HU216244B - Eljárás és berendezés szerves anyag lebontására - Google Patents

Eljárás és berendezés szerves anyag lebontására Download PDF

Info

Publication number
HU216244B
HU216244B HU9402241A HU9402241A HU216244B HU 216244 B HU216244 B HU 216244B HU 9402241 A HU9402241 A HU 9402241A HU 9402241 A HU9402241 A HU 9402241A HU 216244 B HU216244 B HU 216244B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
microwave
reflectors
organic material
chamber
beams
Prior art date
Application number
HU9402241A
Other languages
English (en)
Other versions
HU9402241D0 (en
HUT67576A (en
Inventor
Charles Leslie Emery
Original Assignee
Emery Microwave Management Inc.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emery Microwave Management Inc. filed Critical Emery Microwave Management Inc.
Publication of HU9402241D0 publication Critical patent/HU9402241D0/hu
Publication of HUT67576A publication Critical patent/HUT67576A/hu
Publication of HU216244B publication Critical patent/HU216244B/hu

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/37—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by reduction, e.g. hydrogenation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/10—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by subjecting to electric or wave energy or particle or ionizing radiation
    • A62D3/17—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by subjecting to electric or wave energy or particle or ionizing radiation to electromagnetic radiation, e.g. emitted by a laser
    • A62D3/178—Microwave radiations, i.e. radiation having a wavelength of about 0.3 cm to 30cm
    • 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
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122—Incoherent waves
    • B01J19/126—Microwaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B19/00—Heating of coke ovens by electrical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B7/00—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven
    • C10B7/06—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven with endless conveying devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B7/00—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven
    • C10B7/10—Coke ovens with mechanical conveying means for the raw material inside the oven with conveyor-screws
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/78—Arrangements for continuous movement of material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20—Organic substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2203/00—Aspects of processes for making harmful chemical substances harmless, or less harmful, by effecting chemical change in the substances
    • A62D2203/04—Combined processes involving two or more non-distinct steps covered by groups A62D3/10 - A62D3/40
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2203/00—Aspects of processes for making harmful chemical substances harmless, or less harmful, by effecting chemical change in the substances
    • A62D2203/10—Apparatus specially adapted for treating harmful chemical agents; Details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2206/00—Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
    • H05B2206/04—Heating using microwaves
    • H05B2206/045—Microwave disinfection, sterilization, destruction of waste...
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

A találmány tárgya eljárás és berendezés szerves anyag lebőntására,nem pirőlitikűs módszerrel. Az eljárásban a feldőlgőzandó szervesanyagőt főlyamatősan, mikrőhűllámú kamrába (40) adagőlna és őttmikrőhűllámú energiával besűgárőzzák, amely mikrőhűllámú energiát egysőr mikrőhűllámú generátőrral (30) állítják elő, és meghatárőzőttkiősztásban elrendezett reflektőrőkra (36) jűttatják, a ely eljárássőrán a reflektőrőkkal (36) meghatárőzőtt keresztmetszetűsűgárnyalábőkat állítanak elő, amely sűgárnyalábőkkal a mikrőhűllámúkamra (40) területén lényegében egyenletes előszlású teret h znaklétre, a feldőlgőzandó anyag mikrőhűllámőkkal való kezelésénekmértékét aűtőmatikűsan szabályőzzák, a mikrőhűllámú kamrából (40) agáz halmazállapőtú termékeket és a szilárd maradványőkat főlyam tősaneltávőlítják. A berendezés szerves anyagőt főgadó és a szerves anyagraható energiát biztősító mikrőhűllámú kamrát (40) tartalmaz, amelymikrőhűllámú kamrán (40) mikrőhűllámú sűgárzást keltő magnetrőnők (32)hálós erű kiősztásban vannak elrendezve, amely magnetrőnőkhőz amikrőhűllámú sűgárzást kibőcsátó antenna (34), az antennákhőz (34) azáltalűk irányítőtt mikrőhűllámú sűgárzást főgadó és azt előremeghatárő őtt kiősztásban feldőlgőzandó szerves anyagra (48) irányítóreflektőrők (36) vannak rendelve, tővábbá a mikrőhűllámú kamráhőz (40)a feldőlgőzandó szerves anyagőt főlyamatősan betápláló és őnnan annamaradványát, valamint gáz halmazállapőtú anyagőt eltávőlító eszközkapcsőlódik, ahől a reflektőrők (36) és a reflektőrőkhőz (36) képestaz antennák (34), meghatárőzőtt keresztmetszetű sűgárnyalábőkb lösszetett, a mikrőhűllámú kamra (40) területén lényegében egyenletesmikrőhűllámúsűgárzás-előszlást adó elrendezésben vannak telepítve. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés szerves anyag lebontására, nem pirolitikus módszerrel, amely eljárás során feldolgozandó szerves anyagot, folyamatosan, mikrohullámú kamrába adagolunk és ott mikrohullámú energiával besugározzuk, amely mikrohullámú energiát egy sor mikrohullámú generátorral állítjuk elő, és meghatározott kiosztásban elrendezett reflektorokra juttatjuk, és amely berendezés szerves anyagot fogadó és a szerves anyagra ható energiát biztosító mikrohullámú kamrát tartalmaz, amely mikrohullámú kamrán mikrohullámú energiát keltő magnetronokkal táplált, feldolgozandó szerves anyagra irányított reflektorok hálószerű kiosztásban vannak elrendezve, és amely mikrohullámú kamrához a feldolgozandó szerves anyagot folyamatosan betápláló és onnan annak maradványát, valamint gáz halmazállapotú anyagot eltávolító eszköz kapcsolódik.
Számos olyan technológiai folyamat létezik, amelyeket ugyan különböző szakterületeken valósítanak meg, de közös vonásuk, hogy végrehajtásuk során szerves anyagot kell lebontani. Ilyen követelményt állíthat például egyes nyersanyagok feldolgozása, például olaj kinyerése olajhomokból, vagy a hulladékok kezelése.
A hulladékok kezelése során szinte végtelen számú, különböző helyzettel találkozhatunk. Ez annak következménye, hogy különösen a kommunális hulladékban egyidejűleg számos különböző, immár feleslegessé vált termék találkozik. Egy ilyen igény a viszonylag homogén, például gépkocsik lepusztult gumiköpenyeiből álló hulladék újrahasznosíthatóvá tétele, amely hulladékból rendkívül nagy mennyiségeket kell valamilyen módon feldolgozni. A szokványos ipari folyamatok szintén számos, különböző összetételű szerves hulladékot eredményeznek. Ennek példái lehetnek egyebek között a kőolaj-finomítókban keletkező iszapok, a papírmalmokból elfolyó anyagok, a példákat tovább lehetne sorolni. A kommunális hulladék és a szemét szintén jelentős részben szerves anyagból áll.
A hulladék típusa alapvető, meghatározó tényezője annak, hogy miképpen kell azt kezelni. A kommunális hulladékok esetében például mindig figyelembe kell venni, hogy az nagy mennyiségben tartalmaz az emberi egészségre és a természetes környezetre káros összetevőket, vagy egyes feldolgozási folyamatokban ilyen összetevőket eredményező anyagokat; az ilyen hulladékok toxikus jellegére mindenkor figyelemmel kell lenni. A gumiköpenyek esetében súlyt célszerű helyezni az újrahasznosításra, amelynek legjobb módszere a lebontásuk, amelynek során a köpenyt alapvetően alkotó olaj és korom visszanyerhető.
