CN115666804A - 至少部分分解材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的方法 - Google Patents
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Abstract
一种至少部分分解材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的方法。该方法包括以下步骤:将所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中,将至少一种工作流体引入处理容器中,将所述处理容器中的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合上的压力重复地增加到高于大气压,然后随后使处理容器中的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合减压以实现容器中的压力降低,以实现所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的至少部分分解。
Description
技术领域
本发明总体上涉及材料或材料组合的处理,并且具体地涉及实现至少部分分解材料或材料组合的装置。
背景技术
在废物处理领域,存在用于处理废产品项目的现有技术方法。
Grube的美国专利第4,540,467号公开了一种用于从金属铸件中移除模芯材料和用于破碎城市废料(例如纸产品)的方法和装置,其涉及在压力容器内加热和水合(hydrate)材料。在水合期间添加对待处理的材料或水合水有活性的化学物质,以软化待移除或破碎的材料。排空容器中过量的液体,并在选定的时间段内加入加压蒸汽。达到合适的温度和压力,使得当通过快速打开压力容器底部的卸载装置而快速降低容器中的压力时,由经处理材料携带的水分或液体将快速转变为蒸汽或蒸气。根据热力学定律,容器中的压力的突然释放导致水分变为蒸汽,并且材料中的一定部分的液体闪蒸为蒸气。由此产生的经处理材料内的快速膨胀使其破碎。
该现有技术方法的一些问题包括,优选的过程需要用适当的化学试剂处理废料。因此,该步骤涉及废物的另外的“湿处理”,并且存在所涉及的化学品的伴随成本。其次,加压和爆炸卸压的单一循环可能产生不太理想的破碎。第三,在该文献中提出的条件下,塑料制品保持完整并且不破碎。
Norris的国际专利公开号WO2012107732涉及一种用于破碎废产品的方法,包括以下步骤:将所述离散的废产品项目引入压力容器中,使所述一个或多个项目经受容器中高于大气压至少0.5巴的过热蒸汽大气,随后使容器减压以在最多5秒内实现至少0.5巴的压力降低,并重复步骤(b)和(c)以实现所述废产品项目或废产品项目的组合的破碎。
Norris的方法通常基于用至少两个循环的增压过热蒸汽处理废产品项目,然后卸压以在最多5秒内将压力降低至少0.5巴,以实现破碎。
该文献中提出的理论是,由于熔融、水解和热卸压中的一种或多种,通过蒸汽和闪蒸卸压使离散的废产品项目破碎。
本发明的目的是至少部分地克服或改善上述现有技术方法的任何一个或多个缺点。
发明内容
根据本发明,提供了一种至少部分分解材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合的方法,该方法包括以下步骤:
a)将所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中,或者从材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的现有壳体或载体临时创建处理容器;
b)将至少一种工作流体引入处理容器中;
c)将所述处理容器中的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合上的压力增加到高于大气压;
d)随后使处理容器中的材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合减压,以在容器中实现处理容器中的材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合上的压力降低,以及
e)重复步骤(c)和(d)至少一次,以实现所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的至少部分分解。
有利地,本发明的方法可以单独使用压力操纵来提供材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合的受控分解。该方法可用于实现材料或产品项目、或材料或产品项目的组合、嵌入或位于载体产品中的一种或多种材料或产品项目、或一种或多种材料或产品的组合的至少部分分解,优选地对载体产品没有任何不利影响。
此外,该方法可以用于从载体产品移除或分离材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。
本发明的方法涉及材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的至少部分分解。该方法可以以固定或便携式配置来实现。换句话说,根据具体情况,可以使用固定在适当位置的处理室或者可以使用便携式的处理室。
该方法可以在大或小的处理室中实施。该方法可用于处理单一类型的材料或产品、或者多种材料或产品、或者不同类型的材料或产品的组合。单一类型的材料或产品的处理可以允许更好地针对方法,特别是方法参数,以实现材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的更高效或更完全的分解。
压力的增加可以施加在处理容器中和/或处理容器内的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合上。
不希望受理论限制,本发明的方法优选地用于使用压力变化来机械地分解材料或产品项目、或材料或产品项目的组合,以破坏材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的物理结构。在一些情况下,通常取决于所使用的工作流体的性质,也可能发生化学分解。
材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的分解将优选地实现材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的至少一些尺寸减小和/或材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的分解。
方法参数通常将根据待处理的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合来确定和/或如果处理材料或产品项目的组合则根据混合物来确定。加压和减压的处理方案将优选地仅在至少一种工作流体已经被引入处理容器之后开始。
优选将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合装载到其中进行该方法的处理容器中。一个或多个项目可以以任何方式装载到容器中。
该方法可以在离散的、分批的基础上或连续的基础上进行。在某些情况下,混合基础可以与被处理的连续系列批次一起使用。在连续地实施该方法的情况下,优选的是,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合将在处理室中具有特定的停留时间以实现至少部分分解。
在一个连续的实施例中,可以将待处理的材料(或含有一种或多种待处理材料的混合物)引入呈细长处理容器形式的处理容器中,该细长处理容器可以采用导管、管道、歧管等形式。待处理的材料(或含有一种或多种待处理材料的混合物)优选在处理期间通过处理导管输送。
待处理材料(或含有一种或多种待处理材料的混合物)的加压可以通过使用一个或多个注射器施加压力以在其中发生加压的处理导管内产生一个或多个高压区来进行,而减压在一个或多个注射器停止施加压力时和/或当待处理材料(或含有一种或多种待处理材料的混合物)通过处理导管的流动将待处理的材料(或含有一种或多种待处理材料的混合物)移出高压区时发生。
