ES2835885T3 - Sistemas y métodos para el procesamiento de materiales sólidos mediante el uso de ondas de choque producidas en un vórtice gaseoso supersónico - Google Patents
Sistemas y métodos para el procesamiento de materiales sólidos mediante el uso de ondas de choque producidas en un vórtice gaseoso supersónico Download PDFInfo
- Publication number
- ES2835885T3 ES2835885T3 ES15803890T ES15803890T ES2835885T3 ES 2835885 T3 ES2835885 T3 ES 2835885T3 ES 15803890 T ES15803890 T ES 15803890T ES 15803890 T ES15803890 T ES 15803890T ES 2835885 T3 ES2835885 T3 ES 2835885T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- chamber
- reactor
- solid material
- gas
- inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011343 solid material Substances 0.000 title claims abstract description 111
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 98
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 86
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 53
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 164
- 230000008569 process Effects 0.000 description 66
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 12
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 3
- 238000003913 materials processing Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 3
- 239000002620 silicon nanotube Substances 0.000 description 3
- 229910021430 silicon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 2
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910002077 partially stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002575 chemical warfare agent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- NHYCGSASNAIGLD-UHFFFAOYSA-N chlorine monoxide Inorganic materials Cl[O] NHYCGSASNAIGLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 244000144992 flock Species 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010922 glass waste Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L lead sulfate Chemical compound [PbH4+2].[O-]S([O-])(=O)=O PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- -1 mine tailings Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 229910021428 silicene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/10—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
- B02C19/06—Jet mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
- B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/08—Application of shock waves for chemical reactions or for modifying the crystal structure of substances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
- B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
- B01J4/002—Nozzle-type elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
- B01J8/002—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor with a moving instrument
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
- B01J8/14—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moving in free vortex flow apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/16—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with particles being subjected to vibrations or pulsations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
- B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
- B02C19/186—Use of cold or heat for disintegrating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00389—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
- B01J2208/00415—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements electric resistance heaters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00433—Controlling the temperature using electromagnetic heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00433—Controlling the temperature using electromagnetic heating
- B01J2208/00442—Microwaves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00433—Controlling the temperature using electromagnetic heating
- B01J2208/00469—Radiofrequency
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00504—Controlling the temperature by means of a burner
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
- B01J2208/00902—Nozzle-type feeding elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00761—Details of the reactor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Un sistema para procesar materiales sólidos, el sistema comprende: un alimentador de material sólido; un reactor que tiene una cámara, una entrada de material sólido, una entrada de gas y una salida, el reactor se configura para facilitar las reacciones químicas y/o la trituración del material de alimentación sólido mediante el uso de fuerzas de tensión de ondas de choque creadas en un vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara, el alimentador de material sólido se configura para proporcionar material sólido a la cámara del reactor a través de la entrada de material sólido, el material sólido se procesa dentro de la cámara mediante mecanismos no abrasivos facilitados por las ondas de choque dentro de la cámara, la salida se configura para efectuar un enfriamiento rápido del material sólido procesado que sale del reactor para reducir la aparición de reacciones inversas; una fuente de gas configurada para introducir una corriente de gas a alta velocidad en la cámara del reactor a través de la entrada de gas para efectuar el vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara, en donde la entrada de gas incluye una boquilla de entrada dispuesta dentro de la entrada de gas, la boquilla de entrada se configura para emitir ondas de choque en la corriente de gas de alta velocidad introducida por la fuente de gas por lo que la corriente de gas de alta velocidad se emite hacia dentro de la cámara a una velocidad supersónica; y un almacenamiento configurado para recoger material procesado que se comunica a través de la salida del reactor.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistemas y métodos para el procesamiento de materiales sólidos mediante el uso de ondas de choque producidas en un vórtice gaseoso supersónico
Esta descripción se refiere a sistemas y métodos para procesar materiales sólidos mediante el uso de ondas de choque producidas en un vórtice gaseoso supersónico.
Antecedentes
Los enfoques convencionales para la trituración pueden incluir el uso de molinos de chorro. Los molinos de chorro pueden usarse para triturar una variedad de materiales, particularmente en casos donde el material de alimentación es duro o ya relativamente fino y donde se requieren productos de alta pureza, sin contaminación. La pulverización puede tener lugar en una cámara toroidal central del molino de chorro a medida que el material a procesar se impulsa alrededor del perímetro de la cámara mediante múltiples chorros de aire o vapor. No pueden usarse medios de molienda. La reducción de tamaño por desgaste puede ser el resultado de colisiones de alta velocidad y fuerzas de compresión resultantes entre las partículas del propio material de proceso y/o entre las partículas del material a procesar y las paredes interiores de la cámara. El documento US 2003/024806 describe un aparato y un método en donde un reactor de trituración de energía cinética de torbellino de plasma usa un fluido de chorro de plasma de alta velocidad para crear un torbellino de plasma para triturar la materia mientras la materia reacciona químicamente. El documento WO 96/28577 describe un reactor de plasma de enfriamiento rápido para fabricar sólidos en donde una boquilla convergente-divergente ubicada coaxialmente dentro del extremo de salida de la cámara enfría rápidamente la corriente gaseosa convirtiendo la energía térmica en energía cinética debido a la expansión adiabática e isoentrópica a medida que la corriente fluye axialmente a través de la boquilla.
El documento GB 877917 describe un método y un dispositivo para pulverizar materiales orgánicos e inorgánicos a través de ondas de choque que viajan a velocidad supersónica y que tienen una frecuencia superior a 2000 vibraciones por segundo.
Resumen
De acuerdo con la invención, se proporciona un sistema para procesar materiales sólidos, el sistema comprende: un alimentador de material sólido;
un reactor que tiene una cámara, una entrada de material sólido, una entrada de gas y una salida, el reactor se configura para facilitar las reacciones químicas y/o la trituración del material de alimentación sólido mediante el uso de fuerzas de tensión de ondas de choque creadas en un vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara, el alimentador de material sólido se configura para proporcionar material sólido a la cámara del reactor a través de la entrada de material sólido, el material sólido se procesa dentro de la cámara mediante mecanismos no abrasivos facilitados por las ondas de choque dentro de la cámara, la salida se configura para efectuar un enfriamiento rápido del material sólido procesado que sale del reactor para reducir la aparición de reacciones inversas;
una fuente de gas configurada para introducir una corriente de gas a alta velocidad en la cámara del reactor a través de la entrada de gas para efectuar el vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara, en donde la entrada de gas incluye una boquilla de entrada dispuesta dentro de la entrada de gas, la boquilla de entrada se configura para emitir ondas de choque en la corriente de gas de alta velocidad introducida por la fuente de gas por lo que la corriente de gas de alta velocidad se emite hacia dentro de la cámara a una velocidad supersónica; y
un almacenamiento configurado para recolectar material procesado que se comunica a través de la salida del reactor
Un aspecto de la descripción se refiere a un sistema que usa un reactor configurado para facilitar las reacciones químicas y/o la trituración de materiales de alimentación sólidos mediante el uso de fuerzas de tensión de ondas de choque creadas en un vórtice gaseoso supersónico. Una o más implementaciones del sistema que usa un reactor como se presenta en la presente descripción pueden ser particularmente ventajosas sobre las soluciones convencionales en donde se pueden emplear molinos de chorro. Por ejemplo, una o más implementaciones del sistema presentado en la presente descripción pueden producir ventajosamente solo un desgaste mínimo en los componentes del sistema. Esto puede deberse al menos en parte a que el procesamiento de materiales sólidos se ve facilitado principalmente por las fuerzas de tensión de las ondas de choque dentro del reactor en comparación con las técnicas de procesamiento de trituración y/o pulverización usadas en soluciones convencionales. Una o más implementaciones del sistema presentado en la presente descripción pueden facilitar un mayor rendimiento de material sólido en comparación con una o más soluciones convencionales. Una o más implementaciones del sistema
presentado en la presente descripción pueden facilitar el procesamiento de material sólido con mayor eficiencia energética en comparación con una o más soluciones convencionales.
En una o más implementaciones, el sistema puede comprender uno o más de un alimentador de material sólido, un reactor, una fuente de gas, almacenamiento y/u otros componentes. El reactor tiene una cámara, una entrada de material sólido, una entrada de gas y una salida. El reactor puede configurarse para facilitar las reacciones químicas y/o la trituración del material de alimentación sólido mediante el uso de fuerzas de tensión de ondas de choque creadas en un vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara. El alimentador de material sólido puede configurarse para proporcionar material sólido a la cámara del reactor a través de la entrada de material sólido. El material sólido puede procesarse dentro de la cámara mediante mecanismos abrasivos y/o no abrasivos facilitados por las ondas de choque dentro de la cámara.
La fuente de gas está configurada para introducir una corriente de gas a alta velocidad a la cámara del reactor a través de la entrada de gas. La corriente de gas de alta velocidad puede producir el vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara.
El almacenamiento está configurado para recolectar material procesado que se comunica a través de la salida del reactor.
Otro aspecto de la descripción se refiere al método de procesar materiales sólidos mediante el uso de ondas de choque producidas en un vórtice gaseoso supersónico. El método comprende las etapas de: introducir una corriente de gas a alta velocidad en un reactor que tiene una cámara, una entrada de material sólido, una entrada de gas que comprende una boquilla de entrada y una salida; la corriente de gas a alta velocidad que se introduce en la cámara del reactor a través de la boquilla de entrada que emite ondas de choque en la corriente de gas, y para producir un vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara, el reactor se configura para facilitar las reacciones químicas y/o la trituración del material de alimentación sólido mediante el uso de fuerzas de tensión de ondas de choque creadas en el vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara, proporcionar material sólido en la cámara a través de la entrada de material sólido; recoger material procesado que se comunica a través de la salida del reactor; y/u otras operaciones.
La corriente de gas a alta velocidad se introduce en la cámara del reactor a través de la entrada de gas. La corriente de gas de alta velocidad produce un vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara. El reactor se puede configurar para facilitar las reacciones químicas y/o la trituración del material de alimentación sólido mediante el uso de fuerzas de tensión de ondas de choque creadas en el vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara.
El material sólido que se proporciona a la cámara a través de la entrada de material sólido puede procesarse dentro de la cámara mediante mecanismos abrasivos y/o no abrasivos facilitados por las ondas de choque dentro de la cámara.