A különböző típusú hulladékok hagyományos kezelési módja az elégetés, ami azonban több különböző, elsősorban környezetvédelmi problémát vet fel. Léteznek a makromolekulák lebontására alkalmas, más elven működő megoldások is, amelyek azonban nem terjedtek el. Mindezek alapján megállapítható, hogy továbbra is nagy igény van olyan hatékony kezelési és újrahasznosítási eljárások iránt, amelyekkel a szerves anyagok feldolgozhatok.
A szerves anyagok kezelésére szolgáló nem pirolitikus jellegű, tehát hőbontással nem járó egyik lehetséges mód a mikrohullámú energia hasznosításán alapul.
Jól ismert, hogy a mikrohullámú sugárzás szárításra kiválóan alkalmas. így például az 1983-ban publikált CA-A 1,158,432 lajstromszámú kanadai szabadalmi leírás (bejelentője Tillitt) ömlesztett anyag, különösen gabona mikrohullámú energiával történő szárítását javasolja. A szárítás ugyan kezelésnek minősül, de nem adhat megoldást a semlegesítendő szerves anyagok problémájára.
Az 1978-ban publikált US-A 4,123,230 lajstromszámú US szabadalmi leírás (bejelentője Kirkbride) több mikrohullámú sugárforrásból összetevődő generátor felhasználását javasolja, ahol a különböző fonások eltérő frekvenciájú mikrohullámú sugárzás gerjesztésére alkalmasak. A sugárzást a magnetronok mindenféle irányítás nélkül szólják anyag nedvességtartalmának csökkentésére kijelölt térbe.
Az 1979-ben publikált US-A 4,184,614 lajstromszámú US szabadalmi leírás (bejelentője Kirkbride) az előző szabadalomban bemutatott eljárástól némileg eltérő eljárást ismertet, de a mikrohullámú energiát hordozó sugárzás gerjesztésére nem ad attól különböző megoldást. Ugyanez mondható el az US- 4,234,402 lajstromszámú US szabadalmi leírásról (bejelentője szintén Kirkbride), ahol a mikrohullámú sugárzást generáló egységet az előzőeknek megfelelően ismertetik.
Az 1983-ban publikált US-A 4,376,034 lajstromszámú US szabadalmi leírás (bejelentője Wall) két mikrohullámú generátor alkalmazását mutatja be, amelyeket reaktortér két szemközti oldalán helyeznek el. A leírásból kitűnik, hogy a szabadalomban foglalt megoldás célja a visszavert mikrohullámú sugárzás kis teljesítményével járó hiányosságok elkerülése.
Ezek az ismertté vált megoldások nem az anyagszerkezetének a mikrohullám segítségével történő megváltoztatását biztosítják, hanem a mikrohullámú sugárzás hagyományosnak tekinthető hasznosítására szolgáló eljárások javítását célozzák meg.
A WO 9115248 irodalmi helyen veszélyes hulladékok kezelésére alkalmas, nem pirolitikus eljárás és berendezés van ismertetve. A kezelendő anyag nagyfrekvenciás (rádiófrekvenciás, nem mikrohullámú) besugárzókamrán halad át. A besugárzás erőssége és időtartama, a kamra hőmérséklete szabályozott. A keletkezett légnemű, szilárd és zagy halmazállapotú anyagot a kamrából folyamatosan és/vagy szakaszosan távolítják el.
A DE A 4032496 szabadalmi leírás szerinti megoldásban élelmiszert folyamatosan, nagy intenzitású, mikrohullámú téren vezetnek át. A besugárzás zárt kamrában történik, ahol a magnetronokból kilépő nyalábokat hullámvezetők reflektáló felületei terelik, irányítják a szerves anyagra. A sugárzás intenzitása és a kezelés időtartama meghatározott. A végtermék eltávolítása folyamatosan történik. Az eljárásnak nem célja a szerves anyag lebontása, épp ellenkezőleg, a nedvességtartalom fizikai csökkentése a cél, az élelmiszerek vegyi összetétele nem változhat. Az intenzív besugárzás csak egy vagy több, keskeny sávban történik, a továbbá a berendezés alacsony besugárzási szintet tart fenn.
HU 216 244 Β
A WO A 9103 281 irodalmi helyen jelen bejelentő egy korábbi találmánya van ismertetve. A berendezés szerves anyagot fogadó és a szerves anyagra ható energiát biztosító mikrohullámú kamrát tartalmaz, amely mikrohullámú kamrán mikrohullámú energiát keltő magnetronokkal táplált, feldolgozandó szerves anyagra irányított reflektorok hálószerű kiosztásban vannak elrendezve, és amely mikrohullámú kamrához a feldolgozandó szerves anyagot folyamatosan betápláló és onnan annak maradványát, valamint gáz halmazállapotú anyagot eltávolító eszköz kapcsolódik. A megoldásban pontokra fókuszált mikrohullámú sugárnyalábokat alkalmaztunk. Ez a berendezés működésében teljesítménykorlátot jelent, mert a nyaláb középpontjában túl nagy az energiasűrűség a nyalábok közötti pontokhoz képest, így az anyagszerkezet megbontása a kamra területének csak kis hányadán, csíkokban történik.
Ezt a kialakítást az indokolta, hogy szakmai vélemények szerint több sugárforrás párhuzamos alkalmazása esetén a sugárnyalábok keveredése interferenciát okoz, amely káros és nehezen leküzdhető mellékjelenség.
Célunk a találmánnyal a szerves anyag lebontására szolgáló ismert eljárások hatékonyságának növelése.
Már korábbról ismert, hogy a mikrohullámú sugárzás lényegében nemcsak szárításra, hanem megfelelő elrendezésű magnetronok alkalmazása esetén szerves anyag anyagi minőségének megváltoztatására is alkalmas. Ugyancsak felismerésünkhöz tartozik, hogy a mikrohullámú energia a szerves anyagok széles körében alkalmas toxicitás befolyásolására, újrahasznosítási jellemzők beállítására és feldolgozási paraméterek szabályozására. Felismerésünk továbbá abban is megfogalmazható, hogy a szerves anyagok redukálhatok, ha előnyösen redukálóatmoszférában - a molekulákat mikrohullámú sugárzás hatásának tesszük ki. További feladat az általunk kialakított eljárás és berendezés hatékonyságának javítása volt.
Vizsgálatainkkal kiderítettük, hogy zavaró interferenciajelenségektől mentesen is létrehozható a mikrohullámú kamra területén lényegében egyenletes eloszlású tér.
A feladat találmány szerinti megoldása eljárás szerves anyag lebontására, nem pirolitikus módszenei, amely eljárás során feldolgozandó szerves anyagot, folyamatosan, mikrohullámú kamrába adagolunk és ott mikrohullámú energiával besugározzuk, amely mikrohullámú energiát egy sor mikrohullámú generátorral állítjuk elő, és meghatározott kiosztásban elrendezett reflektorokra juttatjuk, amely eljárás során a reflektorokkal meghatározott keresztmetszetű sugárnyalábokat állítunk elő, amely sugárnyalábokkal a mikrohullámú kamra területén lényegében egyenletes eloszlású teret hozunk létre, a feldolgozandó anyag mikrohullámokkal való kezelésének mértékét automatikusan szabályozzuk, a mikrohullámú kamrából a gáz halmazállapotú termékeket és a szilárd maradványokat folyamatosan eltávolítjuk.