压力可以通过一个或多个注射器以一个或多个脉冲施加。可以围绕处理导管径向地或周向地设置多个注射器。可以在处理导管的长度上设置多个注射器。高压工作流体可以经由一个或多个注射器以脉冲形式引入,以便快速加压处理导管中的区域。可以存在来自单相注射器和/或多相注射器的多个脉冲。加压可以在注射器内或在注射器进料(feed)之前实现。作为缺乏注射器脉冲的结果,可以实现减压。
一个或多个注射器可以注射可燃流体,例如氢气,当可燃流体与进入入口端口的另一工作流体混合并点燃时,导致冲击波并产生附加物质,例如水蒸气,其可以形成工作流体的至少一部分。
注射器可以设置成基本上横向于通过处理容器的流动的方向,相对于通过处理容器的流动的方向成锐角,在通过处理容器的流动的方向相反的流方向上,或者相对于通过处理容器的流动的相反流方向成角度。
所提供的注射器的数量和配置将取决于所需的处理方案。围绕处理导管的多个注射器的环可以产生材料必须通过的处理区。在处理容器的长度上的多个环可以在处理容器的长度上形成多个处理区。
一个或多个注射器可以在处理容器内成直线设置。这可以产生脉冲射流配置处理容器。在这种配置中,处理是间歇性的,其中工作流体或混合物的每次填充(charge)的加压和排出优选地引起新鲜填充的吸入。待处理的材料或产品可以保持在适当位置,工作流体流过处理容器和/或任何处理过的材料排出容器。
在与通过处理容器的流动的方向相反的流方向上提供一个或多个注射器通常将增加通过处理容器的流动的湍流。
任何一个或多个注射器可以采用从外部发生器/源/贮存器释放压力的龙头/阀/注射器的形式,或者可以通过机械/机电/磁/压电/光电/声/超声/化学/燃烧部件在注射器内产生脉冲。
低压区或容器可以与处理容器的出口相关联。低压区或容器可以处于或接近真空。
本发明的方法可以从材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的至少部分分解中形成有用的产品。可以对来自本发明方法的任何产品流进行下游处理,以分离和/或回收(recover)形成的任何有用的产品。
排出本发明的装置的任何流可以被处理以回收至少一种工作流体,使用相同或替代的参数进行再处理,或者经受进一步的处理方法以分离、清洗、提纯或精炼该处理的产品。
本发明的方法包括将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器的步骤。如上所述,可以以任何方式将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中。例如,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以机械地或使用流体输送到处理容器中。材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合可以与至少一种工作流体同时输送到处理容器中。材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合可以通过至少一种工作流体输送到处理容器中。
一旦材料或产品项目、或材料或产品项目的组合已经被引入处理容器中,处理容器可以被关闭和密封。
可以至少部分地在处理容器内提供机构,以将待处理的材料或产品传输到处理容器中、传输通过处理容器和/或传输出处理容器。例如,可以提供螺旋输送机、缆线输送机、链式输送机、螺旋钻或分度机构。优选地,所使用的任何机构将能够密封在处理容器中或密封到处理容器上。
在一个实施例中,可以提供输送机以将处理过的材料输送出处理容器。为此目的,螺旋输送机是优选的。螺旋输送机可以通过在螺旋输送机中形成材料塞来密封处理容器的排出口。螺旋输送机可以延伸到处理容器中并且可以简单地移除材料。可以通过处理容器提供螺旋输送机,这可以允许螺旋输送机将待处理的材料输送到处理容器中,在处理期间支撑材料,然后从处理容器移除材料。优选地,如果提供,则输送机将位于处理容器的下部,但这将取决于特定的配置。
在某些优选实施例中,处理容器可以一直密封,并且在处理容器仍然密封的同时将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器和从处理容器移除材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。连续操作方法通常要求处理容器一直密封。在一个实施例中,处理容器可以是或包括细长的处理容器,例如管道、导管、歧管或类似物,允许同时处理和输送材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。换句话说,材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合可以在它们被输送到处理容器中、通过处理容器并且优选地从处理容器输送出来时被处理。在处理期间,材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合可以固定在处理容器内的适当位置。
因此,相对于该方法中的其他步骤,可以在任何时间密封处理容器。处理容器可以不是密封的,例如,在材料或产品项目、或材料或产品项目的组合被输送到处理容器中、通过处理容器并且优选地从处理容器输送出来时被处理的情况下。
可以调节本发明的方法以处理几乎任何类型的材料或产品、或材料或产品的组合,包括但不限于物理废物如瓶子、一般废物、家庭废物如衣服,并且包括难以处理的废物如尿布、卫生带或卫生巾等,甚至建筑废物如地毯。材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的组成通常将确定至少一种工作流体的组成和处理方案的具体参数。
材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以在引入处理容器之前进行预处理。在一个优选实施例中,材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合可以在引入之前经历尺寸减小。在处理之前,尺寸减小通常将起到相对于材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的体积增加表面积的作用。
在进入处理容器之前,材料或产品项目可以经受一个或多个预处理步骤。特别优选的是,材料或产品项目在处理之前经历尺寸减小。尺寸减小通常将导致每单位体积的材料或产品项目的表面积增加。材料或产品项目的表面积通常是处理功效的重要因素,较大的表面积通常导致更大和/或更快的分解。可以使用任何尺寸减小机构,但通常适用于材料类型或材料类型的组合。
预处理步骤之一可以是或包括浸渍。所使用的液体将优选地取决于待处理的材料的组成。
预处理步骤之一可以是或包括液体含量减少步骤。
预处理可以包括使处理体积经受多个预处理加压步骤以产生最佳条件。
预处理步骤可以包括材料的脱水。
预处理步骤可以包括将待处理的材料和/或产品预浸泡在至少一种工作流体中。将材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合引入处理容器中可以导致将材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合放置在处理容器内的特定位置。材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合的位置可以是关于材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合的分解的有效性和/或完整性的重要参数。
在一种形式中,该方法可以包括以下步骤:在将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合定位在处理容器内时,将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中,使得材料或产品项目、或材料或产品项目的组合在一侧或多侧上是可访问的。在优选的形式中,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合将优选地基本上位于中心,优选地与处理容器的侧壁间隔开。尽管在该方法的某些应用中,为了利用工作流体流动特性或增强处理性能,位置可以是不对称的,抵靠壁或材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以自由移动/摆动。
