波照射到玻璃钢废料上，使玻璃钢中的有机聚合物发生分解反应，变成有机小分子产物。有机小分子产物先形成油气从反应体系中逸出，与固体分离。油气经过冷凝和压缩，分别得到液体燃料油，可燃气体甲烷、甲醛、氢气等和固体无机物。

波照射裂解过程中的有机小分子产物是通过油气的蒸发与固体分离。固体残留在反应器中，用适当的输送方式推入固体收集罐中。玻璃钢波裂解产物随着所用树脂的不同而不同，而且，玻璃钢中有机物的含量在30%-40%之间，无机纤维占60%以上。玻璃钢波裂解的主要目的是解决玻璃钢废弃物难处理这一世界性难题。通过波裂解玻璃钢废弃物，可以有效地将有机物和无机物分离，有机物形成含大量酚类衍生物的液体部分和热值大于8000大卡/公斤的气体部分。有机物形成的油气的比例在2:1，无机物含炭约5%，因比重大、无污染可以填埋，也可以循环利用。

波裂解玻璃钢以资源循环利用为主要目的。波裂解可以将难处理的热固性塑料重新分解，变成可利用的有机化工原料。实验数据表明，波裂解1吨玻璃钢，可得到150公斤左右的有机液体混合物和150公斤左右的有机可燃气，大约70%左右的无机固体产物。

实施例6：对有机玻璃-聚甲基丙烯酸甲酯的波裂解

用1000-2000MHz或2500-3500MHz微波或者声波照射到废有机玻璃物料上，使聚甲基丙烯酸甲酯发生分解反应，变成液体的甲基丙烯酸甲酯和少量的气体。有机玻璃的波裂解处理与聚苯乙烯塑料很相似，裂解产物以液体为主，固体和气体总和不超过10%。但有机玻璃的波裂解产物，单体的甲基丙烯酸甲酯含量很高，可达80%以上。在波长频率、能量密度、波照射均匀性都控制好的条件下，波裂解有机玻璃可得到比重为0.94g/L的粗甲基丙烯酸甲酯液体96.2%，固体炭只有0.2%，气体为3.6%。

波裂解有机玻璃是处理有机玻璃废弃物最好的方法之一。波裂解选择性好，裂解产物几乎全部是反应单体—甲基丙烯酸甲酯。与热裂解相比，波裂解最大的优势就是反应温度低、裂解率高，反应温度可以控制在300°C以下，而裂解率几乎是100%。甲基丙烯酸甲酯的沸点较高，很容易冷却液化，波裂解有机玻璃的瞬间产物分子都是气态，很方便与固体的分离。波裂解有机玻璃的实验数据表明，聚甲基丙烯酸甲酯是发生了C-C键的断裂，结构中的O-C键并没有破坏，波裂解断键的选择性很高。

波裂解有机玻璃的耗电量在500度/吨以下。裂解产物中的甲基丙烯酸甲酯量可达90%以上。波裂解废有机玻璃物料所得的气体和固体量都很少，也能够通过工艺进行控制。实验得到最低的固体炭为0.2%，最低的气体量为1.8%，最高的液体量为98.5%。实验结果充分说明波裂解有机玻璃有很高的选择性，是C-C键的断裂。

实施例7：对玉米秸秆的波裂解

玉米秸秆中有40%～50%的纤维素、30%～35%的半纤维素和20%左右的木质素。玉米秸秆氧元素含量较高，裂解产物中会形成大量的小分子水。用1000-2000MHz或2500-3500MHz的微波或者声波照射到玉米秸秆上，纤维素、半纤维素和木质素会发生C-C键的断裂，形成有机小分子产物和水。这些有机小分子产物先形成烟气从反应体系中逸出，与固体分离。烟气经过冷凝和压缩，分别得到生物质油、可燃气、和活性炭。

波裂解玉米秸秆的裂解产物依然是气、固、液三种物质。气体和液体首先形成蒸汽与固体分离，然后，蒸汽经过冷凝分离出气体和液体，固体残留在反应器中，用适当的输送方式推入固体收集罐中。玉米秸秆的波裂解产物中，油气的比例在80%左右，其中冷却的液体占30%-50%，气体占20%-40%。固体的比例在20%左右。玉米秸秆波裂解产物，经检测，液体中有机物占70%以上，气体中甲烷含量在75%左右，固体炭的热值为5700大卡/公斤。

玉米秸秆波裂解的能耗不高于500度/吨，裂解的液体产物为含水量20%-30%的生物质油，其中酚类衍生物占20%左右，脂肪类化合物占50%左右。气体产物的热值在10000大卡/公斤左右，含甲烷75%以上，可直接用于工业化可燃气。固体有较高的空隙率，可直接用做工业化活性炭使用。没有废弃物，产物全回收。

实施例8：对树叶的波裂解

树叶中主要成份是纤维素，少量的多糖和蛋白质。由于氧元素含量较高，裂解后会产生大量的水。用2500-3500MHz的微波或者声波作用到树叶上，纤维素等大分子经C-C键断裂，生成小分子有机物和水。有机小分子产物随后以蒸汽的形式逸出，与固体分离。烟气经过冷凝和压缩，分别得到生物质油、可燃气、和活性炭。