Előnyösen a reflektorokkal kör keresztmetszetű sugárnyalábokat állítunk elő. Célszerűen a reflektorokkal egymást részben átfedő, kör keresztmetszetű sugárnyalábokat állítunk elő.
Előnyösen kettő vagy több, egymással sorosan kapcsolt mikrohullámú kamrán vezetjük át a feldolgozandó anyagot.
Célszerűen a mikrohullámú energiát antenna segítségével sugároztatjuk ki, és a meghatározott keresztmetszetű sugárnyalábokat az antennáknak a reflektorokhoz viszonyított helyzete szabályozásával állítjuk be.
A találmány szerinti megoldás továbbá berendezés szerves anyag lebontására, nem pirolitikus módszerrel, amely berendezés a szerves anyagra ható mikrohullámú kamrát tartalmaz, amely mikrohullámú kamrán mikrohullámú energiát keltő magnetronokkal táplált, feldolgozandó szerves anyagra irányított reflektorok hálószerű kiosztásban vannak elrendezve, és amely mikrohullámú kamrához a feldolgozandó szerves anyagot folyamatosan betápláló és onnan annak maradványát, valamint gáz halmazállapotú anyagot eltávolító eszköz kapcsolódik, ahol a reflektorok és a reflektorokhoz képest az antennák meghatározott keresztmetszetű, mikrohullámú sugárnyalábokból összetett, a mikrohullámú kamra területén lényegében egyenletes mikrohullámúsugárzás-eloszlást adó elrendezésben vannak telepítve.
Előnyösen a reflektor mikrohullámú sugárzást tükröző, parabola alakú felülettel van kialakítva.
Célszerűen a reflektor a mikrohullámú sugárzást kör keresztmetszetű sugárnyalábban a szerves anyagra irányító felülettel van kiképezve.
Előnyösen a reflektorok egymást részben átfedő, kör keresztmetszetű sugárnyalábokkal a szerves anyag felületét egyenletesen borítóan vannak elrendezve.
Célszerűen a reflektorok és antennák egymáshoz képest a szerves anyag felületén a reflektorénál valamivel nagyobb területű, kör keresztmetszetű sugárnyalábot előállító helyzetben vannak elrendezve.
Előnyösen a mikrohullámú kamra lapos felső fallal van kialakítva, amelyen nyitott felületű reflektorok nyitott felületükkel a felső fal síkjában vannak elrendezve.
Célszerűen a reflektorok nyitott felületében kerámia lemez van elrendezve. Előnyösen az antenna a hozzá tartozó reflektorhoz képest, a sugárnyaláb-keresztmetszet változtatására alkalmas módon, állíthatóan van elrendezve.
A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján, részletesen ismertetjük. A rajzon az
1. ábra: a találmány szerinti eljárás vázlatos folyamatábrája, a
2. ábra: a találmány szerinti berendezésben alkalmazott mikrohullámú kamra metszete, ráépített mikrohullámú generátorokkal és reflektorokkal, míg a
3. ábra: a mikrohullámú kamrában alkalmazott mikrohullámú sugárzás egy előnyös eloszlása.
A találmány szerinti eljárás és berendezés a szerves anyagok szinte minden típusánál, lényegében korlát nélkül használható. A mikrohullámú energia feltételezésünk szerint a leggyengébb molekuláris kötéseket bontja fel a hosszú molekulaláncokban, és ezzel biztosítja a hosszabb, nagyobb molekulák aprítását. Ez lé3
HU 216 244 Β nyegében egy depolimerizációs folyamat, amelynek célja a szerves anyag anyagi minőségének olyan megváltoztatása, amelynél pirolitikus átalakításra (hőbontásra) nincs szükség.
A találmány szerinti eljárás lényegét az 1. ábra mutatja. A feldolgozandó anyagot 10 garatba vagy hasonló eszközbe öntjük, ami a szemcsézett vagy aprított kiindulási anyagot fogadja be. A 10 garatból 12 légzsilipen át az anyag 14 mikrohullámú kamrába jut, ahol 16 magnetronok által előállított mikrohullámú sugárzás energiájának hatása alá kerül. A mikrohullámú sugárzás jelenlétében az anyagból gáz halmazállapotú feldolgozási termékek keletkeznek, amelyek 18 kondenzálóegységben csapódnak le, ott folyadékká alakulnak át. Különösen célszerű a gépjárművek gumiköpenyeinek feldolgozása, amelyekből mindenekelőtt olaj és kén kiválása várható.
A feldolgozás során keletkező szilárd maradék a 14 mikrohullámú kamrából második 20 légzsilipen át távozik. A szilárd maradékokat 22 szűrő segítségével különböző csoportokra bontjuk. A keletkező korom általában a szilárd szerves anyag jelentős részét teszi ki, míg más csoportban, például gumiköpeny feldolgozása esetén az acél jelenik meg.
Az eljárás megvalósításának optimális feltételeit és a javasolt berendezés célszerű konfigurációját mindenkor a feldolgozandó szerves anyag anyagi minőségének függvényében határozzuk meg. Ennek meghatározása céljából kiindulási elemzést végzünk, amelyhez a továbbiakban néhány szempontot ismertetünk. Nyilvánvalóan a különböző anyagoknál a feldolgozási feltételeket sok szempontból eltérő módon kell beállítani. Az elemzés kezdő lépésében az anyag alakját és struktúráját tekintjük, és a 14 mikrohullámú kamra, valamint a 10 garat alakját, térbeli felépítését ehhez illesztjük. Ha gumiköpenyeket kell feldolgozni, amelyek toroid alakúak, a 10 garatot és a 14 mikrohullámú kamrát alapvetően másképpen kell felépíteni, mint ha kocka alakra összenyomott műanyag hulladék feldolgozásáról van szó.
Az elemzés következő lépésében a feldolgozandó anyag összetételét határozzuk meg. Ha például alapvetően műanyagot kell feldolgozni, ahol a PVC a leggyakoribb összetevő, a különböző alkalmazott adalékok és egyéb összetevők anyagi minőségét ismerni kell. Ez az elemzés oda vezet, hogy nagy valószínűséggel megállapítható, a feldolgozás során milyen termékek keletkeznek, a különböző termékekből milyen mennyiségű anyag keletkezik, és azt is ki lehet jelölni, hogy a különböző termékek milyen sorrendben jelentkeznek.
Ezt követően laboratóriumi vizsgálatokkal határozzuk meg a lebontáshoz szükséges energiát. Itt a feldolgozandó anyag tömegegységére vonatkozó energiaigényt állapítjuk meg, és a feldolgozandó anyag mennyiségének ismeretében kiszámítjuk, milyen nagyságú energiát kell a feldolgozásnál biztosítani.
Az elemzések eredményei végül is hozzájárulhatnak a feldolgozást biztosító berendezés felépítésének optimalizálásához, az eljárás egyes lépéseinél beállítandó feltételek megfelelő megválasztásához.