可以在处理容器内提供安装件,用于将材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合定位在处理容器内。在提供的情况下,优选的是,安装件是或包含网格安装件,以保持材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。提供网格安装件通常将保持材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合,而不会不适当地堵塞材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合的任何一个或多个部分。
在一个优选实施例中,可以使用重力将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中。
在优选实施例中,材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合的至少部分分解可以导致尺寸减小,使得较小尺寸的至少部分分解的材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合可以通过网格安装件落下。网格中的开口的尺寸可以设计成允许至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的特定尺寸部分通过。将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中并且优选地使用重力移除材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的这种配置可以使引入和移除处理的复杂性的移动部件的数量最小化。
基于材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的尺寸减小,工作流体可能然后可以用于使至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合流化,然后将至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合输送通过和/或输送出处理容器。
在特别优选的实施例中,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以在引入处理容器之前进行筛选,以在处理之前移除较大的项目以进一步减小尺寸。
处理容器可以是固定体积或可变体积。处理容器的体积将优选地在引入材料或产品项目、或材料或产品项目的组合之前进行调节。尽管在处理方法期间可以改变或调节处理容器的体积以对处理容器加压和减压,但是可以优选的是,处理容器在任何一种处理方案中具有固定的最大工作体积。
可以在处理方案期间动态地调节工作体积,以实现期望的处理条件或通过补偿处理期间材料体积的任何减小来维持容器内的压力范围。
减小处理容器的工作体积可以允许在处理容器内实现更高的压力。此外,可以在工作体积内调节工件的尺寸(给定工作体积中的较大工件可以允许在工作体积内实现更高的压力)。
如上所述,本发明的方法可用于处理引入处理容器中的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。
本发明的方法还可以用于处理嵌入有用产品或载体(例如携带废产品污垢或过滤后材料的过滤元件)中或位于有用产品或载体上的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。本发明的方法可用于从过滤元件分解和/或移除废产品或过滤后材料。如果以这种方式使用,优选的是,本发明的方法不会不利地影响有用产品,只是至少部分地分解并优选地从有用产品中移除材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。为了实施该方法,可以将装置附接到壳体和/或有用产品或整个有用产品可以放置在处理容器内。
本发明的方法包括将至少一种工作流体引入处理容器的步骤。
优选地,材料或产品项目位于处理容器内,以允许至少一种工作流体访问材料或产品的多个侧面。材料或产品项目将优选地位于处理容器内的中心。材料或产品项目的位置可以取决于诸如处理容器内的任何驻波和流体速度分布的因素,工件可能需要比另一部分更靠近处理容器的一部分以进行最佳处理。待处理的材料或产品可以设置在使材料或产品所经受的压力梯度最大化或促进期望的流体、颗粒和/或材料移动的位置。
该方法可以利用任何一种或多种工作流体。
在优选实施例中,调节工作流体的填充的大小以适合材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的填充的大小。
优选地,至少一种工作流体将是气态而不是液态。至少一种工作流体可以包括相的混合物。至少一种工作流体将优选地包括材料的混合物。如果使用材料的混合物,则材料不需要具有相同的相。例如,气态载体可以与诸如蒸汽的混合相材料一起使用。
至少一种工作流体可以包括至少一种活性成分和至少一种载体。
可以提供任何类型的至少一种活性成分,例如一种或多种反应物和/或一种或多种溶剂可以与至少一种载体一起提供。
该方法可以进一步包括使待处理的材料或产品项目与至少一种催化剂材料接触的步骤。在处理之前或期间,可以将至少一种催化剂添加到处理容器和/或待处理的材料或产品项目中。该至少一种催化剂将优选被回收和再利用。
至少一种工作流体可以是或包含具有其所有成分的大气空气。
至少一种工作流体可以是或包含蒸汽、大气空气加上水蒸气。在至少一种工作流体中可以使用任何百分比的水蒸气。工作流体可以是或包括制冷剂气体,例如HFC和HFO。
至少一种工作流体可以包括一种或多种化学挥发性物质,以补充和/或替换任何一种或多种成分,例如大气空气的任何一种或多种成分。
至少一种工作流体可以包括一种或多种化学挥发性物质,以补充和/或替代任何一种或多种成分。
至少一种工作流体的组成将优选地取决于待处理的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。例如,基于有机成分的材料或材料的产品项目(例如塑料瓶)可以通过工作流体更好地处理,该工作流体包括在大气空气载体中提供的至少一种有机成分或有机溶剂。
如果在至少一种工作流体中使用一种或多种成分,则可以从任何排出流中回收或移除一种或多种成分。
通常将至少一种工作流体作为受控进料引入处理容器中。至少一种工作流体的具体组成将优选地取决于待处理的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。例如,基于有机成分的材料(例如塑料瓶)可以通过工作流体更好地处理,该工作流体包括在大气空气载体中提供的至少一种有机成分或有机溶剂。
可以将至少一种工作流体从贮存器或从发生器或从两者引入处理容器中。
在一个实施例中,材料或产品项目的尺寸可以充分减小,使得至少一种工作流体可以在处理容器内被搅拌到至少一种工作流体在处理方案期间使处理容器内的材料或产品项目流化的程度。
在一种形式中,至少一种工作流体的一部分可以用于绕过、清洗或清除(purge)配置中,以绕过处理容器和/或处理的全部或一部分,但连接到处理容器的排出口。绕过配置可以用于利用伯努利效应或文丘里效应来帮助从处理容器中移除至少一种工作流体和/或材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合。与绕过配置中的体积相比,进料中的至少一种工作流体的体积通常是可调节的。
可以利用至少一个再循环流,以便再循环已经用于处理并且从出口回收的至少一种工作流体的一部分。
可以将至少一种工作流体注入处理容器中。至少一种工作流体的注入可以搅动处理容器中的大气。在处理之前注入至少一种工作流体可以用于从处理容器中清除任何存在的大气。
至少一个入口通常设置在用于至少一种工作流体的处理容器中。通常,为至少一种工作流体提供入口。优选地,提供入口,用于将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中。
通常,可以在初始化处理方案之前将至少一种工作流体的填充引入处理容器中。至少一种工作流体的填充的大小通常将取决于处理容器的工作体积和/或至少一种材料或项目的填充的大小和/或待处理的材料的组成。