波裂解树叶的裂解产物依然是气、固、液三种物质。气体和液体首先形成蒸汽与固体分离，然后，蒸汽经过冷凝分离出气体和液体，固体残留在反应器中，用适当的输送方式推入固体收集罐中。树叶的波裂解产物中，油气的比例为75-80%，其中冷却的液体占25-50%，气体占25%-30%。固体的比例在25-20%左右。

在1000-2000MHz频率范围的能量消耗与2500-3500MHz相比要大一些，使用2500-3500MHz频段时能耗不高于400度/吨。经检测，裂解的液体产物为含水量20%-35%的生物质油，其中苯和酚类衍生物占50%左右，脂肪类化合物占50%左右，气体含甲烷60%以上。固体产物具有较高空隙率，可用作活性炭使用。气固液可全部回收利用，无废弃物。

实施例9：对木质素的波裂解

木质素的基本结构单元是苯丙烷。用频率为2500-3500MHz的微波或者声波照射到木质素固体物料上，使木质素中的C-C键发生断裂，分解成为有机小分子。这些有机小分子产物首先形成蒸汽从反应体系中逸出，与固体分离。蒸汽经过冷凝和压缩，得到生物质油、可燃气和固体。波照射裂解过程中的有机小分子产物是通过蒸汽的挥发与固体分离。固体残留在反应器中，用适当的输送方式推入固体收集罐中。

在采用2500-3500MHz的波辐照时，木质素分解产物中，蒸汽的比例在60%-80%，其中冷却的液体油占35%～40%，可压缩气占5%～10%，不可压缩气占25%～30%，固体的比例在20%～40%。在1000-2000MHz频率范围的能量消耗与2500-3500MHz相比要大一些，但两个频率段的木质素波裂解的能耗都不高于500度/吨。相同重量情况下，1000-2000MHz频率范围作用于木质素时，所得固体残留比例大一些，气体产物比例较小。整个分解过程，没有废弃物产生，尤其是产生气体部分，甲烷、乙烷、氢气等可燃气含量超过85%，可充分利用。

下面给出不同发射频率的实验对比结果见表1

从表中可以看出，控制辐射波的频率在1000－2000MHz或者2500－3500MHz，相比于其它的频率或区段可以获得较高的裂解转化率，较低的能耗，其社会效益和经济效益非常显著。

上述具体实施例是例示性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。

Claims (13)

1.一种波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：将频率为1000-2000MHz或者2500-3500MHz的辐射波导入到放置有含碳碳单键有机物的密封容器中，辐射波照射于有机物的表面和穿透至有机物内部，从而引起有机物中含有碳-碳化学键的重复单元产生共振，使得碳-碳化学键在共振条件下发生断裂，有机物被分解为气态的低碳有机物、液态的中碳有机物和固态的高碳有机物。

2.根据权利要求1所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：产生辐射波的辐射发生装置设置于金属密闭容器的外部，通过设定的窗口将辐射波向金属容器内部导入；金属密闭容器设置有供有机物投入与裂解产物排出的通道，针对通道实施防辐射泄露处理。

3.根据权利要求1或2所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：在上述波裂解过程中，向金属密闭容器中投入催化剂以加快碳-碳化学单键的断裂引发链反应速度。

4.根据权利要求3所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：向金属密闭容器中投入的催化剂的量以质量百分比计占混合物料总量的0.1%-10%。

5.根据权利要求4所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：在进行波裂解之前，将催化剂均匀地混合于大分子有机物中。

6.根据权利要求3～5之一所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：所述的催化剂为至少一种选自氧化镍（NiO），四氧化三铁（Fe₃O₄），氧化钴（CoO），硝酸镉（Cr(NO₃)₃)，硫化铁（FeS₂），硫化亚铜（Cu₂S），碳（C），氧化铁（Fe₂O₃），氧化锌（ZnO），三氧化二锰（Mn₂O₃），羰基镍（Ni(CO)₄），羰基铁（Fe(CO)₅），γ-Al₂O₃，氧化亚铜（Cu₂O），氧化铅（PbO），氧化钙(CaO)和氧化钼(MoO₃)组成的组份。

7.根据权利要求1所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：所述辐射波的频率在1200－1800MHz或者2700－3500MHz之间。

8.根据权利要求7所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：所述辐射波的频率在1200－1600MHz或者2900-3500MHz之间。

9.根据权利要求1所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：所述辐射波为电磁波或机械波。

10.根据权利要求9所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：所述的电磁波包括微波；所述的机械波包括声波和振动波。

11.根据权利要求1、2或3所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：在波裂解之前，采用机械粉碎装置将大分子有机物粉碎至直径为1.5厘米以下的颗粒。

12.根据权利要求1、2或3所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：裂解产生的气态有机物，采用冷凝装置或加压冷凝装置加以收集、分离与提纯。

13.根据权利要求1、2或3所述的波裂解含碳碳单键有机物的方法，其特征在于：裂解产生的固态有机物，采用余热回收方法将其热量利用，降至室温的固态，根据有机物原料不同，可生产炭黑、活性炭与焦炭。