A találmány szerinti eljárást adagonként vagy folyamatosan bevezetett anyagon hajtjuk végre. A 14 mikrohullámú kamrát célszerű lezárni, annak érdekében, hogy redukálóatmoszférát alkalmazhassunk. Ennek érdekében a 10 garat és a hozzá kapcsolódó egységek a tömör lezárás igényeinek megfelelően vannak megépítve. Különösen kedvező eredmények érhetők el, ha a feldolgozandó anyag előtolására dugattyús elrendezés szolgál. Ilyenkor a dugattyú hengeren belül szállítja a feldolgozandó anyagot. Szilárd anyag esetén a 10 garat a hengeres vezeték egyik végének környezetében, a hengerfelülethez csatlakozóan van elrendezve, és így vezeti a feldolgozandó anyagot a dugattyút megvezető hengerbe. A dugattyú ezután az anyagot a hengeren belül, a mikrohullámú kamra felé továbbítja. Ha a hengeren belül az anyagból tömör dugó alakul ki, ez elősegíti a mikrohullámú kamra bejáratának lezárását.
Egy másik előnyös megvalósításnál, ömlesztett anyag feldolgozásához, ahol viszonylag alacsony hőmérsékletre van szükség, végtelenített szállítószalagot használunk. A szállítószalag anyagának megválasztása ez esetben kritikus, annak mikrohullámú sugárzásban átlátszónak kell lennie, és anyagában, miközben a mikrohullámú sugárzással kitöltött téren áthalad, degradációs folyamatok nem indulhatnak meg.
A magasabb hőmérsékleten végrehajtott műveleteknél, a találmány szerinti eljárás megvalósítása során, egy vagy több rozsdamentes acélból készült csigás szállítóberendezést használunk. Több olyan anyag ismeretes, amelynél a 14 mikrohullámú kamra bemeneténél igen előnyös 12 légzsilip alkalmazása. A légzsilipre egyébként a 14 mikrohullámú kamra kimeneténél is szükség lehet, ezért van feltüntetve az 1. ábrán egy kimenőoldali 20 légzsilip.
A 14 mikrohullámú kamra alakját a feldolgozandó anyag fizikai jellemzőit figyelembe véve, a betáplálóberendezés paraméterei alapján határozzuk meg. Ha például a betáplálást hengerben megvezetett dugattyúval biztosítjuk, a 14 mikrohullámú kamra hengeres alakú. Ha a szállításhoz végtelenített szalagot alkalmazunk, különösen kedvező a négyszögletes (téglalap) keresztmetszetű 14 mikrohullámú kamra kialakítása. A 14 mikrohullámú kamra alakját az is befolyásolja, hogy a mikrohullámmal milyen mértékben kívánunk a feldolgozandó anyag belsejébe behatolni.
A teljes teljesítményigényt és a 14 mikrohullámú kamra keresztmetszetének alakját meghatározzuk, ezután néhány egyéb tényezőt is figyelembe veszünk a folyamat feltételeinek optimális beállításánál.
Egy adott felhasználást tekintve a találmány szerinti eljárás és berendezés számos különböző módon valósítható meg, illetve egy adott megvalósítás esetén a vezérlési módok lehetnek különbözőek. Egy adott alkalmazásnál a cél az, hogy a feldolgozandó anyag tömegegységére vonatkoztatott energia optimális mértékben hasznosulhasson, és ez természetesen függ a folyamat különböző, a továbbiakban még tárgyalandó feltételeitől.
Egy adott anyagnál, a feldolgozáshoz szükséges teljes energia nagysága a különböző tényezők összevetése alapján adódik. Ahhoz, hogy az anyagban, elfogadható
HU 216 244 Β időn belül, a reakciókat megindító szükséges energiát biztosíthassuk, és ezután az anyagból az előre megállapított sorrendben a kívánt összetevőket felszabadíthassuk, az energia hasznosítását megfelelő módon szabályozni kell. A mikrohullámú energiát több generátorból, általában nem egyetlen magnetronból nyerjük. A mikrohullámú generátorok kimenetén folyamatos, pulzáló vagy más módon változó sugárzási energia jelentkezik. Az előállított mikrohullámú sugárzás intenzitása a generátorba vezetett teljesítmény változtatásával befolyásolható.
Egy tipikus, téglalap keresztmetszetű 14 mikrohullámú kamra felépítésében négy keresztirányú mikrohullámúsugárforrás-sort alakítunk ki, amely sorok mindegyikében három-három mikrohullámú sugárforrás van. A mikrohullámú generátorok elrendezése és teljesítménye mellett a feldolgozandó anyag tömegegységére jutó energia nagysága alapvetően függ az anyag mikrohullámmal történő besugárzásának idejétől, vagyis a kezelés idejétől. Az energia nagyságának megválasztásánál itt is a 14 mikrohullámú kamra alakja jelenti az egyik legfontosabb tényezőt. A feldolgozási idő függ a feldolgozandó anyag bevezetésének ütemétől, a 14 mikrohullámú kamra hosszától és a bevitt anyag mennyiségétől, ezek a tényezők mind a 14 mikrohullámú kamra kialakításakor meghatározhatók.
Az előzőeken túlmenően a mikrohullámú sugárzás nyalábolása jelentős mértékben befolyásolja a folyamat hatékonyságát, ezért előnyösen parabola felületű pontosabban reflektorokat használunk egy adott mikrohullámú generátor által előállított sugárzás nyalábolására. A mikrohullámú generátorokhoz reflektorok tartoznak, ezekkel a mikrohullámú sugárzás térben jól eloszlatható, egymást részben átfedő sugárnyalábok a feldolgozandó anyagba jutó energia hatékony elosztására alkalmasak.
A feldolgozandó anyag felületi hőmérséklete alapvetően befolyásolja, hogy a mikrohullámú energia abszorpciója milyen mértékben valósul meg, ezért igen kívánatos a felületi hőmérséklet figyelése, és a mikrohullámú sugárzást előállító generátorok kimeneti teljesítményének olyan beállítása, hogy ezzel a felületi hőmérsékletet optimális szinten lehessen tartani. Ahogy a feldolgozandó anyag a mikrohullámú kamrán áthalad, a reakció folyamatosan zajlik, ezért a felületi hőmérséklet optimális értékének tartása a kiindulásihoz képest kisebb energiát igényel, vagyis a bemenet után a mikrohullámú generátorok sorozatában a bemenettől távolodva egyre kisebb bemeneti teljesítményeket alkalmazhatunk.
A feldolgozandó anyag belső hőmérsékletét a mikrohullámú kamrában szintén célszerű megfelelő módon követni, mivel ez egyértelmű utalást adhat arra vonatkozóan, hogy a feldolgozás folyamatában éppen milyen anyag felszabadulása várható. A mikrohullámú kamrát célszerűen a légkörinél valamivel nagyobb nyomáson tartjuk, mivel ez megkönnyíti a gáz halmazállapotú végtermékek eltávolítását.
A vizsgálatok azt mutatták, hogy a javasolt eljárás megvalósítása sűrűbb légkörben hatékonyabbá válik.
Ennek megfelelően a feldolgozási eljárás megindítása után, azt követően, hogy a 14 mikrohullámú kamrába vezetett anyagok kezdenek felbomlani, az eljárás a korábbinál hatékonyabban folytatható. Célszerű, ha az eljárást ilyenkor redukálóatmoszférában valósítjuk meg, és a redukálógázok koncentrációját a feldolgozandó anyag bomlásának mértékében növeljük. Az elméleti meggondolások arra látnak utalni, hogy a redukálógázok kiegészítő mennyiségének jelenléte segíti a feldolgozandó anyag felbontását, különösen a felület mentén.