在处理方案的过程中,可以将另外的工作流体添加到处理容器中。在处理方案期间添加的任何工作流体可以与在处理方案开始之前添加的工作流体相同或不同。处理方案可以包括使用不同工作流体或工作流体的组合的不同循环,以便实现材料或产品项目的至少部分分解。
通常从处理容器提供至少一个排出口。通常,为至少一种工作流体提供排出口。优选地,提供排出口,用于从处理容器移除至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。至少一种工作流体和至少部分分解的材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合可以通过排出口一起排出并且在处理容器外部分离。
可以处理工作流体排出流和/或至少部分分解的材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合的排出流,以回收至少一种工作流体和/或可用于产生或补充至少一种工作流体的任何材料。
排出的至少一种工作流体可以被消耗或浪费或再循环或经历进一步处理以用于回收、(再)成形、再循环、再利用等。
在至少一种工作流体被消耗或浪费或再循环之前,可以提供将排出处理容器的至少一种工作流体与至少部分分解的材料或产品项目分离的分离步骤。
可能的是,由于材料或产品项目的至少部分分解,在处理容器中形成有用的副产品,并且如果是这样,则任何有用的副产品可以与离开处理容器的任何排出流分离。
本发明的方法包括将处理容器中的压力增加到高于大气压的步骤。本发明的方法还包括随后使处理容器减压以实现容器中的压力降低的步骤。通常重复这些步骤以影响材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的至少部分分解。
增加处理容器中的压力可以是绝热加压。这通常将通过绝热加热导致工作流体的(气体的)温度升高。处理容器中的压力的降低可以是绝热膨胀。这通常将通过绝热冷却导致工作流体的(气体的)温度下降。
可以使用任何适当的方式实现压力的增加。一些加压方法和装置可能具有超出压力增加的协同效应。可以使用诸如加热的机制来增加压力。加热可以具有不仅增加压力而且对材料或产品进行热处理的附加协同效应。
加热可用于增强装置的操作和/或作为增加压力的主要机制。
可以在连续的处理容器和/或区域中提供加热。可以在过程容器中重复提供加热。
可以使用任何适当的方式实现压力的降低。一些减压方法和装置可能具有超出压力降低的协同效应。可以使用诸如冷却的机制来降低压力。冷却可具有不仅降低压力而且处理材料或产品的附加协同效应。
冷却可用于增强装置的操作和/或作为降低压力的主要机制。
可以在连续的处理容器和/或区域中提供冷却。可以在过程容器中重复提供冷却。
每个处理方案通常将取决于待至少部分分解的特定材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。处理方案通常分为加压阶段和随后的减压阶段的多个循环。
可以使用任何布置或机构来增加和/或降低处理容器内的压力。
处理容器可以是可变体积容器。优选地,处理容器的工作体积的尺寸在处理方案期间可以是固定的。通常,在处理方案之前调节处理容器的工作体积的尺寸,通常考虑待处理的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。
在一个实施例中,处理容器可以与至少一个活塞、伸缩布置或类似物相关联,以便调节处理容器的工作体积的尺寸。
处理容器中的压力变化通常将以任何方式实现,例如机械地或通过使用物理现象,例如使用热量来增加压力。
在一种形式中,处理容器中的工作体积的尺寸将优选地从工作体积的最大尺寸减小,以便增加压力。在一种形式中,处理容器中的工作体积的尺寸将优选地增加,以便降低处理容器中的压力。
在一个实施例中,处理容器可以与一对活塞相关联,该一对活塞与处理容器相关联。可以优选地提供第一活塞以在处理之前和/或处理期间调节处理容器的工作体积。可以优选地提供第二活塞以改变处理容器中的工作体积的尺寸,以在处理方案期间增加压力和降低压力。
第一活塞将优选地是可调节的。可以使用螺纹调节机构或类似的无级可调机构。如上所述,可以在处理之前调节处理容器的工作体积,并且可以在处理方案期间维持处理容器的工作体积。
第二活塞优选地是可移动的,通常使用机构来控制处理容器的加压和减压。
该处理容器或每个处理容器可以使用物理密封设备或构件(例如阀)来密封或至少部分地密封。该处理容器或每个处理容器可以使用待处理的材料的一部分来密封或至少部分地密封以形成密封“塞子”。关于至少一个处理容器的任何一个或多个入口和/或至少一个处理容器的任何一个或多个排出口,可以以这种方式使用待处理材料的一部分。
气体“塞子”可用于密封或至少部分地密封至少一个处理容器的任何一个或多个入口和/或至少一个处理容器的任何一个或多个排出口。例如,背压可用于在施加压力时防止流动。
加压和减压阶段通常包括操作参数,例如加压持续时间、减压持续时间(其中每一个分别包括对处理容器加压和减压所花费的总时间以及加压和减压的速度或速率)、压缩或加压比、减压比等。
例如,加压阶段可以在时间上比减压阶段更长。减压阶段优选是闪蒸或瞬时减压阶段。减压步骤可以简单地通过移除或停止加压来产生。
压力的增加可以在一段时间内发生,然后在减压之前,压力可以在处理容器内保持在升高的水平一段时间。加压可以作为多个加压步骤进行。每个加压步骤可以包括卸压步骤。加压步骤之后的卸压步骤可以不是闪蒸或瞬时减压阶段,而仅仅是降低压力,之后是进一步的加压步骤,以便在闪蒸或瞬时减压阶段之前建立压力。
通常将提供控制设备以控制用于驱动至少一个加压和/或减压机构的机构。
加压和卸压的程度可以相同,但是在不同的时间段内实施。
可以使用一个或多个压缩步骤。可以使用一个或多个卸压步骤。
加压和减压的程度可以不同。在整个处理方案的不同循环中,加压和减压的程度可以不同。例如,为了在处理容器中建立压力,处理方案中较早循环中的加压程度可以小于较晚循环中的加压程度,然后较晚循环可以将处理容器中的压力降低到比紧接在前的加压阶段中的加压更大的程度。
处理容器内的压力增加可以是在多个循环中分阶段增加到最大处理压力,然后是在多个循环中分阶段降低压力。
每个循环的加压阶段的持续时间通常是可调节的。每个循环的减压阶段的持续时间通常是可调节的。
加压程度通常是可调节的。减压程度通常是可调节的。
处理方案中的加压和随后的减压循环的次数可以变化。
在优选形式中,每个循环的加压阶段可以比减压阶段长。在相同的处理方案中,加压程度可以在稍后的循环中增加。
在优选实施例中,处理容器的加压和减压可以通过相同的装置或布置来实现。可替代地,处理容器的加压和减压可以使用不同的装置或布置来实现,例如使用排放口或类似的减压阀。然而,至少一种工作流体的排放或其他损失是不太优选的。
在一个优选的形式中,将使用加压阶段和随后是快速减压阶段的多个循环,其中单次填充至少一种工作流体。
处理方案通常包括至少两个循环,尽管对于一些处理可以使用数十万个循环。加压阶段的定时可以是从短至小于1秒到长至5分钟或更长(如果需要的话)的任何长度。此外,如果需要,加压阶段可以短于1秒。最大压力可以是从大气压到高压的任何压力,高压通常分类为10,000至150,000PSI之间。
加压/减压可以以任何速率发生。例如,加压/减压的速率可以相对较慢,例如在0.0001-0.1巴/秒之间。如果通过待处理材料的加压/减压来实现处理效果,则该速率可能是有利的。可替代地,加压/减压的速率可以更快,例如以下中的任何一个或多个:
0.001-1巴/秒或
0.001-1巴/毫秒或
0.001-1巴/微秒或
0.001-1巴/纳秒,或
0.001-1巴/皮秒。
减压阶段越快,减压的爆炸性越大,这可能对待处理的材料产生不同的影响。
每个加压阶段和每个随后的快速减压阶段的控制参数通常在处理方案开始之前确定。如上所述,每个循环的每个加压阶段和/或每个随后的快速减压阶段的参数可以相同或不同。
各个阶段和循环的特定设计通常对于处理方案的功效(分解程度)和/或效率(使用的时间)是重要的。
可以利用能量守恒机制来减少装置的总能量消耗。
可以在处理容器内提供至少一个搅拌器,以便使至少一种工作流体在处理容器内循环,以便在处理方案期间在处理容器内尽可能多地产生均匀的大气。