Estas y otras características y características de la presente tecnología, así como los métodos de operación y funciones de los elementos de estructura relacionados y la combinación de partes y economías de fabricación, se harán más evidentes al considerar la siguiente descripción y las reivindicaciones anexas con referencia a los dibujos adjuntos, en donde los mismos números de referencia designan partes correspondientes en las diversas figuras. Debe entenderse expresamente, sin embargo, que los dibujos tienen el propósito de ilustrar y describir únicamente y no pretenden ser una definición de los límites de la invención. Tal como se usa en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, la forma singular de "un", "una" y "el" incluyen referentes en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 ilustra un sistema para procesar materiales sólidos, de acuerdo con una o más implementaciones. La Figura 2 ilustra el sistema de la Figura 1, de acuerdo con una o más implementaciones.
La Figura 3 ilustra una vista superior de un reactor usado en el sistema de la Figura 1, de acuerdo con una o más implementaciones.
La Figura 4 ilustra una vista lateral del reactor de la Figura 3, de acuerdo con una o más implementaciones. La Figura 5 ilustra una vista posterior del reactor de la Figura 3, de acuerdo con una o más implementaciones. La Figura 6 ilustra una vista detallada de una entrada de gas del reactor de la Figura 3, de acuerdo con una o más implementaciones.
La Figura 7 ilustra una vista detallada de una boquilla de entrada de la entrada de gas de la Figura 6, de acuerdo
con una o más implementaciones.
La Figura 8 ilustra un método de procesamiento de materiales sólidos, de acuerdo con una o más implementaciones.
Descripción detallada
La Figura 1 ilustra un sistema 100 para procesar materiales sólidos, de acuerdo con una o más implementaciones. El sistema 100 puede incluir uno o más de un alimentador 102 de material sólido, un reactor 104, una fuente de gas 106, almacenamiento 108 y/u otros componentes. A modo de ejemplo no limitativo, el material sólido que puede procesarse mediante el uso del sistema 100 puede incluir uno o más de suelo, carbón, astillas de madera, restos de comida, mineral y/o concentrado de mineral, relaves de minas, arenas bituminosas, pizarra, un material orgánico, un material inorgánico, material celulósico derivado de residuos forestales y/o agrícolas, residuos domésticos y/o industriales, papel cartón y/o trapo, residuos médicos, residuos plásticos, residuos, vidrio, cenizas volantes, subproductos silíceos, residuos de refinerías de metales, residuos de centrales eléctricas, desechos de caucho y/u otros materiales. En la presente descripción se presentan varios ejemplos ilustrativos de implementaciones del sistema 100. Brevemente, el material sólido que se procesa mediante el uso del sistema 100 puede denominarse en este documento como "material sólido", "material de alimentación sólido", "material a procesar", "material para procesar", "material de proceso sólido", "material sólido a procesar", " material para procesar ”,“ material sólido para procesar” y/u otro término que designa un material sólido que puede procesarse de acuerdo con una o más implementaciones presentadas en la presente descripción.
El reactor 104 puede configurarse para facilitar las reacciones químicas y/o la trituración del material de alimentación sólido mediante el uso de fuerzas de tensión de ondas de choque creadas en un vórtice gaseoso supersónico dentro de una cámara 302 del reactor 104. El reactor 104 puede incluir una cámara 302, una entrada de gas 304, una entrada de material sólido 306, una salida 308 y/u otros componentes. El alimentador de material sólido 102 puede configurarse para proporcionar material sólido a la cámara 302 del reactor 104 a través de la entrada 306 de material sólido del reactor 104 para su procesamiento. El material sólido puede procesarse dentro de la cámara 302 mediante mecanismos abrasivos y/o no abrasivos facilitados por las ondas de choque dentro de la cámara 302. El reactor 104 puede ser un reactor configurado para lograr una o más de las funciones previstas del reactor 104 como se presenta aquí. Con fines ilustrativos, se presentan en la presente descripción implementaciones ilustrativas del reactor 104 con referencia a las Figuras 3-7. Sin embargo, los expertos en la técnica pueden reconocer otros reactores y/o tipos de reactores que pueden ser adecuados para los propósitos previstos presentados y anticipados en la presente descripción. En algunas implementaciones, el sistema 100 puede incluir una o más características (por ejemplo, el reactor 104) que es igual o similar a una o más características descritas en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos núm. 14/298,868 presentada el 6 de junio de 2014 y titulada "A Reactor Configured To Facilitate Chemical Reactions And/or Comminution Of Solid Feed Materials”, que se incorpora como referencia en la presente descripción.
La fuente de gas 106 puede configurarse para introducir una corriente de gas a alta velocidad en la cámara 302 del reactor 104. La corriente de gas a alta velocidad puede introducirse a través de la entrada 304 de gas del reactor 104. La introducción de la corriente de gas a alta velocidad puede producir el vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara 302 del reactor 104. En la presente descripción, el gas introducido en la cámara 302 a través de la entrada de gas 304 puede denominarse "gas de proceso", "gas de procesamiento" y/u otro término que designa un gas que se introduce en el reactor como una corriente de gas de alta velocidad de acuerdo con una o más implementaciones presentadas en la presente descripción.
La fuente de gas 106 puede incluir un sistema de conductos, válvulas, sensores y/u otros componentes que se configuran para proporcionar la corriente de gas a alta velocidad desde la fuente de gas 106 al reactor 104 de una manera controlada y/o predeterminada de algún otro modo.
El almacenamiento 108 puede configurarse para recoger material procesado que se comunica a través de la salida 308 del reactor 104.
La Figura 2 ilustra el sistema 100 para procesar materiales sólidos, de acuerdo con una o más implementaciones. De acuerdo con la Figura 1, el sistema 100 puede incluir uno o más del alimentador de material sólido 102, el reactor 104, la fuente de gas 106, el almacenamiento 108 y/u otros componentes. Por ejemplo, el sistema 100 puede incluir un componente de calor 202 configurado para proporcionar calor a la cámara 302 del reactor 104. En algunas implementaciones, el componente de calor 202 puede integrarse con el reactor 104 y puede comprender parte del reactor 104. En algunas implementaciones, el componente de calor 202 puede separarse del reactor 104.
El alimentador de material sólido 102 puede comprender un transportador 206. El transportador 206 puede configurarse para recibir y/o extraer materiales de procesamiento sólidos de una fuente 204 de material sólido. El transportador 206 puede configurarse para proporcionar los materiales de procesamiento sólidos al reactor 104 a través de la entrada de material sólido 306. El transportador 206 puede configurarse para hacer avanzar el material
sólido desde la fuente 204 de material sólido a través de la entrada 306 de material sólido y hacia dentro de la cámara 302. En algunas implementaciones, el transportador 206 puede estar unido a la entrada de material sólido 306. El accesorio puede configurarse para proporcionar un sello de alta presión con el material sólido alimentado a la entrada de material sólido 306. El transportador 206 puede incluir uno o más de un transportador de cinta, un transportador de tornillo sin fin (por ejemplo, un tornillo sinfín doble), un transportador neumático, un transportador vibratorio, un transportador de cadena, un transportador neumático (por ejemplo, como los que se usan en continua operaciones de disparo de arena y/u otras operaciones), un transportador neumático de doble cámara, un transportador giratorio, una esclusa de aire giratoria, un transportador de cadena y disco, un sistema de ariete alternativo y/u otro tipo de transportador y/o sistema de transporte.
En algunas implementaciones, la fuente de material sólido 204 puede integrarse como parte del alimentador de material sólido 102 (por ejemplo, el transportador 206). En algunas implementaciones, la fuente de material sólido 204 puede estar separada del alimentador de material sólido 102. En algunas implementaciones, la fuente de material sólido 204 puede configurarse de otras formas. La fuente de material sólido 204 puede comprender uno o más de un tanque, un contenedor, un bote, un cargador, un tanque presurizado, un tanque de suspensión, una tolva y/u otra fuente de materiales sólidos (por ejemplo, se puede alimentar material sólido manualmente en el transportador 206 y/o mediante otras técnicas para proporcionar material sólido al transportador 206).
En algunas implementaciones, el transportador 206 puede ser controlado por un controlador 208. El controlador 208 puede ser un controlador de computadora, un controlador de accionamiento de frecuencia variable, uno o más procesadores físicos, un controlador lógico programable (PLC), un controlador que incluye un algoritmo genético y/u otro algoritmo que optimiza el rendimiento y/u otro tipo de controlador y/o sistema controlador. Por ejemplo, los procesadores pueden incluir uno o más de un procesador digital, un procesador analógico, un circuito digital diseñado para procesar información, un circuito analógico diseñado para procesar información, una máquina de estado y/u otros mecanismos para procesar información electrónicamente. El controlador 208 puede configurarse para controlar el transportador 206 para hacer avanzar materiales sólidos al reactor 104 en base a un caudal, capacidad, velocidad predeterminados y/o en base a otros parámetros de control. El controlador 208 puede configurarse para controlar el transportador 206 para hacer avanzar material sólido hacia el rector 104 de una manera que esté de acuerdo con una o más implementaciones de procesamiento mediante el uso del sistema 100 presentado aquí y/u otras implementaciones de procesamiento de materiales sólidos.
En algunas implementaciones, la fuente de gas 106 puede comprender uno o más de un calentador 210, un componente de calentamiento 212, una bomba de fluido 214, un controlador 216 y/u otros componentes. El calentador 210 se puede calentar mediante una fuente de calor proporcionada por el componente de calentamiento 212. El calentador 210 puede comprender uno o más de un horno, una caldera, un sobre calentador, un dispositivo configurado para ser calentado a partir de los gases de escape del sistema 100 y/u otro calentador y/o dispositivo de calentamiento. En algunas implementaciones, el calentador 210 puede comprender un sobre calentador y/u otros componentes. En algunas implementaciones, el calentador 210 puede comprender una caldera y un sobre calentador y/u otros componentes.