Egyes megoldásoknál célszerű lehet két részből álló kamra felhasználása, amivel a mikrohullámú generátorokat a redukálóatmoszférától el lehet választani. Ilyenkor a mikrohullámú sugárzással átjárható gázt át nem engedő anyagú gát lehet az egyik megoldás, amely a 14 mikrohullámú kamra alsó és felső szintjében helyezkedik el.
A feldolgozandó anyaggal együtt célszerű lehet redukálógáz beadagolása. A redukálógáz jelenléte azért előnyös, mert segítségével az oxidációs folyamatok intenzitása lecsökkenthető, és az indításkor esetleg rendkívül kellemetlen következményekkel járó oxidációs folyamatok elkerülhetők. Erre a célra semleges gáz, például nitrogén szintén használható, de a folyamattal kompatíbilis bármilyen redukálógáz ajánlható. Meg kell jegyezni, hogy nem minden esetben van szükség a redukálógáz bevezetésére, de célszerű, ha ezt a lehetőséget mindenkor biztosítjuk.
A tapasztalat azt mutatja, hogy a javasolt eljárás hatékonyságát katalizálóközegekkel növelni lehet. Ha például gumiköpenyeket dolgozunk fel, a kiindulási anyagot korommal egészíthetjük ki, ennek eredményeként az anyagból az olajok a katalizátor nélküli rendszerekhez képest gyorsabban és alacsonyabb hőmérsékleteken válnak ki.
Van egy további olyan külső tényező, amely a belső tényezők egyensúlyba hozásának folyamatában, sok esetben alapvető szerephez jut. Ez a berendezés hossza. A találmány szerinti berendezést befogadó tér általában korlátos, a feldolgozóüzemben sokszor nincs hely nagy berendezés létesítésére, ezért az összes szabályozható tényezőt a rendelkezésre álló hely méretének kell alárendelni, és ennek megfelelően kell meghatározni. A térbeli problémák fontosságára azért hívjuk fel a figyelmet, mert egyes elrendezéseknél igen nagy hosszúságokkal kell számolni. A találmány szerinti eljárást megvalósító berendezéseknél a 10 m-nél nagyobb, 20 m körüli hosszúságok nem tekinthetők szokatlannak.
A hosszúság problémájának egyik megoldását az jelenti, ha egymáshoz végeiknél kapcsolódó modulokat használunk, ami több előnnyel jár. Az egyik fontos előny az, hogy a modulok a sorozatból könnyen kiemelhetők, javításuk külön elvégezhető, erre az időre a helyükre új modul illeszthető be. További előnyt jelent a kisebb modulok egyszerűbb gyárthatósága és kezelhetősége, illetve szerelhetősége. Célszerű, ha a modulok mintegy 2 m hosszú elemeket jelentenek.
A találmány szerinti eljárás és berendezés megvalósítása során nyilvánvalóan mindenkor figyelni kell arra, hogy a rendelkezésre álló hálózatból mekkora elektro5
HU 216 244 Β mos teljesítmény vehető fel. A berendezés létesítésekor mindenkor figyelembe kell vermi a helyi energiaellátó rendszerek sajátosságait. Ezek az esetek többségében a felhasználótól független tényezők.
A találmány szerinti eljárás megvalósítása során gáz halmazállapotú és szilárd anyagok keletkeznek. A gáz halmazállapotú anyagokat a 14 mikrohullámú kamrához illeszkedő, egy vagy több vezeték segítségével szállítjuk el a 18 kondenzálóegységbe. A szilárd halmazállapotú termékeket a 14 mikrohullámú kamra kimenetére vezetjük, és onnan szállítjuk el.
A gáz halmazállapotú termékeket kondenzáljuk, és ezzel szénhidrogén-tartalmú különböző folyadékokat nyerünk. Ezeknél sok esetben szükség van a gázt eltávolító rendszer kívülről történő melegítésére, ellenkező esetben a gáznemü anyag idő előtt kondenzálódik.
A szilárd végtermékek között a mikron nagyságrendű szemcsékből álló korom különösen fontos, és emellett több szervetlen anyag is megjelenik. így a korom és különböző olajok mellett, gumiköpenyek feldolgozásakor a szilárd maradványban acél, szilícium-dioxid és ehhez hasonló összetevők jelennek meg.
Egy további példa szerint a találmány szerinti berendezésbe bevitt 160 g PVC-minta feldolgozásával 125 g szilárd anyag keletkezett, és ez a PVC-anyagú laboratóriumi mintákra jellemző. A szilárd maradvány óriási részét a korom alkotta, amelyben legfeljebb 3,159 tömegszázalék részarányban következő elemeket és vegyületeket találtuk: As, Ba, B, Cd, Cr, Pb, Se, U, NO2+NO3, NO2, Ag, Hg, CN(F), F.
Egy további feldolgozási feladat a gépjárműkerekek gumiköpenyeinek elbontása, amely gumiköpenyek minden tonnájából mintegy 470-6401 olaj, 260-320 kg korom, 40-45 kg acél és 30-36 kg szálas termék keletkezik. A találmány szerinti berendezést célszerűen például a 2. és a 3. ábrán bemutatott módon, az abból következő alapelveknek megfelelően építjük fel.
Az ipari folyamatokban alkalmazott mikrohullámú generátorokat mindeddig nagyon kis hatékonyságú eszközöknek tekintették, mivel a feldolgozandó anyag hevítését általában egyszerű besugárzással végezték, az anyagban és környezetében rendkívüli mértékben inhomogén mikrohullámúenergia-eloszlás mellett. Ennek az eredménye az, hogy a feldolgozandó anyag egy része a hagyományos elrendezéseknél a feldolgozásban alig vesz részt, míg más részeit a mikrohullámú sugárzás intenzív hatása éri.
Ha tehát az ismert megoldásoknál az a cél, hogy az anyag minden része a mikrohullámú energiából legalább egy minimális szinten részesedjen, a feltételeket úgy kell beállítani, hogy azok miatt a bevezetett energia jelentős része kárba ne vesszen.
A feldolgozandó anyagtól függően a mikrohullámú sugárzást specifikus területi eloszlással lehet - felismerésünk szerint - generálni, ami igen hatékony feldolgozási feltételek biztosítására alkalmas.
Ha hullámvezetőket alkalmazunk a mikrohullámú energia területi elosztására, az energiaveszteség komoly korlátokat jelent. A hullámvezetők egy része megnyúlt és nemlineáris sávot világít meg, aminek eredményeként a kezelendő anyag széleit esetleg csak igen gyenge sugárzás éri.
A mikrohullámú berendezések gyártói közül többen azon a véleményen vannak, hogy a mikrohullámú generátorok többszörözése az eloszlás problémájára nem jelent megoldást, mivel az egymás mellett elrendezett mikrohullámú generátorok által generált sugárzások között interferenciajelenségek léphetnek fel.
Erre a problémára a 2. és a 3. ábrán bemutatott berendezés megoldást ad.