搅拌器可以是机械搅拌器。可以通过使携带材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合的至少一种工作流体循环来实现搅拌。
处理容器内的大气的搅拌可以使用注入附加的材料来实现,例如注入附加的工作流体或材料混合物中的其他材料。替代搅拌方法可以是旋转或移动处理室。
可以通过加热和冷却处理容器或其内容物来实现处理容器中的压力增加和压力降低,但是如果受到冷却的影响,随后的快速减压可能对构造材料产生不利的影响。
点燃处理容器内的至少一部分大气可以用作处理方案的一部分。
点火源可以设置在处理容器内和/或相关联的容器内。
在优选的形式中,加压步骤可以包括将处理容器内的压力增加到高于大气压的压力,并在随后的处理容器快速减压之前将处理容器保持在高压下。在优选的形式中,减压步骤之后可以是在处理容器中的压力再次增加之前的处于降低压力的时段。
处理容器的减压可以达到大气压。处理容器的减压可以达到高于大气压但低于达到的峰值压力的压力。处理容器的减压可以达到或接近真空。
如上所述,处理容器的减压可以在比加压步骤更短的时间段内实现。优选减压步骤是闪蒸或爆炸减压步骤。
减压步骤优选通过扩大处理容器的工作体积来实现。工作体积可以扩大到起始体积,如果不期望完全减压,则可以小于起始体积。
如上所述,用于处理材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的填充的每个处理方案将优选地包括多个循环,其中每个循环具有加压和减压阶段,在各个阶段和/或一个或多个循环之间有或没有休息。
处理方案将优选地包括引入材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的填充以及引入至少一种工作流体的填充。然后,处理方案通常遵循预定模式,并且一旦处理方案完成,至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合或者/或工作流体通常将从处理容器中排出或移除。
通常在处理方案期间监测材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的分解。如果在达到为处理方案编程的循环次数之前处理是有效的,则可以缩短处理方案。
对于相同处理方案内的不同循环,至少一种工作流体可以不同。例如,处理方案的循环中的至少一些可以用大气空气作为工作流体进行,并且处理方案的循环中的至少一些可以用蒸汽作为工作流体进行,和/或处理方案的循环的释放可以用一种或多种溶剂或反应物作为至少一种工作流体或作为至少一种工作流体的一部分进行。
在调节工作流体的情况下,可以优选的是,在处理方案中早期使用至少一种工作流体的任何反应性或溶剂成分,特别是在例如处理有用的产品以移除污垢或材料的情况下。在优选的配置中,一个或多个稍后循环可以是或包括蒸汽和/或大气,以便冲洗或移除由至少一种工作流体的反应性或溶剂成分的早期使用形成的任何材料。
任何一个或多个阶段和/或循环的控制参数可以根据处理有效性实时变化。
在一个实施例中,可以使用快速或更短的处理方案。
在一个实施例中,可以使用用于任何一个或多个循环的更稳健的加压阶段和减压阶段来“冲击处理”材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合。
监测装备通常与处理容器或处理容器的工作体积相关联,以便监测处理的功效。通常将提供监测装备以监测条件,从而至少控制工作体积内的温度和压力。
优选地,可以提供监测装备以监测待处理材料或待处理材料的破坏/分解程度。可提供监测装备以监测待处理的材料或混合物的基板或载体的清洁度。如果处理方案在比编程的循环更少的循环中有效,则可以缩短或提早结束处理方案以节省时间和/或能量。
通常,可以在实时或后处理中使用监测、样品测试或使用一个或多个指示器设备,从而允许在必要时对处理方案进行调节。
可以使用任何监测、采样或指示器装备来监测处理容器内、处理容器外部和/或处理容器的一个或多个排出口的状况。
附图说明
为了可以更清楚地理解本发明,现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的一个或多个实施例,在附图中:
图1是至少部分地分解材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的方法的示意图。
具体实施方式
根据本发明的特别优选的实施例,提供了一种至少部分地分解材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的方法。
所示方法10的特别优选的实施例包括以下步骤:
a)在11处将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的填充引入处理容器中;
b)在12处将至少一种工作流体的一个或多个填充(或连续流)引入处理容器中;然后
进行处理方案以至少部分地分解材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的填充,该处理方案包括多个两阶段的循环,即在13处将该处理容器中的压力增加到高于大气压的第一阶段,然后随后在14处使该处理容器减压以实现该容器中的压力降低。
重要的是,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的处理可以通过将处理容器中的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的压力增加到高于大气压,然后随后使处理容器中的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合减压来实现。在这种情况下,将待处理的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的填充和工作流体引入处理容器中可以同时发生。
然后可以在15处从处理容器移除至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。
该方法可用于处理材料或产品项目、相同材料的材料或产品项目的组合、不同材料的材料或产品项目的组合,或者甚至嵌入载体产品(例如过滤元件)中或位于载体产品(例如过滤元件)上的材料或产品项目,对载体产品仅具有有限的不利影响或没有任何不利影响。此外,该方法可以操作以从载体产品移除或分离材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。
单一类型的材料或产品项目(或由单一材料制成)的处理通常将允许更好地针对操作参数,以实现材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的更高效或更完全的分解。
在优选实施例中,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的分解还实现了材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的至少一些尺寸减小和/或材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的分解。
优选将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合装载到其中进行该方法的处理容器中。材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合可以以任何方式装载到容器中。
该方法可以在离散的基础上、分批的基础上或连续的基础上进行。在连续实施该方法的情况下,优选材料或产品项目、或材料或产品项目的组合在处理室中具有特定的停留时间以实现至少部分分解。用于连续处理的处理室可以是细长的,例如管道、导管、歧管、通道或类似物。较小规模的处理可以分批进行,较大规模的处理可以是连续或混合过程。
如上所述,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以以任何方式引入处理容器中。例如,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以机械地或使用流体输送到处理容器中。材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以与至少一种工作流体同时或甚至通过至少一种工作流体输送到处理容器中。在一个优选实施例中,可以使用重力将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合送进处理容器中。