El componente de calentamiento 212 puede incluir uno o más de un quemador de gas, una bobina eléctrica, un calentador de inducción, un calentador dieléctrico, un calentador de radiofrecuencia, un calentador de microondas, una camisa de vapor, un baño de sales fundidas, un quemador de combustible pulverizado, una descarga de plasma, un plasma de ondas viajeras, un plasma térmico y/o no térmico y/u otros componentes configurados para proporcionar calor al calentador 210. En algunas implementaciones, el calor proporcionado por el componente de calentamiento 212 puede controlarse de manera que el gas de proceso comunicado desde el calentador 210 al reactor 104 alcance la temperatura deseada. En algunas implementaciones, el calor proporcionado por el componente de calentamiento 212 puede controlarse de manera que el gas de proceso comunicado desde el calentador 210 al reactor 104 alcance un intervalo de temperatura deseado. En algunas implementaciones, el calor proporcionado por el componente de calentamiento 212 se puede controlar de manera que el gas de proceso comunicado desde el calentador 210 al reactor 104 alcance la presión deseada. En algunas implementaciones, el calor proporcionado por el componente de calentamiento 212 puede controlarse de manera que el gas de proceso comunicado desde el calentador 210 al reactor 104 alcance un intervalo de presión deseado.
Puede introducirse un fluido en el calentador 210 que puede usarse para producir el gas de proceso (por ejemplo, la corriente de gas a alta velocidad que se introduce en el reactor 104). Por ejemplo, el fluido puede comunicarse a través del calentador 210 a través de la bomba de fluido 214 mediante el uso de un sistema de conductos y/u otras técnicas de comunicación de fluidos. El fluido se puede suministrar desde una fuente de fluido 215. La fuente 215 de fluido puede ser interna o externa a la fuente 106 de gas. El fluido puede comprender, por ejemplo, gas de carbón, gas de la ciudad, metano, agua (por ejemplo, para producir vapor), vapor, etano, propano, butano, pentano, amoníaco, hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, oxígeno, nitrógeno, cloro, flúor, eteno, sulfuro de hidrógeno, acetileno y/u otro fluido que pueda usarse para producir la corriente de gas a alta velocidad que se introduce en el reactor 104 para facilitar el procesamiento de los materiales sólidos de acuerdo con una o más implementaciones presentadas en la presente descripción. El calentador 210 puede configurarse para elevar la temperatura y la presión del fluido a una temperatura y/o presión deseadas que se determinan para el gas de proceso de acuerdo con una o más implementaciones. La comunicación del gas de proceso desde el calentador 210
al reactor 104 a través de la entrada 304 de gas puede facilitar la corriente de gas a alta velocidad en la cámara 302.
En algunas implementaciones, dependiendo del resultado deseado, en el procesamiento de carbón de lignito, por ejemplo, puede desearse simplemente secar el carbón, y la temperatura del gas de proceso (tal como el vapor) puede estar ligeramente por encima o por debajo de 100 °C, dependiendo del grado de vacío en la cámara colectora. Puede desearse eliminar los volátiles del carbón de lignito, y luego la temperatura del gas de proceso se puede variar hasta aproximadamente 250 °C y/u otra temperatura. En algunas implementaciones, si se desea negro de carbón o Fullerenos, entonces la temperatura puede estar en el rango de 250 °C a 400 °C y/u otro intervalo. Si se desea una gasificación total, entonces la temperatura del gas de proceso puede estar en el intervalo de 400 °C a 700 °C (o más), dependiendo del tipo de carbón y/o del grado de gasificación deseado. Si se desea una mezcla de gases equilibrada para la reacción tipo Fisher-Tropsch y/u otra reacción (por ejemplo, una parte de monóxido de carbono (CO) y dos partes de hidrógeno (2 H2), entonces una mezcla de vapor, metano y/u oxígeno y/o puede usarse aire como gas de proceso para crear una temperatura de autorreacción en el intervalo de 250 °C a 700 °C y/u otro intervalo.
En algunas implementaciones, la bomba de fluido 214 puede ser controlada por el controlador 216. El controlador 216 puede ser un controlador de computadora, un controlador de accionamiento de frecuencia variable, uno o más procesadores físicos y/u otro tipo de controlador y/o sistema controlador. Por ejemplo, los procesadores pueden incluir uno o más de un procesador digital, un procesador analógico, un circuito digital diseñado para procesar información, un circuito analógico diseñado para procesar información, una máquina de estado y/u otros mecanismos para procesar información electrónicamente. El controlador 216 puede configurarse para controlar la bomba de fluido 214 para hacer avanzar el fluido a través del calentador 210 y al reactor 104 en base a un caudal, temperatura, presión, volumen, velocidad y/u otro parámetro de control predeterminados. El controlador 216 puede configurarse para controlar la bomba de fluido 214 para hacer avanzar el fluido al rector 104 de una manera que esté de acuerdo con una o más implementaciones de procesamiento de materiales sólidos mediante el uso del sistema 100 como se presenta en la presente descripción.
En algunas implementaciones, la fuente de gas 106 puede incluir una red de conductos, sensores, válvulas, controladores, válvulas de retención y/u otros componentes que están conectados a la bomba de fluido 214, el calentador 210, el quemador 212 y/o la entrada de gas 304 del reactor 104 que están configurados para llevar a cabo una o más de las características y/o funciones atribuidas a la fuente de gas 106 como se presenta en este documento. Por ejemplo, puede disponerse una válvula de retención de no retorno en una parte del conducto que comunica entre la bomba de fluido 214 y el calentador 210 para garantizar que el fluido no refluye hacia la bomba de fluido 214. Pueden emplearse otras configuraciones de conductos, válvulas, controladores y/u otros componentes.
En algunas implementaciones, una o más características y/o funciones de la bomba de fluido 214 pueden atribuirse a uno o más de otros componentes. Por ejemplo, en algunas implementaciones, la bomba de fluido 214 puede omitirse y reemplazarse por una válvula controlada por ordenador (no mostrada). En tales implementaciones, el fluido suministrado desde la fuente de fluido 215 puede suministrarse en base a uno o más de una presión, caudal, volumen y/u otros parámetros. La válvula controlada puede configurarse para controlar la presión, el caudal, el volumen y/u otro parámetro del fluido que se introduce en el calentador 210 mediante la apertura y/o cierre cooperativo de la válvula en cantidades y/o frecuencias predeterminadas con el fin de lograr un control similar al descrito para la bomba de fluido 214 (por ejemplo, con el control facilitado por el controlador 216).
En algunas implementaciones, el almacenamiento 108 puede comprender un tanque 218 y una fuente de vacío, como una bomba de vacío 220. El tanque 218 puede estar en comunicación de fluido con la fuente de vacío (por ejemplo, la bomba de vacío 220). En algunas implementaciones, la bomba de vacío 220 puede comprender una bomba de anillo líquido y/u otra bomba. En alguna implementación, la bomba de vacío 220 puede ser una bomba turbo molecular y/u otra bomba. La fuente de vacío puede configurarse para crear una presión de vacío dentro del tanque 218. Una presión de vacío dentro del tanque 218 puede facilitar la extracción del material procesado de la salida 308 del reactor 104 durante el procesamiento. En algunas implementaciones, la presión de vacío puede estar en el intervalo de 20 mm de mercurio a 760 mm de mercurio (por ejemplo, 3 KPa a 101 KPa) y/u otro intervalo.
En algunas implementaciones, la bomba de vacío 220 puede incluir un tanque de fluido 222. El tanque de fluido 220 puede incluir fluido refrigerante para la bomba de vacío 220. El fluido refrigerante puede ser agua y/u otro fluido. El tanque de fluido 222 puede comprender un tanque de agua. En algunas implementaciones, el tanque de fluido 222 puede comprender un depósito de fluido para la bomba de vacío 220. En algunas implementaciones, el tanque de fluido 222 y/o la bomba de vacío 220 pueden configurarse para proporcionar un mecanismo para apagar cualquier gas de escape y/o condensar vapor y/o volátiles. Sin embargo, en algunas implementaciones del sistema 100, puede que no haya necesidad de una presión negativa en la salida 308 del reactor 304, de modo que la fuente de vacío, como la bomba de vacío 220 y/o el tanque de fluido 222, se pueden omitir del sistema 100. En algunas implementaciones, la bomba de vacío 220 y/o el tanque de fluido 222 pueden omitirse del sistema 1000 para evitar la humedad en el proceso y puede emplearse un estilo diferente de fuente de vacío. En algunas implementaciones, se puede lograr una presión de vacío baja mediante un ventilador de extracción/escape acoplado operativamente al tanque 218 y/o la salida 308 del reactor 304. En algunas implementaciones, los gases de escape se pueden apagar mediante la provisión de una torre de enfriamiento y/u otro equipo de limpieza de gases empleado con el sistema
100. Se contemplan otras configuraciones de una fuente de vacío y/o un sistema de enfriamiento.
En la presente descripción, el material que ha sido procesado a través del sistema 100 (por ejemplo, gas de proceso y material de proceso sólido) puede denominarse "materiales procesados" y/u otros términos que designan materiales que han pasado por uno o más procedimientos de procesamiento (por ejemplo, fluidos y sólidos). Como tal, los materiales procesados pueden incluir sólidos procesados y gases procesados (por ejemplo, gases de escape). Los materiales procesados se pueden comunicar en el tanque 218 en donde los sólidos procesados se pueden eliminar (por ejemplo, separar) de los gases de escape. Los materiales sólidos pueden mantenerse en el tanque 218 y/o retirarse posteriormente del tanque 218 mediante una salida de material sólido del tanque 218. Los gases de escape pueden pasar a través de la bomba de vacío 220 y pueden enfriarse en el fluido presente en el tanque de fluido 222. En algunas implementaciones, los gases de escape pueden redirigirse al calentador 210 para quemarse.
De acuerdo con una o más implementaciones del sistema 100, el gas de proceso se puede calentar a una temperatura y/o presión predeterminadas y pasar al reactor 104 a velocidades supersónicas para facilitar la corriente de gas a alta velocidad dentro de la cámara 302. Pueden proporcionarse materiales sólidos en el reactor 104 (por ejemplo, cámara 302) en donde los materiales sólidos interactúan con la corriente de gas a alta velocidad. Pueden ocurrir reacciones químicas y/o trituración de los materiales sólidos.