A 2. ábrán 40 mikrohullámú kamrához rendelt olyan 30 mikrohullámú generátort mutatunk be, amely a találmány szerint épül fel, és amely 32 magnetront, 34 antennát, valamint reflektáló felülettel kiképzett 36 reflektort tartalmaz. A 30 mikrohullámú generátorokat a 40 mikrohullámú kamra 38 felső falán telepítjük. A 36 reflektor 42 peremét a kamra 38 felső fala síkjában, annak megfelelő nyílásán rendezzük el, és ezt a nyílást a 36 reflektor előtt 44 kerámialemezzel borítjuk be.
A 36 reflektor visszaverő felülete a mikrohullám felhasználásának specifikus körülményei által megkövetelt geometriára alakítható. Az esetek többségében azonban a parabola alak megfelelő módon biztosítja a mikrohullámú energia lényegében kör keresztmetszetű, kissé bővülő, kúpos sugárnyaláb formájában történő továbbítását. A 36 reflektor 37 felső szintje célszerűen lapos, ez megkönnyíti az egységek szerelését, de azt is, hogy egy 34 antennát a paraboloid alakú felület fókuszának környezetében rendezzük el.
A mikrohullámú sugárzással megvilágított terület szélét a 36 reflektorok kialakításával és a 34 antenna 36 reflektorhoz viszonyított elrendezésével jelölhetjük ki. A mikrohullámú sugárnyaláb által megvilágított terület határait és helyét a 34 antenna helyzetének beállításával jól szabályozhatjuk. A 34 antennát célszerűen úgy rendezzük el, hogy az a 36 reflektorhoz képest, axiális irányban legalább mintegy 3 cm hosszú úton mozgatható legyen.
A találmány szerinti berendezés megvalósításának különböző lehetőségeit elemezve megállapítottuk, hogy különösen hasznos az a megoldás, amelynél a 34 antenna a 36 reflektor tükrözőfelületével úgy működik együtt, hogy a 34 antenna a fókuszponttól kissé eltérő helyzetben van, vagyis a mikrohullámú sugárnyaláb a feldolgozandó anyagot valamivel nagyobb átmérőjű körben éri el, mint a 36 reflektor visszaverő felületét határoló 42 perem átmérőjével meghatározott kör.
A találmány szerinti berendezésben a kör alakú megvilágított területben a mikrohullám energiaeloszlása nagyjából egyenletesnek tekinthető.
A találmány értelmében egy javasolt berendezésbe több 30 mikrohullámú generátort építünk be, hálószerű kiosztásban a 40 mikrohullámú kamra 38 felső falán, a
2. és 3. ábrán bemutatott módon, egymást kissé átfedő 30’ sugárnyalábokkal. A 3. ábrán pontvonallal van jelölve a mikrohullámú kamra mikrohullámú 30’ sugárnyalábokkal bevilágított területe, amelyet 45 határterület övez. A 3. ábrán a bevilágított területen a bevezetett 48 anyag halad át egyenletes mozgással, a bevilágított területről a részlegesen vagy megfelelő mértékben le6
HU 216 244 Β bontott 48 anyag 46 szilárd maradványa halad ki. A bevilágított területen a 48 anyagra területileg egyenletesen elosztott vagy a kimenet irányában igény szerint, fokozatosan gyengülő mikrohullámú energia hat.
A 40 mikrohullámú kamra egy célszerű kialakításánál a 30 mikrohullámú generátorhoz 50 hőmérséklet-érzékelő kapcsolódik, amely a 32 magnetron 52 házában van elrendezve. Az 50 hőmérséklet-érzékelő 51 vezetékeken át 54 vezérlőegységre csatlakozik, amely a 32 magnetront 53 vezetékeken át juttatott jelek segítségével kikapcsolja, illetve bekapcsolja, ha az 50 hőmérséklet-érzékelő a beállított hőmérséklet túllépését jelzi, illetve az alá csökkenő hőmérsékletet érzékel, és egy meghatározott idő után vagy az érzékelt hőmérséklet lecsökkenése esetén a 32 magnetront újból bekapcsolja.
Ha a 40 mikrohullámú kamrába nem egyenletes térbeli eloszlásban elrendezett feldolgozandó anyagot, például gépkocsik kerekeiről levett gumiköpenyeket adagolunk, időnként előfordul, hogy a 30 mikrohullámú generátor környezetében nincs feldolgozandó anyag, például ha a köpeny belső, nyitott része halad el a berendezésnek ezen a részén. Ebben az esetben a 40 mikrohullámú kamra alsó fala a mikrohullámú sugárzás egy jelentős részét visszaveri, és ezzel a berendezést felmelegíti, olyan mértékben, hogy az 50 hőmérséklet-érzékelő az 54 vezérlőegységbe, a 32 magnetron kikapcsolására utasító jelet küld. Egy idő után, ami a gumiköpeny esetében a nyitott területhez tartozó úttól függ, a 32 magnetront a berendezés újból bekapcsolja.
A 30 mikrohullámú generátor és környezetének túlmelegedését több különböző intézkedéssel lehet megakadályozni, ami az energia felhasználásának hatékonyságát szintén javítja.
A találmány szerinti eljárás és az azt megvalósító javasolt berendezés számos különböző módon alakítható ki. Tipikusnak tekinthető a gépjárművek kerekeiről levett, használt gumiköpenyek feldolgozása, amihez mintegy 18 m hosszú, 37 cm széles és legalább 90 cm magas keresztmetszettel jellemzett, téglalap alakú csatornát használunk. Célszerűen két ilyen 18 m hosszú csatornát létesítünk, amelyek a gumiköpenyek feldolgozására alkalmasak. Egy megvalósult berendezésben a 3. ábrán bemutatott módon, egymás mellett tizenkét 32 magnetront rendeztünk el, amelyek mindegyike 2450 MHz frekvenciájú, 1,5 kW teljesítményű mikrohullámú sugárnyalábot állított elő. A találmány szerinti eljárást célszerűen mintegy 60-130 kPa túlnyomás, tehát kismértékű túlnyomás mellett valósítjuk meg, a maximális hőmérséklet mintegy 350 °C. Az 50 hőmérséklet-érzékelőt célszerűen úgy alakítjuk ki, hogy a 32 magnetront mintegy 70 °C hőmérsékleten kapcsolja le.
A 36 reflektorokra jellemzően a parabolafelületet 19 cm és 19,7 cm közötti átmérővel valósítjuk meg. A 37 felső szint tipikusan 8 cm széles, maga a 36 reflektor mintegy 6,4 cm mélységű elemet alkot.
Az említett kettős csatornával kialakított, gumiköpenyeket feldolgozó berendezésnél a fenti feltételek mellett 1,5 cm/s sebességgel továbbított szállítószalaggal biztosítjuk a feldolgozandó köpenyek folyamatos bevezetését. így a köpenyek mintegy 20 perc időtartamig tartózkodnak a 30 mikrohullámú generátor hatókörében, vagyis mindkettő 18 m hosszú csatorna naponta mintegy 1440 gumiköpeny feldolgozására alkalmas.
Különösen fontos megjegyeznünk, hogy a találmány szerinti berendezés alkalmazásakor a környezetbe távozó emissziós termék nem keletkezik. A gáz halmazállapotú termékek lényegében olaj formájában lecsapódó anyagot képeznek, amelynek sűrűsége a 2. jelű dízelolaj sűrűségének felel meg, és vele együtt kén jelenik meg, de az külön kondenzálódik.
A szilárd anyag lebontható (polimer) részének a találmány szerinti eljárással és berendezéssel biztosított, vezérelt mikrohullámú lebontása a hulladékfeldolgozás számos problémájára jelent hatékony megoldást.