在分批过程中,一旦材料或产品项目、或材料或产品项目的组合已经被引入处理容器中,则处理容器然后被关闭和密封。
在诸如连续处理的某些优选实施例中,处理容器可以一直密封,并且材料或产品项目、或材料或产品项目的组合在处理容器仍然密封的同时被引入处理容器和从处理容器移除。
在一个实施例中,处理容器可以是或包括细长的处理容器,例如管道,例如允许同时处理材料或产品项目、或材料或产品项目的组合并将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合输送通过处理区。换句话说,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合在它们被输送到处理容器中、通过处理容器和从处理容器输送出来时被处理。
因此,处理容器可以在相对于该方法中的其他步骤的任何时间被密封,只要它在处理方案开始之前被密封。在另一个实施例中,处理容器或管道/导管可以在该过程中的任何阶段或所有阶段都不密封。
材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以在引入处理容器之前进行预处理。在特别优选的实施例中,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以在引入处理容器之前进行筛选,以移除较大的项目,用于在处理之前进一步减小尺寸。在一个优选实施例中,较大的材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合可以在引入之前经历尺寸减小。尺寸减小通常用于在处理之前相对于材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的体积增加表面积,这通常将缩短处理时间。
将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器将优选地确保材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以位于或放置在处理容器内的特定位置,该特定位置基本上居中地与处理容器的侧壁间隔开。在另一个实施例中,它们可以位于非中心位置以优化处理过程或允许围绕处理容器或区域自由移动。
可以在处理容器内提供安装件,用于定位材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合。安装件优选地是网格安装件,以保持材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合,而不会不适当地堵塞材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合的任何部分,因为这将不利地影响这些部分的处理。
在优选实施例中,材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的分解导致经处理的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的尺寸减小,使得较小尺寸的至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合可以通过网格安装件落下。网格中的开口的尺寸可以设计成允许至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的特定尺寸部分通过。将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中并且优选地使用重力移除材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的这种配置可以使引入和移除过程的复杂性的移动部件的数量最小化。
基于材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的尺寸减小,工作流体可能然后可以用于使至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合流化,然后将至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合输送通过和/或输送出处理容器。
优选实施例的处理容器是可变体积容器。在引入材料或产品项目、或材料或产品项目的组合之前,可以根据待处理的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的类型和/或尺寸来调节处理容器的体积。处理容器体积可以在整个处理方案中是固定体积。
如上所述,本发明的方法可用于处理引入处理容器中的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。
本发明的方法还可以用于通过将过滤元件(作为示例)放入或连接到处理容器和/或加压/减压布置来处理嵌入有用产品(例如携带废产品污物或经过滤材料的过滤元件)中或位于有用产品上的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。本发明的方法可用于在待清洁的产品上或待清洁的产品中就地分解材料或产品项目、或材料或产品项目的组合,并从诸如过滤元件的项目移除材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。如果以这种方式使用,该方法将不会不利地影响待清洁的产品,简单地至少部分地分解并优选地从待清洁的产品中移除材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。
该方法可以利用任何一种或多种工作流体。调节工作流体的填充的大小以适合材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的填充的大小。
工作流体是气态的而不是液态的,尽管工作流体可以包括相的混合物,例如蒸汽。
工作流体可以包括材料的混合物。工作流体可以包括至少一种活性成分和至少一种载体,例如一种或多种反应物和/或具有至少一种载体的一种或多种溶剂。
一种简单的工作流体是具有其所有成分(包括一定百分比的水蒸气)的大气空气。
工作流体可以是蒸汽,并且可以使用任何百分比的水蒸气。
工作流体可以包括一种或多种化学挥发性物质,以补充和/或替换任何一种或多种成分,例如大气空气的任何一种或多种成分。
在处理容器中增加压力和降低压力的循环可以是绝热循环,其中由通过绝热加热的加压引起的任何温度升高可以被循环的减压阶段中的绝热膨胀抵消,这可能导致温度通过绝热冷却下降。总之,可以优选的是,每个循环不会导致处理容器中的任何明显的温度升高。
用于任何处理方案的工作流体的特定组成取决于待处理的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。例如,基于有机成分的材料(例如塑料瓶)可以通过工作流体更好地处理,该工作流体包括通常与蒸汽一起在大气空气载体中提供的至少一种有机成分或有机溶剂。
在一种形式中,一部分工作流体用于绕过、清除或排出处理容器,而不经受整个过程循环或通过连接到处理容器、装置或过程布置的出口的至少一个绕过、清除或排出布置经历整个加压和/或减压。绕过、清除或排出配置可以利用伯努利效应或文丘里效应来帮助从处理容器移除工作流体和/或材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。与绕过、清除或排出中的体积相比,进料中的工作流体的体积是可调节的。
可以将工作流体注入处理容器中,这将搅动处理容器中的大气,并且可以从处理容器中清除任何存在的大气。
在处理容器中设置有用于工作流体的入口,并且设置有用于将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中的入口。可以提供用于待处理的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合以及工作流体的单个入口,尽管所示的优选方法首先引入材料或产品项目、或材料或产品项目的组合,然后引入工作流体填充。
在处理容器中设置有用于工作流体的出口,并且设置有用于将材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中的出口。尽管可以提供用于待处理的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合以及工作流体的单个出口,但是图1示出了工作流体可以在16处单独移除并再循环17到引入步骤12。
可以处理工作流体排出流和/或至少部分分解的材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合的排出流,以回收工作流体和/或可用于产生或补充工作流体的任何材料。
每个处理方案将取决于待至少部分分解的特定材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。如上所述,每个处理方案被分成加压阶段和随后是后续快速减压阶段的多个循环。一旦材料或产品项目、或材料或产品项目的组合已经根据处理方案进行了处理,则处理完成,并且材料或产品项目、或材料或产品项目的组合(以及工作流体)从处理容器中移除(尽管这可以针对有效性进行监测,并且如果需要,可以缩短)。
根据实施例的处理容器中的压力变化通过改变处理容器中的工作体积的尺寸来机械地实现,其中处理容器中的工作体积减小以便增加压力,处理容器中的工作体积增加以便降低处理容器中的压力。
在一个实施例中,处理容器与一对活塞相关联。提供第一活塞以在处理之前调节处理容器的工作体积。
第一活塞是可调节的,以在处理之前和处理期间优化处理容器的工作体积,然后可以在整个处理方案中保持工作体积。第一活塞具有相关联的螺纹调节机构或类似布置,以调节工作体积,然后管理工作体积。
提供第二活塞以改变处理容器中的工作体积的尺寸,以在处理方案期间增加压力和降低压力。第二活塞是可移动的,优选地是可往复移动的,使用机构来控制处理容器的加压和减压。
可以使用任何适当的方式实现压力的增加。一些加压方法和装置可能具有超出压力增加的协同效应。可以使用诸如加热的机制来增加压力。加热可以具有不仅增加压力而且对材料或产品进行热处理的附加协同效应。
加热可用于增强装置的操作和/或作为增加压力的主要机制。
可以在连续的处理容器和/或区域中提供加热。可以在过程容器中重复提供加热。
可以使用任何适当的方式实现压力的降低。一些减压方法和装置可能具有超出压力降低的协同效应。可以使用诸如冷却的机制来降低压力。冷却可具有不仅降低压力而且处理材料或产品的附加协同效应。
冷却可用于增强装置的操作和/或作为降低压力的主要机制。
可以在连续的处理容器和/或区域中提供冷却。可以在过程容器中重复提供冷却。
待处理材料(或含有一种或多种待处理材料的混合物)的加压可以通过使用一个或多个注射器施加压力以在其中发生加压的处理导管内产生一个或多个高压区来进行,而减压在一个或多个注射器停止施加压力时和/或当待处理材料(或含有一种或多种待处理材料的混合物)通过处理导管的流动将待处理的材料(或含有一种或多种待处理材料的混合物)移出高压区时发生。
压力可以通过一个或多个注射器以一个或多个脉冲施加。可以围绕处理导管径向地或周向地设置多个注射器。可以在处理导管的长度上设置多个注射器。高压工作流体可以经由一个或多个注射器以脉冲形式引入,以便快速加压处理导管中的区域。可以存在来自单相注射器和/或多相注射器的多个脉冲。加压可以在注射器内或在注射器进料之前实现。作为缺乏注射器脉冲的结果,可以实现减压。
一个或多个注射器可以注射可燃流体,例如氢气,当可燃流体与进入入口端口的另一工作流体混合并点燃时,导致加压冲击波并产生附加物质,例如水蒸气,其可以形成工作流体的至少一部分。
注射器可以设置成基本上横向于通过处理容器的流动的方向,相对于通过处理容器的流动的方向成锐角,在通过处理容器的流动的方向相反的流方向上,或者相对于通过处理容器的流动的相反流方向成角度。
所提供的注射器的数量和配置将取决于所需的处理方案。围绕处理导管的多个注射器的环可以产生材料必须通过的处理区。在处理容器的长度上的多个环可以在处理容器的长度上形成多个处理区。
一个或多个注射器可以在处理容器内成直线设置。这可以产生脉冲射流配置处理容器。在这种配置中,处理是间歇性的,其中工作流体或混合物的每次填充的加压和排出优选地引起新鲜填充的吸入。待处理的材料或产品可以保持在适当位置,工作流体流过处理容器和/或任何处理过的材料排出容器。
在与通过处理容器的流动的方向相反的流方向上提供一个或多个注射器通常将增加通过处理容器的流动的湍流。
任何一个或多个注射器可以采用从外部发生器/源/贮存器释放压力的龙头/阀/注射器的形式,或者可以通过机械/机电/磁/压电/光电/声/超声/化学/燃烧部件在注射器内产生脉冲。
低压区或容器可以与处理容器的出口相关联。低压区或容器可以处于或接近真空。
每个循环的加压阶段的持续时间通常是可调节的。每个循环的减压阶段的持续时间通常是可调节的。
加压程度通常是可调节的。减压程度通常是可调节的。
处理方案中的加压和随后的减压循环的次数可以变化。
在优选形式中,每个循环的加压阶段可以比减压阶段长。在相同的处理方案中,加压程度可以在稍后的循环中增加。
在一个优选的形式中,将使用加压阶段和随后是后续减压阶段的多个循环,使用工作流体的单次填充。
在一种形式中,加压步骤可以包括将处理容器内的压力增加到高于大气压的压力,并在随后的处理容器的减压之前将处理容器保持在高压下。在优选的形式中,减压步骤之后可以是在处理容器中的压力再次增加之前的处于降低压力的时段。
处理容器的减压可以达到高于大气压但低于达到的峰值压力的压力。
如上所述,处理容器的减压可以在比加压步骤更短的时间段内实现。优选减压步骤是闪蒸或爆炸减压步骤。
处理方案将优选地包括引入材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的填充以及引入至少一种工作流体的填充。然后,处理方案通常遵循预定模式,并且一旦处理方案完成,至少部分分解的材料或产品项目、或材料或产品项目的组合或者/或工作流体通常将从处理容器中排出或移除。
通常在处理方案期间监测材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的分解。如果在达到为处理方案编程的循环次数之前处理是有效的,则可以缩短处理方案。
对于相同处理方案内的不同循环,工作流体可以不同。例如,处理方案的循环中的至少一些可以用大气空气作为工作流体进行,并且处理方案的循环中的至少一些可以用蒸汽作为工作流体进行,和/或处理方案的循环的释放可以用一种或多种溶剂或反应物作为至少一种工作流体或作为至少一种工作流体的一部分进行。
在处理方案期间改变工作流体的情况下,通常在处理方案中早期使用工作流体的任何反应性或溶剂成分,特别是在例如处理有用的产品以移除污垢或材料的情况下。在优选的配置中,一个或多个后续循环将包括蒸汽和/或大气空气,以便冲洗或移除由工作流体的反应性或溶剂成分的早期使用形成的任何材料。
以上仅通过示例的方式描述了一个或多个实施例。在不脱离由所附权利要求提供的保护范围的情况下,许多变化是可能的。
Claims (38)
1.一种至少部分地分解材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的方法,所述方法包括以下步骤:
a.将所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入处理容器中,或者从所述材料或产品项目、或所述材料或产品项目的组合的现有壳体或载体临时创建处理容器;
b.将至少一种工作流体引入所述处理容器中;
c.将所述处理容器中的所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合上的压力增加到高于大气压;
d.随后使所述处理容器中的所述材料或产品项目、或者材料或产品项目的组合减压,以在所述容器中实现所述处理容器中的所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合上的压力降低,以及
e.重复步骤(c)和(d)至少一次,以实现所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的至少部分分解。