De acuerdo con una o más implementaciones, el sistema 100 se puede emplear para una o más de la producción de carbono, metales como aluminio, magnesio, titanio y/u otros metales, volátiles, fullerenos, nanotubos de carbono, grafeno, grafito, bolas Bucky, nanotubos de silicio (SNT), siliceno, bolas de silicio Bucky, nanotubos de carbono magnéticos, nanotubos de silicio magnéticos, cualquiera o todos los elementos como carbono, silicio, germanio, estaño, plomo, flerovio y/u otro elemento que pueda tener el potencial de formar nano estructuras de naturaleza similar a los fullerenos, nano estructuras y/o cristales formados a partir de otros elementos y/o una combinación de los mismos, cemento Portland, silicatos, SNT dopados con metal, carbono metalúrgico, hidrógeno, silicatos de sodio, silicatos de calcio, silicatos de potasio, y/u otros silicatos, azúcares de materiales celulósicos, alcoholes de materiales celulósicos, carbón activado, negro de humo, hidrocarburos fluorados y/u otros materiales y/o productos. En algunas implementaciones, el sistema 100 se puede emplear para procesos tales como uno o más de generación de energía libre de dióxido de carbono, producción de gas a partir de carbón para transporte, procesamiento de petróleo de esquisto y/o arenas bituminosas, craqueo de hidrocarburos de cadena larga, conversión de hidrocarburos a baja temperatura en gas de producción, combustión / gasificación de combustibles con alto contenido de azufre y/o cloro, producción en una sola etapa de polvo (s) metálico, reducción directa de silicio, procesamiento de relaves refractarios, recuperación de recursos y/o gasificación de desechos domésticos, recuperación de metales a partir de desechos, destrucción de contaminantes orgánicos persistentes (POP), bifenilos policlorados (PCB), hidrocarburos poliaromáticos (PAH), desechos de guerra química y/u otros contaminantes, gasificación de bandadas de automóviles y/ recuperación de metales, procesamiento de neumáticos, desechos de madera y/o gasificación de desechos agrícolas, eliminación de metales pesados de sitios contaminados, conversión de asbesto, recuperación de material como vertederos, desechos de palma, desechos forestales, desechos de vidrio, cemento y/o desechos de productos de cemento, aguas residuales y/u otros desechos, producción de hidrógeno y/o para otros procesos y/o procedimientos.
En algunas implementaciones, el procesamiento de materiales sólidos con medio gaseoso puede permitir la reducción directa de metales. Por ejemplo, mediante el uso de carbón y/o metano como fuente de carbono, las reacciones químicas que ocurren en la cámara 302 pueden producir una reducción carbotérmica de óxidos y/o sulfatos metálicos a su estado metálico. Como ejemplo ilustrativo, un procedimiento de procesamiento puede incluir óxido de hierro como material de procesamiento sólido y metano como gas de proceso. Puede añadirse aceite al óxido de hierro. El aceite puede ser o no un aceite soluble en alcohol.
Como otro ejemplo ilustrativo, el concentrado de lixiviación de sulfato de plomo (LSLC) puede usarse con un aceite como lubricante como material de procesamiento sólido con metano y/u otro gas como gas de proceso. Los resultados pueden indicar que puede ocurrir una reducción en un solo paso de hasta un 40 % de conversión de sulfato (en las especies objetivo de plomo, cadmio y zinc). Estos y/o procesos similares se pueden ejecutar con el reactor 104 calentado a un intervalo aproximadamente entre 200 °C y 700 °C (y/u otro intervalo) y el gas de proceso a una temperatura entre 300 °C y 600 °C (y/u otro intervalo). Por ejemplo, el reactor 104 puede calentarse por debajo de 670 °C y el gas de proceso puede calentarse por debajo de 500 °C.
En algunas implementaciones, el procesamiento de materiales sólidos mediante el uso del sistema 100 se puede lograr mediante el uso de vapor como gas de proceso. Los procesos de este tipo pueden incluir, sin limitación, desvolatización de carbón, gasificación de carbón, descontaminación de suelos contaminados con hidrocarburos, descontaminación de suelos contaminados con bifenilos policlorados (PCB) y/u otros procesos y/o procedimientos. De acuerdo con una o más implementaciones, se puede bombear agua al calentador 210 y convertirla en vapor como gas de proceso. El vapor se puede calentar hasta temperaturas en el intervalo de 500 °C y 600 °C (y/u otro intervalo). Por ejemplo, el vapor se puede calentar a aproximadamente 550 °C. El vapor de agua a alta temperatura
usado como gas de proceso puede introducirse a alta velocidad en el reactor 104 en la entrada de gas 304. Puede proporcionarse material sólido a la cámara 304 en la entrada de material 306. Pueden ajustarse varias otras condiciones del sistema 100 para lograr el producto químico deseado dentro del reactor 104. Por ejemplo, en algunas implementaciones, se pueden añadir metano y/u otros hidrocarburos gases y/o líquidos junto con aire y/u oxígeno para hacer y/o ayudar en la reacción química y/o de atrición.
En algunas implementaciones, puede usarse nitrógeno sobrecalentado como gas de proceso con titanio, por ejemplo, usado como material de alimentación sólido proporcionando polvo de nitruro de titanio como salida. Este procedimiento se puede aplicar a la gama de carburos, siliciuros, boruros y/o nitruros, ya sea con metales simples como aluminio, titanio, tungsteno y/o varios otros metales duros y/o no metales.
De acuerdo con una o más implementaciones, los PCB pueden descomponerse térmicamente debido a las altas temperaturas mediante el uso de una o más implementaciones del sistema 100 aquí presentado. Los niveles de contaminación del material procesado pueden indicar una reducción de la contaminación por PCB. Por ejemplo, la experimentación puede mostrar que la contaminación puede reducirse de 300 ppm a menos de 1 ppm (por ejemplo, esencialmente indetectable) de acuerdo con una o más implementaciones. Los niveles de contaminación de los gases de escape en el tanque de agua 222 en el momento del procesamiento también pueden estar por debajo del nivel detectable. Esto puede indicar que los PCB se destruyen y no simplemente se evaporan. En algunas implementaciones, las temperaturas de reacción pueden ser inferiores a las de la formación de dioxinas, que se pueden producir en la reacción entre cloro y monóxido de carbono a temperaturas aproximadamente superiores a 500 °C. En algunas implementaciones, se pueden evitar uno o más problemas asociados convencionalmente con la destrucción de PCB y/o varios otros materiales tóxicos persistentes, tales como agentes de guerra química.
De acuerdo con uno o más procesos de gasificación, se puede prestar especial atención a la relación de vapor a carbón con el fin de lograr las relaciones CO: H2 deseadas para la generación de energía directa, procesamiento de gas a líquidos y/u otros usos. Se puede lograr una modificación adicional de la relación CO: H2 mediante una reacción de cambio de gas de agua como se representa en la siguiente ecuación:
CO H2O ^ H2 + CO2
En algunas implementaciones, el procesamiento se puede realizar con múltiples pasadas de material a través del sistema 100. Por ejemplo, el hidrógeno molecular (H2) puede ser producido a partir de carbón y/o de otros carbonos que contienen sólidos, de acuerdo con una o más implementaciones. Un material sólido basado en carbono (por ejemplo, carbón) puede procesarse mediante el uso del sistema 100 con agua (por ejemplo, vapor) y/u otro fluido(s) como gas de proceso. Un gas de escape de los materiales procesados después de una primera pasada con vapor puede incluir monóxido de carbono. La reacción química del primer paso puede representarse mediante la siguiente ecuación:
C H2O ^ CO H2
El monóxido de carbono se puede comprimir para su uso durante un segundo paso a través del sistema 100. El monóxido de carbono comprimido puede usarse como gas de proceso en el segundo paso. El segundo paso puede usar óxido de hierro como material de proceso sólido. El segundo paso puede producir un polvo de hierro sólido. La reacción química se puede representar mediante la siguiente ecuación:
FeO CO ^ Fe CO2
Se puede realizar un tercer pase mediante el uso del polvo de hierro como material de proceso sólido y vapor como gas de proceso. El procesamiento puede producir hidrógeno molecular. La reacción se puede representar mediante la siguiente ecuación:
Fe H2O ^ FeO H2
De acuerdo con una o más implementaciones, el sistema 100 puede facilitar la producción de carbonilos y/u otros compuestos organometálicos mediante el uso de polvos metálicos y/o compuestos que contienen metales (incluidos, entre otros, minerales, concentrados, hidruros, sulfatos, sulfuros, óxidos, y/o cloruros) como material de proceso sólido y/o monóxido de carbono y/u otro gas como gas de proceso. Se puede configurar una variación de este proceso de manera que se haga reaccionar óxido de níquel con monóxido de carbono para producir tetracarbonilo de níquel. Este puede ser un líquido transparente e incoloro con un punto de ebullición de aproximadamente 105 °C que puede descomponerse en una superficie caliente produciendo níquel metálico puro. Puede usarse una reacción similar para el hierro y puede producir pentacarbonilo de hierro, sin embargo, puede requerir temperaturas y/o presiones más altas.
Una reacción de níquel y hierro se puede representar mediante la siguiente ecuación:
Ni 4CO ^ Ni(CO)4
y/o
Fe 5CO — Fe(CO)5
En algunas implementaciones, los carbonilos pueden ser la base de la industria de circuitos integrados donde se usan en un proceso que se denomina genéricamente deposición química de vapor (CVD). La mayoría, si no todos los metales, pueden procesarse en carbonilos y/u otros compuestos organometálicos, ya sea para una mayor purificación y/o como método para depositar el metal de elección. El silicio se puede convertir fácilmente en un carbonilo y luego se puede destilar y/o reducir para dar una pureza muy alta a una fracción del coste de los sistemas de extracción por fusión "Choralski" actuales y/u otros sistemas. Tales sistemas pueden llevar mucho tiempo y/o consumir mucha energía. Algunos o más de los problemas asociados con estos o sistemas similares pueden aliviarse mediante el uso de uno o más procesos de acuerdo con el sistema 100 como se presenta en la presente descripción y/u otras consideraciones.
De acuerdo con una o más implementaciones, el sistema 100 puede facilitar la producción de cemento Portland (silicato de di y/o tri-calcio). El sistema 100 puede emplear piedra caliza como material de proceso sólido y agua (por ejemplo, vapor) como gas de proceso como primer paso del proceso. Sin embargo, en una o más de otras implementaciones, se puede emplear dióxido de carbono u otro gas como gas de proceso, ya que el gas de proceso en este proceso puede simplemente facilitar la transferencia de calor durante la reacción. La reacción se puede representar mediante la siguiente ecuación:
CaCO3 + H2O —— CaO + H2O CO2
En algunas implementaciones, un segundo paso y/u otros pasos pueden combinar tres partes de óxido de calcio con una parte de dióxido de silicio como material de alimentación sólido junto con un gas de proceso de elección que produce un polvo fino amalgamado que tiene la composición de silicato de calcio (por ejemplo, Cemento Portland).
Las Figuras 3, 4 y 5 ilustran respectivamente una vista superior, una vista lateral y una vista posterior del reactor 104, de acuerdo con una o más implementaciones. El reactor 104 puede configurarse para facilitar el procesamiento, incluyendo reacciones químicas y/o trituración de materiales de alimentación sólidos mediante el uso de ondas de choque creadas en un vórtice gaseoso supersónico, de acuerdo con una o más implementaciones del sistema 100. El reactor 104 puede incluir una o más de la cámara 302, la entrada de gas 304, la entrada de material 306, la salida 308 y/u otros componentes.
La cámara 302 puede configurarse para proporcionar un volumen en donde se produce el procesamiento del material. La cámara 302 puede tener una sección transversal sustancialmente circular centrada en un eje longitudinal 310 que es normal a la sección transversal. La sección transversal sustancialmente circular puede facilitar un vórtice que gira dentro de la cámara 302. Una parte 312 de la cámara 302 puede tener forma de cilindro. Un radio de la sección transversal sustancialmente circular de una parte 314 de la cámara 302 puede disminuir continuamente en un extremo de la cámara 302 próximo a la salida 308. La disminución continua del radio de la sección transversal sustancialmente circular de la cámara 302 puede configurarse para provocar una aceleración de la velocidad de rotación del vórtice gaseoso. La parte 314 de la cámara 302 que tiene el radio continuamente decreciente de la sección transversal sustancialmente circular puede tener forma de cono, hemisferio, cuerno (véanse, por ejemplo, las Figuras 3 y 4) y/u otras formas.
La cámara 302 puede estar formada por varios materiales. La cámara 302 puede estar formada por un material estriado. La cámara 302 puede estar formada por un material termoconductor. La cámara 302 puede estar formada por un material eléctricamente conductor. De acuerdo con algunas implementaciones, la cámara 302 puede estar formada total o parcialmente de acero, hierro, aleaciones de hierro, carburo de silicio, zirconia parcialmente estabilizada (PSZ), alúmina fundida, carburo de tungsteno, nitruro de boro, carburos, nitruros, cerámica, silicatos, geopolímeros, aleaciones metálicas, otras aleaciones y/u otros materiales. En algunas implementaciones, una superficie interna 316 de la cámara 302 puede revestirse con uno o más revestimientos. Se puede configurar un revestimiento ilustrativo para evitar el desgaste físico o químico de la superficie interna 316 de la cámara 302. En algunas implementaciones, se puede configurar un revestimiento para promover una reacción química dentro de la cámara 302. Un ejemplo de un recubrimiento que puede promover una reacción química puede incluir uno o más de hierro; níquel; rutenio; rodio; platino; paladio; cobalto; otros metales de transición y sus aleaciones, compuestos y/u óxidos (por ejemplo, la serie de los lantánidos y sus compuestos, aleaciones y/u óxidos) y/u otros materiales.
La entrada de gas 304 puede configurarse para introducir una corriente de gas a alta velocidad en la cámara 302. La entrada de gas 304 puede disponerse y disponerse de modo que se produzca un vórtice de la corriente de gas que circula dentro de la cámara 302. El vórtice puede girar alrededor del eje longitudinal 310 de la cámara 302. La entrada de gas puede disponerse de modo que la corriente de gas se dirija sustancialmente perpendicular al eje longitudinal 310 de la cámara 302. La entrada de gas 304 puede disponerse de modo que la corriente de gas se dirija sustancialmente tangente a una superficie interna de la sección transversal sustancialmente circular de la cámara (véase, por ejemplo, la Figura 5). La entrada de gas 304 puede estar dispuesta próxima a la entrada de
material 306.
El gas emitido por la entrada de gas 304 puede incluir cualquier número de materiales gaseosos. En algunas implementaciones, el gas puede incluir un gas reducido, es decir, un gas con un índice de oxidación bajo (o reducción alta), que a menudo es rico en hidrógeno. El gas puede incluir uno o más de vapor, metano, etano, propano, butano, pentano, amoniaco, hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, oxígeno, nitrógeno, cloro, flúor, eteno, sulfuro de hidrógeno, acetileno y/u otros gases. El gas puede ser un vapor. El gas puede recalentarse de acuerdo con una o más implementaciones del sistema 100 aquí presentado. En algunas implementaciones, el gas puede calentarse más allá de un punto crítico y/o comprimirse por encima de una presión crítica de modo que el gas se convierta en un gas sobrecalentado, un fluido compresible y/o un fluido supercrítico.
La Figura 6 ilustra una vista detallada de una entrada de gas 304 del reactor 104, de acuerdo con una o más implementaciones. La entrada de gas 304 puede incluir una boquilla de entrada 602 dispuesta dentro de la entrada de gas 304. La boquilla de entrada 602 puede estar configurada para asegurarse en su sitio mediante roscas y/o mediante otras técnicas de fijación. La boquilla de entrada 602 puede configurarse para acelerar la corriente de gas que se introduce en la cámara 302. En implementaciones ejemplares, la boquilla de entrada 602 puede configurarse para emitir la corriente de gas a una velocidad supersónica. La boquilla de entrada 602 puede configurarse para emitir ondas de choque en la corriente de gas emitida por la boquilla de entrada 602. La entrada de gas 304 puede incluir una cavidad anular 604 dispuesta alrededor de la boquilla de entrada 602. La cavidad anular 604 puede configurarse de manera que la corriente de gas emitida por la boquilla de entrada 602 resuene dentro de la cavidad anular 604.
La Figura 7 ilustra una vista detallada de la boquilla de entrada 602 de la entrada de gas 304, de acuerdo con una o más implementaciones. La boquilla de entrada 602 puede incluir uno o más cilindros resonadores 702. Un cilindro resonador 702 dado puede estar dispuesto dentro de la boquilla de entrada 602 y puede estar orientado perpendicular al flujo principal de gas a través de la boquilla de entrada 602. Un cilindro resonador 702 dado puede estar configurado de manera que los pulsos de presión de gas resuenen dentro del cilindro 702 resonador dado para inducir ondas de choque dentro de la boquilla de entrada 602. Las ondas de choque que ocurren dentro de la boquilla de entrada 602 pueden propagarse fuera de la boquilla de entrada 602 hacia la cámara 302. Los diferentes cilindros resonadores 702 pueden tener diferentes tamaños de modo que las correspondientes frecuencias resonantes diferentes dan como resultado ondas de choque que se producen a diferentes frecuencias. El desplazamiento de un reborde 704 con respecto a otro reborde 706 de un cilindro resonador 702 dado puede inducir el bombeo en el cilindro 702 resonador dado.
De acuerdo con algunas implementaciones, la boquilla de entrada 602 puede configurarse para introducir ondas de choque y/o armónicos en el gas y/o la cámara 302. La boquilla de entrada 602 puede incluir uno o más de un tubo Hartmann-Sprenger, un generador Hartmann, un oscilador Hartmann, una boquilla que usa uno o más transductores piezoeléctricos o magnostrictivos controlados electrónicamente para controlar las ondas de choque y/u otros tipos de boquillas. Un generador Hartmann puede incluir un dispositivo en donde las ondas de choque generadas en los bordes de una boquilla por un chorro de gas supersónico resuenan con la abertura de un pequeño tubo cilíndrico, colocado frente a la boquilla, para producir potentes ondas sonoras ultrasónicas. Un oscilador Hartmann puede incluir un radiador de chorro de gas de ondas sónicas y ultrasónicas. El oscilador puede incluir una boquilla de la que emerge gas a una presión p>0,2 meganewtons por metro cuadrado (1,93 atmósferas) a velocidad supersónica. En el proceso, el chorro de gas puede crear ondas de compresión y enrarecimiento. Si se coloca un resonador en este flujo coaxialmente con la boquilla a una cierta distancia, pueden irradiarse ondas sónicas y ultrasónicas. La frecuencia de la radiación acústica puede ser función de la distancia entre la boquilla y el resonador, así como del tamaño del resonador. Los osciladores Hartmann pueden irradiar hasta varias docenas de vatios de potencia acústica. Si se sopla aire comprimido (de un tanque o compresor) a través de la boquilla, se pueden obtener frecuencias que van desde 5 o 6 kilohercios hasta 120 kilohercios. Al usar hidrógeno en lugar de aire, se pueden alcanzar frecuencias de hasta 500 kilohercios.
Refiriéndonos de nuevo a las Figuras 3, 4 y 5, la entrada de material 306 puede configurarse para introducir material sólido a procesar en la cámara 302. La entrada de material 306 puede estar dispuesta próxima a la entrada de gas 304. La entrada de material 306 puede estar dispuesta sobre una superficie plana 318 de la cámara 302 que es perpendicular al eje longitudinal 310 de la cámara 302. La entrada de material 306 puede disponerse de modo que el material introducido en la cámara 302 se dirija en paralelo al eje longitudinal 310 de la cámara 302. La entrada de material 306 puede acoplarse al alimentador de material sólido 102 (Figuras 1 y 2) que hace avanzar el material a través de la entrada de material 306 hacia la cámara 302.
El sistema 100 puede procesar cualquier número de materiales mediante el uso del reactor 104 y/u otro reactor. De acuerdo con algunas implementaciones, el material a procesar puede incluir un sólido, un fluido, un líquido, un vapor, un gas, un plasma, un fluido supercrítico, una mezcla que incluya uno o más de los materiales antes mencionados y/u otros tipos de materiales. A modo de ejemplo no limitativo, el material que se procesará dentro de la cámara 302 puede incluir uno o más de tierra, carbón, astillas de madera, restos de comida, mineral y/o concentrado de mineral, relaves de minas, arenas bituminosas, pizarra, un material orgánico, un material inorgánico y/u otros materiales presentados en la presente descripción y/u otros materiales.
En algunas implementaciones, el material procesado por el sistema 100 puede procesarse mediante mecanismos no abrasivos facilitados por ondas de choque dentro de la cámara 302. En algunas implementaciones, el material procesado por el sistema 100 puede procesarse mediante mecanismos abrasivos facilitados por ondas de choque dentro de la cámara 302. Por ejemplo, el material puede procesarse mediante fuerzas de tensión provocadas por ondas de choque dentro de la cámara. El material se puede procesar por cavitación en la corriente de gas dentro de la cámara 302.