A találmány szerinti megoldással hasznosítható a polimerek mikrohullámú lebontásával kapcsolatos minden, elméletileg elérhető előny. Ilyen előny egyrészt az, hogy az eljárás eredményeként keletkező minden anyag újrahasznosítható, másrészt az, hogy nem keletkezik olyan maradék gáznemű vagy folyékony melléktermék, ami a környezetet szennyezné, amit el kellene égetni, vagy más módon megsemmisíteni. A találmány szerinti megoldás előnye az ismert, korábbi megoldásunkkal szemben, hogy a mikrohullámú energia sokkal nagyobb hányada hasznosul az anyagszerkezet lebontásában (nem hőtermelésre fordítódik), így gyorsabb és hatékonyabb az eljárás.

Claims (13)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás szerves anyag lebontására, nem pirolitikus módszerrel, amely eljárás során feldolgozandó szerves anyagot, folyamatosan, mikrohullámú kamrába (14) adagolunk és ott mikrohullámú energiával besugározzuk, amely mikrohullámú energiát egy sor mikrohullámú generátorral (30) állítjuk elő, és meghatározott kiosztásban elrendezett reflektorokra (36) juttatjuk, azzal jellemezve, hogy a reflektorokkal (36) meghatározott keresztmetszetű sugárnyalábokat (30’) állítunk elő, amely sugárnyalábokkal (30’) a mikrohullámú kamra (14, 40) területén lényegében egyenletes eloszlású teret hozunk létre, a feldolgozandó anyag mikrohullámokkal való kezelésének mértékét aumatikusan szabályozzuk, a mikrohullámú kamrából (14, 40) a gáz halmazállapotú termékeket és a szilárd maradványokat (46) folyamatosan eltávolítjuk.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reflektorokkal (36) kör keresztmetszetű sugárnyalábokat (30’) állítunk elő.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reflektorokkal (36) egymást részben átfedő, kör keresztmetszetű sugárnyalábokat (30’) állítunk elő.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kettő vagy több, egymással sorosan kapcsolt mikrohullámú kamrán (14,40) vezetjük át a feldolgozandó anyagot.
  5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mikrohullámú energiát antenna
    HU 216 244 Β (34) segítségével sugároztatjuk ki, és a meghatározott keresztmetszetű sugárnyalábokat (30’) az antennáknak (34) a reflektorokhoz (36) viszonyított helyzete szabályozásával állítjuk be.
  6. 6. Berendezés szerves anyag lebontására, nem pirolitikus módszerrel, amely berendezés a szerves anyagra ható mikrohullámú kamrát (14, 40) tartalmaz, amely mikrohullámú kamrán (14, 40) mikrohullámú energiát keltő magnetronokkal (16, 32) táplált, feldolgozandó szerves anyagra (48) irányított reflektorok (36) hálószerű kiosztásban vannak elrendezve, és amely mikrohullámú kamrához (14, 40) a feldolgozandó szerves anyagot (48) folyamatosan betápláló és onnan annak maradványát (46), valamint gáz halmazállapotú anyagot eltávolító eszköz kapcsolódik, azzal jellemezve, hogy a reflektorok (36) és a reflektorokhoz (36) képest az antennák (34), meghatározott keresztmetszetű, mikrohullámú sugárnyalábokból (30’) összetett, a mikrohullámú kamra (14, 40) területén lényegében egyenletes mikrohullámú sugárzáseloszlást adó elrendezésben vannak telepítve.
  7. 7. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a reflektor (36) mikrohullámú sugárzást tükröző, parabola alakú felülettel van kialakítva.
  8. 8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a reflektor (36) a mikrohullámú sugárzást kör keresztmetszetű sugárnyalábban (30’) a szerves anyagra (48) irányító felülettel van kiképezve.
  9. 9. A 6-8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a reflektorok (36) egymást részben átfedő, kör keresztmetszetű sugárnyalábokkal (30’) a szerves anyag (48) felületét egyenletesen borítóan vannak elrendezve.
  10. 10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a reflektorok (36) és antennák (34) egymáshoz képest a szerves anyag (48) felületén a reflektorénál (36) valamivel nagyobb területű, kör keresztmetszetű sugárnyalábot (30’) előállító helyzetben vannak elrendezve.
  11. 11. A 6 -10. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mikrohullámú kamra (14, 40) lapos felső fallal (38) van kialakítva, amelyen nyitott felületű reflektorok (36) nyitott felületükkel a felső fal (38) síkjában vannak elrendezve.
  12. 12. A 11. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a reflektorok (36) nyitott felületében kerámialemez (44) van elrendezve.
  13. 13. A 6-12. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az antenna (34) a hozzá tartozó reflektorhoz (36) képest, a sugárnyaláb (30’) keresztmetszet-változtatására alkalmas módon, állíthatóan van elrendezve.
HU9402241A 1992-01-30 1993-01-26 Eljárás és berendezés szerves anyag lebontására HU216244B (hu)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US82813192A 1992-01-30 1992-01-30
HK98106048A HK1006949A1 (en) 1992-01-30 1998-06-23 Method and apparatus for the controlled reduction of organic material

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU9402241D0 HU9402241D0 (en) 1994-09-28
HUT67576A HUT67576A (en) 1995-04-28
HU216244B true HU216244B (hu) 1999-05-28

Family

ID=26316729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9402241A HU216244B (hu) 1992-01-30 1993-01-26 Eljárás és berendezés szerves anyag lebontására

Country Status (21)

Country Link
EP (1) EP0626871B1 (hu)
JP (1) JP3309251B2 (hu)
AT (1) ATE152000T1 (hu)
AU (1) AU669873B2 (hu)
BG (1) BG61435B1 (hu)
BR (1) BR9305889A (hu)
CA (1) CA2129135A1 (hu)
CH (1) CH685431A5 (hu)
CZ (1) CZ183494A3 (hu)
DE (1) DE69310151T2 (hu)
DK (1) DK0626871T3 (hu)
ES (2) ES2103464T3 (hu)
FI (1) FI943558A (hu)
GR (1) GR3024194T3 (hu)
HK (1) HK1006949A1 (hu)
HU (1) HU216244B (hu)
NO (1) NO307502B1 (hu)
NZ (1) NZ246544A (hu)
PL (1) PL171655B1 (hu)
SK (1) SK91794A3 (hu)
WO (1) WO1993014821A1 (hu)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997000925A1 (en) * 1995-06-23 1997-01-09 E.I. Du Pont De Nemours And Company Method for monomer recovery
DE19617450A1 (de) * 1996-05-02 1997-11-06 Hessabi Iradj Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von gummiartigen Elastomeren
ZA978412B (en) * 1996-09-20 1998-06-15 Emery Microwave Managemnet Inc Method and apparatus for gasification of, and stabilization of gaseous products of, organic materials.