2.根据权利要求1所述的方法,其中增加压力和随后减压的步骤包括一个处理循环,并且所述方法包括多个处理循环。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法,所述方法在分批基础上实现。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法,所述方法在连续的基础上实现。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合在所述处理容器中具有最小停留时间以实现至少部分分解。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括在将所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合引入所述处理容器之前的一个或多个尺寸减小步骤。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中通过机械地或使用流体将所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合输送到所述处理容器中来实现引入所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合与所述至少一种工作流体同时被引入所述处理容器中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述处理容器在处理期间被密封,并且待处理的所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合在密封所述处理容器之前被引入,并且在所述处理容器被开封之后从所述处理容器移除所形成的任何产品。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括将所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合定位在所述处理容器内以在处理期间在一侧或多侧上能够被访问的步骤。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括在引入所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合之前、期间或之后优化所述处理容器的体积并在处理期间控制/管理体积的步骤。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括优化引入的工作流体的量以适合引入的所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合的步骤。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括以下步骤:允许所述至少一种工作流体的一部分绕过、清除或排出处理容器,而不经受整个过程循环或通过连接到所述处理容器、装置或过程布置的出口的至少一个绕过、清除或排出布置经历整个加压和/或减压。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中使用至少一个注射器将所述至少一种工作流体注入到所述处理容器中。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括处理来自所述处理容器的任何排出流以回收所述至少一种工作流体和/或任何其他有用材料的步骤。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中增加所述处理容器中的压力的步骤是绝热加压。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中使所述处理容器减压的步骤是绝热膨胀。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中增加所述处理容器中的压力的步骤具有可调节的持续时间。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述处理容器的减压步骤具有可调节的持续时间。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中增加所述处理容器中的压力的步骤在压力增加程度上是可调节的。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述处理容器的减压步骤在压力降低程度上是可调节的。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中增加所述处理容器中的压力的步骤的持续时间长于所述减压步骤。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中增加所述处理容器中的压力的步骤和随后的减压步骤发生多次,其中单次填充至少一种工作流体。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括搅拌所述处理容器内的环境以便使所述至少一种工作流体在所述处理容器内循环的步骤。
25.根据权利要求24所述的方法,其中搅动所述处理容器内的环境利用所述至少一种工作流体使所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合流化。
26.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中增加所述处理容器中的压力的步骤之后是在所述处理容器的后续减压之前将所述处理容器保持在高压的步骤。
27.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括监测所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合或处理容器的至少部分分解以获得处理有效性的步骤。
28.根据权利要求27所述的方法,其中增加所述处理容器中的压力和随后使所述处理容器减压的步骤根据所述处理有效性实时变化。
29.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述至少一种工作流体是气态的。
30.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述至少一种工作流体包括相的混合物。
31.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述至少一种工作流体包括材料的混合物。
32.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述至少一种工作流体包括至少一种活性成分和至少一种载体。
33.根据权利要求32所述的方法,其中所述至少一种活性成分包括一种或多种反应物和/或一种或多种溶剂。
34.根据权利要求32或权利要求33所述的方法,其中所述至少一种活性成分包括一种或多种挥发性物质。
35.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括使所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合与至少一种催化剂材料接触。
36.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述压力的增加被施加到所述处理容器中的所述材料或产品项目、或材料或产品项目的组合。
37.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述压力的增加被施加在所述处理容器内。
38.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述压力的增加是通过施加至少两个增加压力的脉冲来施加的,并且通过不存在由所述至少两个增加压力的脉冲施加的增加的压力来发生所述减压。
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