La salida 308 puede configurarse para emitir el gas de escape y el material procesado desde la cámara 302 y hacia el almacenamiento 108 (Figuras 1 y 2). La salida 308 puede estar dispuesta en un extremo opuesto de la cámara 302 como entrada de gas 304 y entrada de material 306. La salida 308 puede estar dispuesta sobre el eje longitudinal 310 de la cámara 302. A medida que se reduce el tamaño de partícula del material de proceso sólido, esas partículas pueden migrar hacia la salida 308. La salida 308 puede acoplarse al tanque 218 de almacenamiento 108 (Figura 2) configurado para atrapar el material procesado emitido desde la salida 308.
En algunas implementaciones, la salida 308 puede incluir una boquilla de salida dispuesta dentro de la salida 308. La boquilla de salida puede configurarse para presurizar la cámara 302. La boquilla de salida puede configurarse para efectuar un enfriamiento rápido del material procesado que sale de la cámara. De acuerdo con algunas implementaciones, tal enfriamiento rápido puede reducir o minimizar las reacciones de retroceso de metales y/u otros productos químicos susceptibles a reacciones de retroceso. En algunas implementaciones, la boquilla de salida puede incluir un tubo venturi.
En la Figura 4, en algunas implementaciones, el reactor 104 puede incorporar un componente de calentamiento 202 configurado para proporcionar calor a la cámara 302. El componente de calentamiento 202 puede incluir uno o más de un quemador de gas, una bobina eléctrica, un calentador de inducción, un calentador dieléctrico, un calentador de radiofrecuencia, un calentador de microondas, una camisa de vapor, un baño de sal fundida y/u otros componentes configurados para proporcionar calor.
De acuerdo con algunas implementaciones, el reactor 104 puede incluir un componente de ventilación 322 (Figura 4) configurado para ventilar gas de una región que rodea la cámara 302. El componente de ventilación 322 puede incluir uno o más de un ventilador de extracción, un conducto de humos u otro conducto, un reductor venturi, una turbina para recuperar la presión y/o el calor del gas y/u otros componentes configurados para ventilar el gas.
En algunas implementaciones, se puede omitir el componente de calentamiento 202. Por ejemplo. En algunas implementaciones, si un sistema de reacción portátil u otras restricciones limitan el tamaño del sistema 100, entonces se puede añadir aire y/u oxígeno al gas de proceso que puede dar cualquier grado de calor requerido para una reacción. En algunas implementaciones, este calor puede generarse dentro de la cámara de reacción y puede obviar la necesidad de calentamiento externo (por ejemplo, a través del componente de calentamiento 202). El grado de calentamiento puede controlarse fácilmente equilibrando la temperatura del gas de proceso para que esté en un intervalo de 50 °C-1200 °C y/u otro intervalo de temperatura y/o la presión para que esté en un intervalo de 100 KPa-35 MPa y/u otro intervalo.
El sistema 100 y/o el reactor 104 pueden incluir uno o más sensores 324. Un sensor 324 dado puede proporcionar una señal que transmita información relacionada con uno o más parámetros asociados con el sistema 100 y/o el reactor 104. Puede usarse una señal dada para facilitar la determinación y/o presentación de un parámetro correspondiente. Los parámetros ilustrativos pueden incluir uno o más de una temperatura, una presión, una velocidad (por ejemplo, una velocidad de un vórtice gaseoso dentro de la cámara 302), un caudal de material a través de la entrada de material 306 y/o salida 308, un caudal de gas a través de la entrada de gas 304, una presencia de ondas de choque y/o cavitaciones dentro de la cámara 302, un voltaje, una corriente, un análisis de las especies de gas que salen del reactor y/u otros parámetros asociados con el reactor 104.
La Figura 8 ilustra un método 800 de procesamiento de materiales sólidos. Las operaciones del método 800 que se presentan a continuación están destinadas a ser ilustrativas. En algunas implementaciones, el método 800 puede lograrse con una o más operaciones adicionales no descritas y/o sin una o más de las operaciones discutidas. Además, el orden en que se ilustran las operaciones del método 800 en la Figura 8 y que se describen a continuación no pretenden ser limitantes. En algunas implementaciones, el método 100 puede implementarse mediante el uso de un sistema para procesar materiales sólidos igual o similar al sistema 100 presentado en la presente descripción (mostrado en la Figura 1).
Con referencia ahora al método 800 en la Figura 8, en una operación 802, se puede introducir una corriente de gas a alta velocidad en un reactor. El reactor puede tener una cámara, una entrada de material sólido, una entrada de gas y una salida. La corriente de gas a alta velocidad puede introducirse en la cámara del reactor a través de la entrada de gas. La corriente de gas a alta velocidad puede producir un vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara. El reactor se puede configurar para facilitar las reacciones químicas y/o la trituración del material de alimentación sólido mediante el uso de fuerzas de tensión de ondas de choque creadas en el vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara. En algunas implementaciones, la operación 802 se puede realizar mediante el uso de una fuente de gas y
un reactor igual o similar a la fuente de gas 106 y el reactor 104 (mostrado en la Figura 1 y descrito en la presente descripción).
En una operación 804, se pueden proporcionar materiales sólidos para procesamiento en la cámara a través de la entrada de material sólido. El material sólido puede procesarse dentro de la cámara mediante mecanismos no abrasivos facilitados por las ondas de choque dentro de la cámara. En algunas implementaciones, la operación 804 se puede realizar mediante el uso de un alimentador de material sólido igual o similar al alimentador de material sólido 102 (mostrado en la Figura 1 y descrito en la presente descripción).
En una operación 806, se pueden recoger materiales procesados que se comunican a través de la salida del reactor. En algunas implementaciones, la operación 806 se puede realizar mediante el uso de un almacenamiento igual o similar al almacenamiento 108 (mostrado en la Figura 1 y descrito en la presente descripción).
Claims (15)
1. Un sistema para procesar materiales sólidos, el sistema comprende:
un alimentador de material sólido;
un reactor que tiene una cámara, una entrada de material sólido, una entrada de gas y una salida, el reactor se configura para facilitar las reacciones químicas y/o la trituración del material de alimentación sólido mediante el uso de fuerzas de tensión de ondas de choque creadas en un vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara, el alimentador de material sólido se configura para proporcionar material sólido a la cámara del reactor a través de la entrada de material sólido, el material sólido se procesa dentro de la cámara mediante mecanismos no abrasivos facilitados por las ondas de choque dentro de la cámara, la salida se configura para efectuar un enfriamiento rápido del material sólido procesado que sale del reactor para reducir la aparición de reacciones inversas;
una fuente de gas configurada para introducir una corriente de gas a alta velocidad en la cámara del reactor a través de la entrada de gas para efectuar el vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara, en donde la entrada de gas incluye una boquilla de entrada dispuesta dentro de la entrada de gas, la boquilla de entrada se configura para emitir ondas de choque en la corriente de gas de alta velocidad introducida por la fuente de gas por lo que la corriente de gas de alta velocidad se emite hacia dentro de la cámara a una velocidad supersónica; y
un almacenamiento configurado para recoger material procesado que se comunica a través de la salida del reactor.
2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:
un componente de calentamiento configurado para proporcionar calor a la cámara del reactor.
3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el alimentador de material sólido comprende una fuente de material sólido y un transportador que hace avanzar el material sólido a través de la entrada de material sólido a la cámara.
4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la fuente de gas comprende:
un calentador calentado por una fuente de calor; y
una bomba de fluido configurada para introducir un fluido en el calentador, en donde el calentador está configurado para elevar la temperatura y la presión del fluido, de manera que la comunicación del fluido desde el calentador a la entrada de gas facilita la corriente de gas a alta velocidad.
5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el almacenamiento comprende un tanque en comunicación de fluido con una fuente de vacío, la fuente de vacío se configura para crear una presión de vacío dentro del tanque para extraer material procesado desde la salida del reactor.
6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la cámara tiene una sección transversal sustancialmente circular centrada en un eje longitudinal que es normal a la sección transversal.
7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde un radio de la sección transversal sustancialmente circular de una porción de la cámara disminuye continuamente en un extremo de la cámara próximo a la salida, y en donde la disminución continua del radio de la sección transversal sustancialmente circular de la cámara se configura para provocar una aceleración de una velocidad de rotación del vórtice gaseoso.
8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la entrada de gas del reactor está dispuesta y configurada para producir un vórtice de la corriente de gas que circula dentro de la cámara, el vórtice que gira a una velocidad supersónica alrededor de un eje longitudinal de la cámara.
9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la entrada de gas está dispuesta de modo que la corriente de gas se dirija sustancialmente perpendicular al eje longitudinal de la cámara.
10. Un método de procesamiento de materiales sólidos, el método que comprende:
introducir una corriente de gas a alta velocidad en un reactor que tiene una cámara, una entrada de material sólido, una entrada de gas que comprende una boquilla de entrada y una salida, introduciéndose la corriente de gas a alta velocidad a la cámara del reactor a través de la boquilla de entrada que emite ondas de choque en la corriente de gas, y para producir un vórtice gaseoso supersónico dentro de la cámara, el reactor se configura para facilitar las reacciones químicas y/o la trituración del material de alimentación sólido mediante el uso de fuerzas de tensión de ondas de choque creadas en el vórtice gaseoso supersónico dentro la cámara,
proporcionar material sólido a la cámara a través de la entrada de material sólido, y en donde el material se procesa dentro de la cámara mediante mecanismos no abrasivos facilitados por las ondas de choque
dentro de la cámara, la salida se configura para efectuar un enfriamiento rápido del material sólido procesado que sale del reactor para reducir la aparición de reacciones inversas; y
recolectar material procesado que se comunica a través de la salida del reactor.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende:
proporcionar calor a la cámara del reactor.
12. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde proporcionar material sólido a la cámara comprende hacer avanzar material sólido a través de la entrada de material sólido hacia la cámara.
13. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la introducción de una corriente de gas a alta velocidad en la cámara comprende:
calentar un calentador; e
introducir un fluido en el calentador, en donde el calentador se configura para elevar la temperatura y la presión del fluido, de modo que la comunicación del fluido desde el calentador a la entrada de gas facilita la corriente de gas a alta velocidad.
14. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el material procesado se recoge en un tanque que se comunica con una fuente de vacío, la fuente de vacío se configura para crear una presión de vacío dentro del tanque para extraer material procesado de la salida del reactor.
15. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la cámara tiene una sección transversal sustancialmente circular centrada en un eje longitudinal que es normal a la sección transversal.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/298,877 US9724703B2 (en) | 2014-06-06 | 2014-06-06 | Systems and methods for processing solid materials using shockwaves produced in a supersonic gaseous vortex |
PCT/US2015/034554 WO2015188143A1 (en) | 2014-06-06 | 2015-06-05 | Systems and methods for processing solid materials using shockwaves produced in a supersonic gaseous vortex |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2835885T3 true ES2835885T3 (es) | 2021-06-23 |
Family
ID=54767478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES15803890T Active ES2835885T3 (es) | 2014-06-06 | 2015-06-05 | Sistemas y métodos para el procesamiento de materiales sólidos mediante el uso de ondas de choque producidas en un vórtice gaseoso supersónico |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9724703B2 (es) |
EP (2) | EP3750582A1 (es) |
CN (2) | CN111229422B (es) |
AU (1) | AU2015269221B2 (es) |
BR (1) | BR112016028656A2 (es) |
CA (1) | CA2951444A1 (es) |
ES (1) | ES2835885T3 (es) |
HU (1) | HUE052226T2 (es) |
MX (1) | MX2016016028A (es) |
PL (1) | PL3151892T3 (es) |
PT (1) | PT3151892T (es) |
RU (1) | RU2681489C2 (es) |
WO (1) | WO2015188143A1 (es) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9050604B1 (en) | 2014-06-06 | 2015-06-09 | LLT International (Ireland) Ltd. | Reactor configured to facilitate chemical reactions and/or comminution of solid feed materials |
US10427129B2 (en) * | 2015-04-17 | 2019-10-01 | LLT International (Ireland) Ltd. | Systems and methods for facilitating reactions in gases using shockwaves produced in a supersonic gaseous vortex |
US9452434B1 (en) | 2015-04-17 | 2016-09-27 | LLT International (Ireland) Ltd. | Providing wear resistance in a reactor configured to facilitate chemical reactions and/or comminution of solid feed materials using shockwaves created in a supersonic gaseous vortex |
US10434488B2 (en) | 2015-08-11 | 2019-10-08 | LLT International (Ireland) Ltd. | Systems and methods for facilitating dissociation of methane utilizing a reactor designed to generate shockwaves in a supersonic gaseous vortex |
CA3034394C (en) * | 2016-09-19 | 2021-10-26 | Eugene Ryzer | Use of a supersonic fluidic oscillator in superplastic forming and system for same |
US10550731B2 (en) * | 2017-01-13 | 2020-02-04 | LLT International (Ireland) Ltd. | Systems and methods for generating steam by creating shockwaves in a supersonic gaseous vortex |
CH713614A1 (de) | 2017-03-23 | 2018-09-28 | Alpla Werke Alwin Lehner Gmbh & Co Kg | Standmanschette für einen innendruckbeständigen Kunststoffbehälter, insbesondere für einen Kunststoff-Aerosolbehälter, und mit einer Standmanschette ausgestattetes Aerosolgebinde. |
CH713628B1 (de) * | 2017-03-27 | 2022-07-29 | Lpt Ag Lantos Project Tech | Vorrichtung zur Zerkleinerung und Trocknung von Abfallstoffen, Schlacken oder Gesteinen. |
US11203725B2 (en) | 2017-04-06 | 2021-12-21 | LLT International (Ireland) Ltd. | Systems and methods for gasification of carbonaceous materials |
WO2020146337A1 (en) * | 2019-01-09 | 2020-07-16 | CTL Energy, Inc. | Methods of jet milling and systems |
CN110702784A (zh) * | 2019-01-30 | 2020-01-17 | 杭州超钜科技有限公司 | 一种基于磁电谐振检测痕量氢气的系统及方法 |
RU2719211C1 (ru) * | 2019-08-12 | 2020-04-17 | Андрей Валерьевич Шеленин | Устройство для восстановления металлов из минералов |
CN110652942A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-07 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种对撞式超声速气流加速低热固相循环反应装置 |
US20230077044A1 (en) * | 2021-09-09 | 2023-03-09 | Areka Patents Inc. | Jet-milling apparatus and method for jet-milling |
GB202114895D0 (en) * | 2021-10-19 | 2021-12-01 | Univ Nottingham | Toroidal processing chamber |
Family Cites Families (81)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2257907A (en) * | 1940-08-08 | 1941-10-07 | Cliffs Dow Chemical Company | Method of making activated carbon |
US2532554A (en) | 1946-01-29 | 1950-12-05 | Thomas D Joeck | Method for atomizing by supersonic sound vibrations |
US2752097A (en) | 1951-03-03 | 1956-06-26 | Microcyclomat Co | Method and apparatus for the production of fine and ultrafine particles |
GB877917A (en) * | 1958-01-17 | 1961-09-20 | Kohlswa Jernverks Ab | Method and apparatus for pulverizing and/or decomposing solid or molten materials |
US2997245A (en) | 1958-01-17 | 1961-08-22 | Kohlswa Jernverks Ab | Method and device for pulverizing and/or decomposing solid materials |
US3178121A (en) * | 1962-04-24 | 1965-04-13 | Du Pont | Process for comminuting grit in pigments and supersonic fluid energy mill therefor |
US3254848A (en) | 1963-09-24 | 1966-06-07 | Fluid Energy Proc And Equipmen | Apparatus for preparing liquid slurries and for dispersement thereof in polymeric substances |
US3301292A (en) | 1964-02-06 | 1967-01-31 | Food Engineering International | Sonic grain hulling apparatus and method |
GB1037770A (en) | 1965-03-02 | 1966-08-03 | Du Pont | Process and apparatus for comminuting oversized particles |
US3462086A (en) | 1966-07-01 | 1969-08-19 | Du Pont | Fluid energy milling process |
US3565348A (en) | 1967-12-29 | 1971-02-23 | Cities Service Co | Fluid-energy mill and process |
US3602439A (en) | 1969-07-25 | 1971-08-31 | Nippon Pneumatic Mfg | Pneumatic mill for extra-fine powder |
FR1048667A (fr) * | 1972-05-18 | 1953-12-23 | Stamicarbon | Dispositif et procédé pour effectuer une réaction chimique ou physique entre un gaz et une matière solide granuleuse ou une matière liquide |
FR2203289A5 (es) | 1972-10-14 | 1974-05-10 | Zieren Chemiebau Gmbh Dr A | |
SU654289A1 (ru) * | 1977-02-02 | 1979-03-30 | Московский геологоразведочный институт им.С.Орджоникидзе | Способ тонкого измельчени материалов |
US4198004A (en) | 1978-05-05 | 1980-04-15 | Aljet Equipment Company | Jet mill |
US4354641A (en) | 1979-02-26 | 1982-10-19 | Weatherly Foundry & Manufacturing Co. | Apparatus for removing no-bake coatings from foundry sand and classifying the reclaimed sand |
US4248387A (en) | 1979-05-09 | 1981-02-03 | Norandy, Inc. | Method and apparatus for comminuting material in a re-entrant circulating stream mill |
US4515093A (en) * | 1982-03-04 | 1985-05-07 | Beardmore David H | Method and apparatus for the recovery of hydrocarbons |
US4671192A (en) * | 1984-06-29 | 1987-06-09 | Power Generating, Inc. | Pressurized cyclonic combustion method and burner for particulate solid fuels |
NZ213510A (en) | 1985-09-17 | 1989-02-24 | Barmac Ass Ltd | Mineral breaking by cyclonic action and separation of fines |
US4919853A (en) | 1988-01-21 | 1990-04-24 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Apparatus and method for spraying liquid materials |
SU1724368A1 (ru) * | 1990-04-09 | 1992-04-07 | И.М.Федоткин и А.Т.Богорош | Струйна мельница |
US5246575A (en) | 1990-05-11 | 1993-09-21 | Mobil Oil Corporation | Material extraction nozzle coupled with distillation tower and vapors separator |
GR1000927B (el) | 1990-08-10 | 1993-03-16 | Μεθοδος και μηχανισμος υπερηχητικου διαχωρισμου αεριου ροης-σταγονιδιων. | |
US5277369A (en) | 1990-10-02 | 1994-01-11 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Micromilling device |
US5219530A (en) | 1991-02-15 | 1993-06-15 | Board Of Regents Of The University Of Washington | Apparatus for initiating pyrolysis using a shock wave |
RU2029621C1 (ru) * | 1992-10-12 | 1995-02-27 | Владимир Николаевич Сорокин | Способ вихревого измельчения материала |
RU2070094C1 (ru) * | 1993-12-06 | 1996-12-10 | Артемьева Елена Владимировна | Способ сверхтонкого измельчения материалов |
RU2088336C1 (ru) * | 1994-02-23 | 1997-08-27 | Александр Иванович Соколов | Вихревая акустическая мельница |
US5749937A (en) * | 1995-03-14 | 1998-05-12 | Lockheed Idaho Technologies Company | Fast quench reactor and method |
DE69704110T2 (de) | 1996-03-08 | 2001-07-19 | E.I. Du Pont De Nemours And Company, Wilmington | Verbesserte fluidenergie-mühle |
EA000004B1 (ru) * | 1996-03-12 | 1997-09-30 | Владимир Иванович Размаитов | Способ вихревого измельчения материала и газодинамическое устройство для его осуществления |
US6158676A (en) | 1996-06-21 | 2000-12-12 | Hughes Technology Group, L.L.C. | Micro-atomizing device |
US5855326A (en) * | 1997-05-23 | 1999-01-05 | Super Fine Ltd. | Process and device for controlled cominution of materials in a whirl chamber |
US6167323A (en) | 1997-08-12 | 2000-12-26 | Tokyo Electron Limited | Method and system for controlling gas system |
US6089026A (en) | 1999-03-26 | 2000-07-18 | Hu; Zhimin | Gaseous wave refrigeration device with flow regulator |
US6152158A (en) | 1999-03-26 | 2000-11-28 | Hu; Zhimin | Gaseous wave pressure regulator and its energy recovery system |
US6318649B1 (en) | 1999-10-06 | 2001-11-20 | Cornerstone Technologies, Llc | Method of creating ultra-fine particles of materials using a high-pressure mill |
US7059550B2 (en) | 2001-02-26 | 2006-06-13 | Power Technologies Investment Ltd. | System and method for pulverizing and extracting moisture |
US7040557B2 (en) | 2001-02-26 | 2006-05-09 | Power Technologies Investment Ltd. | System and method for pulverizing and extracting moisture |
US7622693B2 (en) * | 2001-07-16 | 2009-11-24 | Foret Plasma Labs, Llc | Plasma whirl reactor apparatus and methods of use |
US7422167B2 (en) * | 2002-04-11 | 2008-09-09 | Sturtevant, Inc. | Fluid-energy mill |
AU2003268265A1 (en) | 2002-09-27 | 2004-04-19 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Reactor wall coating and processes for forming same |
US8464927B2 (en) | 2003-10-17 | 2013-06-18 | Jmp Laboratories, Inc. | Processing apparatus fabrication |
GB0326233D0 (en) * | 2003-11-11 | 2003-12-17 | Power Technologies Invest Ltd | System and method for pulverising and extracting mositure |
GB0406494D0 (en) * | 2004-03-23 | 2004-04-28 | Power Technologies Invest Ltd | System and method for pulverizing and extracting moisture |
US20080226535A1 (en) | 2004-05-20 | 2008-09-18 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Method and Apparatus for Manufacturing Carbon Nano Tube |
JP4922760B2 (ja) * | 2004-07-09 | 2012-04-25 | サンレックス工業株式会社 | ジェットミル |
WO2006067636A2 (en) * | 2004-11-29 | 2006-06-29 | Peptroco Marketing Sa | Process for cavitational-wave cracking of hydrocarbons in a turbulent flow and apparatus for implementing the process |
US7621473B2 (en) | 2005-11-08 | 2009-11-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Ring jet nozzle and process of using the same |
US20110283705A1 (en) | 2006-07-24 | 2011-11-24 | Troy Oliver | EXPLO-DYNAMICS™: a method, system, and apparatus for the containment and conversion of explosive force into a usable energy resource |
US7789331B2 (en) | 2006-09-06 | 2010-09-07 | Integrated Photovoltaics, Inc. | Jet mill producing fine silicon powder |
IL180414A0 (en) | 2006-12-28 | 2007-12-03 | Traceguard Technologies Ltd | Method and apparatus for trace collection |
CN100435963C (zh) * | 2007-04-30 | 2008-11-26 | 北京航空航天大学 | 采用气流粉碎方法制备高纯纳米颗粒的工艺和装置 |
US7398934B1 (en) | 2007-05-15 | 2008-07-15 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Deep-chamber, stepped, fluid-energy mill |
US20090107111A1 (en) * | 2007-10-31 | 2009-04-30 | Troy Lee Oliver | Implo-Dynamics™: a system, method, and apparatus for reducing airborne pollutant emissions and/or recovering energy |
US8920639B2 (en) | 2008-02-13 | 2014-12-30 | Hydrocoal Technologies, Llc | Process for improved combustion of fuel solids |
US8727000B2 (en) | 2008-07-28 | 2014-05-20 | Forbes Oil And Gas Pty. Ltd. | Method of liquefaction of carbonaceous material to liquid hydrocarbon |
CN101676203B (zh) | 2008-09-16 | 2015-06-10 | 储晞 | 生产高纯颗粒硅的方法 |
US8894273B2 (en) | 2008-10-27 | 2014-11-25 | Roman Gordon | Flow-through cavitation-assisted rapid modification of crude oil |
CN101433876B (zh) * | 2008-12-02 | 2010-11-10 | 北京航空航天大学 | 气流粉碎与表面改性一体化装置及其制备超细颗粒的工艺 |
US8480859B2 (en) | 2009-07-13 | 2013-07-09 | Sergey A Kostrov | Method and apparatus for treatment of crude oil or bitumen under the conditions of auto-oscillations |
BR112012004088A2 (pt) | 2009-08-25 | 2017-06-20 | Fahs Stagemyer Llc | processos para dissociação de moléculas alvo e sistema para uso no mesmo |
US8172163B2 (en) | 2010-03-22 | 2012-05-08 | King Abdulaziz University | System and method for producing nanomaterials |
US8448518B2 (en) | 2010-06-11 | 2013-05-28 | Olympus Ndt | Removable wear-plate assembly for acoustic probes |
CN102430380B (zh) | 2010-09-29 | 2014-08-06 | 张小丁 | 流体激波反应器 |
US20120085027A1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | General Electric Company | Pressure wave pulverizer for gasificatin applications |
US8726532B2 (en) | 2010-11-01 | 2014-05-20 | Flash Rockwell Technologies, Llc | Methods and systems for drying materials and inducing controlled phase changes in substances |
US20120131901A1 (en) | 2010-11-30 | 2012-05-31 | General Electric Company | System and method for controlling a pulse detonation engine |
WO2012117639A1 (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | 日清エンジニアリング株式会社 | 粉体の粉砕方法 |
US20140058095A1 (en) | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Uop Llc | Fluid separation assembly to remove condensable contaminants and methane conversion process using a supersonic flow reactor |
US20140058178A1 (en) | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Uop Llc | Methane conversion apparatus and process using a supersonic flow reactor |
US20140058165A1 (en) * | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Uop Llc | Methane Conversion Apparatus and Process with Improved Mixing Using a Supersonic Flow Reactor |
JP2014077108A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-05-01 | Jfe Engineering Corp | クラスレート製造装置および製造方法 |
US20140275687A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Jones Beene | Non-fischer-tropsch process for gas-to-liquid conversion using mechanochemistry |
JP6727121B2 (ja) | 2013-10-14 | 2020-07-22 | コールドハーバー・マリーン・リミテッド | ガス変換のために超音波を使用する装置及び方法 |
CN203530092U (zh) * | 2013-10-15 | 2014-04-09 | 侯向明 | 油泥浆冲击波净化处理装置 |
DE102013019949A1 (de) | 2013-11-27 | 2015-05-28 | ATG Entwicklungsgesellschaft GmbH | Ein Verfahren zur Durchführung von chemischen Reaktionen |
US20150165414A1 (en) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Uop Llc | Methods and reactors for producing acetylene |
US9050604B1 (en) | 2014-06-06 | 2015-06-09 | LLT International (Ireland) Ltd. | Reactor configured to facilitate chemical reactions and/or comminution of solid feed materials |
-
2014
- 2014-06-06 US US14/298,877 patent/US9724703B2/en active Active
-
2015
- 2015-06-05 MX MX2016016028A patent/MX2016016028A/es unknown
- 2015-06-05 WO PCT/US2015/034554 patent/WO2015188143A1/en active Application Filing
- 2015-06-05 HU HUE15803890A patent/HUE052226T2/hu unknown
- 2015-06-05 RU RU2016151696A patent/RU2681489C2/ru active
- 2015-06-05 PL PL15803890T patent/PL3151892T3/pl unknown
- 2015-06-05 EP EP20189807.9A patent/EP3750582A1/en not_active Withdrawn
- 2015-06-05 AU AU2015269221A patent/AU2015269221B2/en not_active Ceased
- 2015-06-05 ES ES15803890T patent/ES2835885T3/es active Active
- 2015-06-05 CA CA2951444A patent/CA2951444A1/en not_active Abandoned
- 2015-06-05 EP EP15803890.1A patent/EP3151892B1/en active Active
- 2015-06-05 CN CN202010061221.5A patent/CN111229422B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-06-05 PT PT158038901T patent/PT3151892T/pt unknown
- 2015-06-05 CN CN201580040835.2A patent/CN106573119B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-06-05 BR BR112016028656-1A patent/BR112016028656A2/pt active Search and Examination
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9724703B2 (en) | 2017-08-08 |
CN111229422B (zh) | 2022-10-11 |
EP3750582A1 (en) | 2020-12-16 |
EP3151892A1 (en) | 2017-04-12 |
US20150352558A1 (en) | 2015-12-10 |
BR112016028656A2 (pt) | 2018-07-10 |
CA2951444A1 (en) | 2015-12-10 |
MX2016016028A (es) | 2018-05-11 |
EP3151892B1 (en) | 2020-09-02 |
RU2016151696A (ru) | 2018-07-10 |
RU2016151696A3 (es) | 2018-12-26 |
PL3151892T3 (pl) | 2021-05-04 |
CN111229422A (zh) | 2020-06-05 |
CN106573119B (zh) | 2020-02-14 |
PT3151892T (pt) | 2020-12-15 |
RU2681489C2 (ru) | 2019-03-06 |
HUE052226T2 (hu) | 2021-04-28 |
AU2015269221B2 (en) | 2020-05-28 |
CN106573119A (zh) | 2017-04-19 |
WO2015188143A1 (en) | 2015-12-10 |
EP3151892A4 (en) | 2018-05-09 |
AU2015269221A1 (en) | 2016-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2835885T3 (es) | Sistemas y métodos para el procesamiento de materiales sólidos mediante el uso de ondas de choque producidas en un vórtice gaseoso supersónico | |
US10137456B1 (en) | Reactor configured to facilitate chemical reactions and/or comminution of solid feed materials | |
US10562036B2 (en) | Providing wear resistance in a reactor configured to facilitate chemical reactions and/or comminution of solid feed materials using shockwaves created in a supersonic gaseous vortex | |
ES2645919T3 (es) | Proceso para la conversión de material orgánico en gas combustible rico en metano | |
TW201400407A (zh) | 用於形成碳同素異形體之觸媒的製造 | |
US10550731B2 (en) | Systems and methods for generating steam by creating shockwaves in a supersonic gaseous vortex | |
US10427129B2 (en) | Systems and methods for facilitating reactions in gases using shockwaves produced in a supersonic gaseous vortex | |
JP2001164311A (ja) | ガス及び粉末送達システム | |
US10434488B2 (en) | Systems and methods for facilitating dissociation of methane utilizing a reactor designed to generate shockwaves in a supersonic gaseous vortex | |
RU139640U1 (ru) | Реактор высокоскоростного пиролиза | |
RU2666417C2 (ru) | Установка для получения генераторного газа | |
RU2622596C2 (ru) | Способ сжигания твердых углеродосодержащих топлив или отходов | |
RU2513928C1 (ru) | Слоевой газификатор непрерывного действия | |
RU2631851C2 (ru) | Установка для производства энергии на твердом топливе | |
JP2004202418A (ja) | 二酸化炭素分解装置及び二酸化炭素分解方法 |