DE19721815A1 (de) * 1997-05-26 1998-12-03 Bruno Gros Verfahren zur Entsorgung von Altgummi, Gummi und dergleichen
FR2785835B1 (fr) * 1998-11-17 2001-02-16 Traidec Sa Reacteur de thermolyse
US6777453B1 (en) * 1999-06-08 2004-08-17 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenyusho Method of reclaiming crosslinked rubber, and molded article of reclaimed rubber
DE102004056795B4 (de) * 2004-11-24 2006-10-12 Lindauer Dornier Gmbh Mikrowellen-Durchlauftrockner in Mehretagenbauweise für plattenförmige Produkte, insbesondere Faserplatten
GB2420542A (en) * 2004-11-25 2006-05-31 Kjell Ivar Kasin Screw conveyor with microwave generator
WO2007117754A2 (en) 2006-02-02 2007-10-18 Novak John F Method and apparatus for microwave reduction of organic compounds
GB0622595D0 (en) * 2006-11-14 2006-12-20 Res Organisation Electromagnetic treatment of contaminated materials
DK2125193T3 (da) 2006-12-14 2012-09-03 Micro Recovery Solutions Llc Genbrugs- og materialegenvindingssystem samt fremgangsmåde i forbindelse hermed
US9951281B2 (en) 2006-12-14 2018-04-24 John Otis Farneman Microwave based systems and methods for obtaining carbonaceous compounds from polypropylene-containing products
US7819976B2 (en) * 2007-08-22 2010-10-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Biomass treatment method
WO2010013696A1 (ja) * 2008-07-28 2010-02-04 国立大学法人京都大学 マイクロ波照射装置、連結型マイクロ波照射装置、及び植物材料から糖成分を製造する方法
US9545609B2 (en) * 2009-08-13 2017-01-17 Tekgar, Llv Pyrolysis oil made with a microwave-transparent reaction chamber for production of fuel from an organic-carbon-containing feedstock
US10457930B2 (en) 2010-06-30 2019-10-29 Microwave Chemical Co., Ltd. Oil-based material-producing method and oil-based material-producing apparatus
EP2727647B1 (en) * 2011-06-29 2020-01-15 Microwave Chemical Co., Ltd. Chemical reaction apparatus, and chemical reaction method
JP5114616B1 (ja) * 2011-11-11 2013-01-09 マイクロ波化学株式会社 化学反応装置
US11229895B2 (en) 2011-11-11 2022-01-25 Microwave Chemical Co., Ltd. Chemical reaction method using chemical reaction apparatus
JP5109004B1 (ja) 2011-11-11 2012-12-26 マイクロ波化学株式会社 化学反応装置
CZ304205B6 (cs) * 2012-04-19 2014-01-02 Ústav Chemických Procesů Akademie Věd České Republiky Způsob dekontaminace tuhých materiálů
PL399250A1 (pl) * 2012-05-21 2013-11-25 Zaklad Mechaniczny Marpo Spólka Jawna M. Przygodzki I Wspólnicy Sposób i urzadzenie do prowadzenia recyklingu odpadów organicznych, a szczególnie zuzytych opon, przy wykorzystaniu techniki mikrofalowej
JP5899604B2 (ja) * 2014-03-24 2016-04-06 兼松エンジニアリング株式会社 マイクロ波を利用したバイオマス再資源化装置
ES2551512B1 (es) * 2014-05-19 2016-09-08 Biosonoil, S.L. Procedimiento para obtención de hidrocarburos a partir de residuos y/o biomasa e instalación para implementación de dicho procedimiento
JP5997816B2 (ja) * 2015-07-14 2016-09-28 マイクロ波化学株式会社 化学反応装置、及び化学反応方法
CN108472622A (zh) 2015-11-02 2018-08-31 埃科卡技术有限公司 用时变微波频率或多个微波频率微波照射室
GB2618346A (en) * 2022-05-04 2023-11-08 Tang Junwang Large microwave powered conveyor system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4376034A (en) * 1979-12-17 1983-03-08 Wall Edward T Method and apparatus for recovering carbon products from oil shale
FR2599924B1 (fr) * 1986-06-06 1988-09-09 Univ Bordeaux 1 Dispositif modulaire pour l'application de micro-ondes en vue notamment du chauffage, sechage ou torrefaction d'un materiau
CA1288381C (en) * 1989-09-07 1991-09-03 Charles Leslie Emery Method and apparatus for the controlled reduction of organic material
DE4032496A1 (de) * 1989-10-12 1991-04-25 Wieneke Franz Einrichtung zur applikation von mikrowellen hoher intensitaet
CA2079332A1 (en) * 1990-03-30 1991-10-01 Jack Edgar Bridges Method and apparatus for treating hazardous waste or other hydrocarbonaceous material

Also Published As

Publication number Publication date
HK1006949A1 (en) 1999-03-26
EP0626871B1 (en) 1997-04-23
ES2072829A1 (es) 1995-07-16
NZ246544A (en) 1996-07-26
ES2072829B1 (es) 1996-01-16
CH685431A5 (de) 1995-07-14
JPH08501016A (ja) 1996-02-06
HU9402241D0 (en) 1994-09-28
FI943558A (fi) 1994-09-29
NO307502B1 (no) 2000-04-17
DK0626871T3 (da) 1997-10-27
DE69310151T2 (de) 1997-11-06
BG61435B1 (en) 1997-08-29
AU669873B2 (en) 1996-06-27
SK91794A3 (en) 1995-04-12
CA2129135A1 (en) 1993-08-05
DE69310151D1 (de) 1997-05-28
HUT67576A (en) 1995-04-28
PL171655B1 (en) 1997-05-30
GR3024194T3 (en) 1997-10-31
EP0626871A1 (en) 1994-12-07
BG99010A (bg) 1995-05-31
JP3309251B2 (ja) 2002-07-29
NO942838D0 (no) 1994-07-29
ES2103464T3 (es) 1997-09-16
FI943558A0 (fi) 1994-07-29
AU3341993A (en) 1993-09-01
CZ183494A3 (en) 1995-02-15
NO942838L (no) 1994-09-21
ATE152000T1 (de) 1997-05-15
BR9305889A (pt) 1997-08-19
WO1993014821A1 (en) 1993-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU216244B (hu) Eljárás és berendezés szerves anyag lebontására
US5507927A (en) Method and apparatus for the controlled reduction of organic material
AU2001286498B2 (en) Method and apparatus for microwave utilization
US6693265B1 (en) Apparatus and processes suitable for tire degradation
AU2001286498A1 (en) Method and apparatus for microwave utilization
KR100928277B1 (ko) 대량의 슬러지를 처리하기 위한 급속건조장치 및 이 장치에 의한 슬러지 급속건조방법
KR20110076013A (ko) 마이크로파를 이용한 음식물 쓰레기 처리장치
WO2009156761A2 (en) Processing of waste
US6133500A (en) Method and apparatus for the controlled reduction of organic material
CA1288381C (en) Method and apparatus for the controlled reduction of organic material
WO2019085542A1 (zh) 一种微波等离子体处理塑料垃圾装置
EP4342263A1 (en) Microwave waste heating system and related features
WO2022250663A1 (en) Microwave waste heating system
KR102055099B1 (ko) 저온열풍과 마이크로웨이브를 이용한 슬러지 건조방법
EP0780457A2 (en) Pyrolysis of organic materials
KR19990009161A (ko) 생활 폐기물을 이용한 고체 연료 제조 장치
KR100282479B1 (ko) 유기물질의 조절된 환원을 위한 방법 및 장치
KR960007871B1 (ko) 음식 폐기물의 처리방법
JP2002112713A (ja) 飼料添加物並びにその製造装置及び方法
JP2006095983A (ja) 発泡樹脂成形物の容積減少方法並びにその装置

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee