ITUB20154810A1 - MOLECULAR PIRODISGREGATOR - Google Patents
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Description
PIRODISGREGATORE MOLECOLARE MOLECULAR PIRODISGREGATOR
CONTESTO DELL’INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION
Campo invenzione Invention field
La presente invenzione si collega a impianti e metodi per la disgregazione molecolare. The present invention relates to implants and methods for molecular disintegration.
Breve Descrizione dello Stato della Tecnica Preesistente Brief description of the pre-existing state of the art
Un convertitore di rifiuti al plasma sostanzialmente è una torcia al plasma applicata alla spazzatura. Una torcia al plasma utilizza un gas ed elettrodi potenti per creare e ionizzare gas o plasma, ossia, un gas con elettroni liberi di circolare che trasporta una corrente e genera un campo magnetico. A tali temperature molto elevate, le molecole si rompono in un processo a cui ci si può riferire come dissociazione molecolare. Quando le molecole vengono esposte a un’energia intensa (come il calore generato da una torcia al plasma), i legami molecolari che le tengono unite si eccitano e vanno in pezzi nei loro componenti elementari. A plasma waste converter is basically a plasma torch applied to garbage. A plasma torch uses a powerful gas and electrodes to create and ionize gas or plasma, that is, a gas with free-flowing electrons that carries a current and generates a magnetic field. At such very high temperatures, molecules break down in a process that can be referred to as molecular dissociation. When the molecules are exposed to intense energy (such as the heat generated by a plasma torch), the molecular bonds that hold them together are excited and break up into their elementary components.
Le molecole organiche, o a base di carbonio, diventano volatili, o si trasformano in gas a cui si fa riferimento quali gas sintetici o syngas, che possono essere utilizzati come fonte combustibile se puliti a dovere. 1 composti inorganici si fondono e diventano vetrificati, o si convertono in una sostanza dura, vetrosa simile all’apparenza e nel peso all’ossidiana. Anche i metalli si fondono e si vetrificano, combinandosi con il resto delle sostanze inorganiche (chiamate scorie). Organic, or carbon-based, molecules become volatile, or turn into gases referred to as synthetic gases or syngas, which can be used as a fuel source if properly cleaned. The inorganic compounds melt and become vitrified, or convert into a hard, glassy substance similar in appearance and weight to obsidian. Metals also melt and vitrify, combining with the rest of the inorganic substances (called slags).
Diversamente dagli inceneritori, che utilizzano la combustione per disintegrare i rifiuti, in questo processo non avviene nessun incenerimento, o ossidazione. Il calore dei convertitori al plasma causa la pirolisi, che è un processo nel quale la sostanza organica si disintegra e si decompone. Le torce al plasma possono operare in contenitori stagni. La combustione richiede l’ossidazione; (la pirolisi non la richiede.) Unlike incinerators, which use combustion to disintegrate waste, no incineration or oxidation takes place in this process. The heat from plasma converters causes pyrolysis, which is a process in which organic matter disintegrates and decomposes. Plasma torches can operate in sealed containers. Combustion requires oxidation; (pyrolysis does not require it.)
I convertitori di rifiuti al plasma possono trattare quasi ogni tipo di rifiuto, inclusi alcuni materiali di scarto tradizionalmente difficili da trattare. Possono processare rifiuti sanitari o contaminate chimicamente e non rilasciano nienf altro che gas e scorie. Poiché disintegrano questi rifiuti pericolosi nei loro elementi basici, gli stessi possono essere eliminati in sicurezza. Plasma waste converters can handle almost any type of waste, including some traditionally difficult waste materials. They can process medical or chemically contaminated waste and release nothing but gas and waste. By breaking down these hazardous wastes into their basic elements, they can be safely disposed of.
La pirolisi dei rifiuti di gomma in plasma termico è stata studiata allo scopo di produrre combustibile gassoso e di recuperare sigillante nero di carbone. Ad esempio, in Huang, IL; Lan Tang; C. Z. Wu " Caratterizzazione di Prodotto Gassoso e Solido dalla Pirolisi Termica al Plasma dei Rifiuti della Gomma”," Scienza e Tecnologia Ambientale 37 (19): 4463-4467 (2003), è stato divulgato un reattore al plasma con un generatore al plasma di azoto con arco de con una potenza elettrica massima di 62.5 kVA e una camera di reazione di 50 mm di diametro interno e 1000 mm dì altezza. I risultati di una serie di esperimenti hanno presumibilmente dimostrato che i principali componenti del prodotto gassoso erano H2, CO, C2H2, CH4, and C2H4; il potere calorico del gas è alfincirca 5-9 MJ/Nm<3>. Il prodotto solido stando a quel che si dice conteneva più dell’ 80 % in peso di carbonio elementare, aveva una superfìcie di circa 65 m<2>/g, e ci si riferiva ad esso come nerofumo pirolitico (CBP). L’analisi della spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS) ha rivelato presumibilmente che il CBPpossiede principalmente una struttura al carbonio grafitica simili a quelle del nerofumo commerciale. 11 CBPpotrebbe esser utilizzato come nerofumo semi -rinforzante nelle applicazioni di gomma per uso industriale, o, in seguito alfapporto di migliorie, come riempitivo nerofumo per pneumatici. The pyrolysis of rubber waste in thermal plasma was studied with the aim of producing gaseous fuel and recovering carbon black sealant. For example, in Huang, IL; Lan Tang; C. Z. Wu "Characterization of Gaseous and Solid Product by Plasma Thermal Pyrolysis of Rubber Waste", "Environmental Science and Technology 37 (19): 4463-4467 (2003), a plasma reactor with a plasma generator of arc de nitrogen with a maximum electrical power of 62.5 kVA and a reaction chamber with an internal diameter of 50 mm and a height of 1000 mm. The results of a series of experiments presumably showed that the main components of the gaseous product were H2, CO, C2H2, CH4, and C2H4; the calorific value of the gas is approximately 5-9 MJ / Nm <3>. The solid product reportedly contained more than 80% by weight of elemental carbon, had a surface area of about 65 m <2> / g, and was referred to as pyrolytic carbon black (CBP). Analysis of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) presumably revealed that CBP mainly possesses a graphitic carbon structure similar to those of commercial carbon black. The CBP could be used as a semi-reinforcing carbon black in industrial rubber applications, or, as a result of improvements, as a carbon black filler for tires.
RIASSUNTO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION
Neìla migliore realizzazione, la presente invenzione è un impianto dì disgregazione molecolare. L’impianto possiede un PIRODISGREGATORE MOLECOLARE, una colonna di caricamento per caricare i materiali che devono essere disaggregati nel PIRODISGREGATORE MOLECOLARE, un propulsore termico per generare vapori caldi che circolino nel PIRODISGREGATORE MOLECOLARE, e un condensatore connesso ad un’uscita dal PIRODISGREGATORE MOLECOLARE per raffreddare i gas del PIRODISGREGATORE MOLECOLARE. Il PIRODISGREGATORE MOLECOLARE possiede un forno con una parete de! forno che delimita una camera all’interno del forno, un tubo fusore all’interno della camera del forno, un canale all’interno della camera tra il tubo fusore e la parete del forno, una vite di Archimede all’interno del tubo fusore per movimentare il materiale che deve essere disgregato attraverso il forno, una prima uscita per i materiali inerti dal tubo fusore, una seconda uscita per i gas dal tubo fusore, e una terza uscita per i vapori che circolano attraverso il canale nel forno. In the best embodiment, the present invention is a molecular disruption plant. The plant has a MOLECULAR PIRODISGREGATORE, a loading column to load the materials that must be disaggregated in the MOLECULAR PIRODISGREGATORE, a thermal engine to generate hot vapors that circulate in the MOLECULAR PIRODISGREGATORE, and a condenser connected to an output from the MOLECULAR PIRODISGREGATORE to cool the gases of the MOLECULAR PIRODISGREGATORE. The MOLECULAR PIRODISGREGATORE has an oven with a wall of! furnace that defines a chamber inside the furnace, a melting tube inside the furnace chamber, a channel inside the chamber between the melting tube and the furnace wall, an Archimedes screw inside the melting tube for moving the material to be disintegrated through the furnace, a first outlet for the inert materials from the melting tube, a second outlet for the gases from the melting tube, and a third outlet for the vapors circulating through the channel in the furnace.
Il condensatore potrebbe comprendere una cupola d’entrata connessa alla seconda uscita dal forno per ricevere i gas dal PIRODISGREGATORE MOLECOLARE, una camera ad acqua fredda che circonda la cupola d’entrata per raffreddare i gas ricevuti dal PIRODISGREGATORE MOLECOLARE, una tramoggia primaria col legata alla cupola d’ingresso per la raccolta dell’olio condensato separato dai gas ricevuti dal PIRODISGREGATORE MOLECOLARE, una prima e una seconda colonna di condensazione per assicurare un sentiero refrigerato per i gas che scorrono nelle colonne di condensazione, un collettore di collegamento che connette la prima colonna di condensazione alla seconda colonna di condensazione, dove il gas scorre dalla cupola d’entrata nella e attraverso la prima colonna di condensazione e poi attraverso il collettore di collegamento e quindi attraverso la seconda colonna di condensazione, una tramoggia secondaria collegata alla seconda colonna di condensazione per la ricezione degli idrocarburi leggeri dalla seconda colonna dì condensazione; e un aspiratore per movimentare il Syngas dal condensatore a un serbatoio di stoccaggio. Ognuna delle colonne di condensazione può possedere una molteplicità di spirali al suo interno per poter rallentare il flusso di gas alPintemo della colonna di condensazione e una camera stagna per l’acqua utilizzata a raffreddare i gas all’interno della colonna di condensazione. The condenser could comprise an inlet dome connected to the second outlet from the furnace to receive the gases from the MOLECULAR COOKER, a cold water chamber that surrounds the inlet dome to cool the gases received from the MOLECULAR COOKER, a primary hopper connected to the entrance dome for the collection of the condensed oil separated from the gases received by the MOLECULAR PIRODISGREGATORE, a first and a second condensation column to ensure a refrigerated path for the gases flowing in the condensation columns, a connection manifold that connects the first condensing column to the second condensing column, where the gas flows from the inlet dome into and through the first condensing column and then through the connecting manifold and then through the second condensing column, a secondary hopper connected to the second condensing column condensation for the reception of light hydrocarbons from the second condensation column; and an aspirator to move the Syngas from the condenser to a storage tank. Each of the condensation columns can have a multiplicity of spirals inside to be able to slow down the flow of gas inside the condensation column and a sealed chamber for the water used to cool the gases inside the condensation column.
Inoltre altri aspetti, caratteristiche, e vantaggi della presente invenzione emergono molto chiaramente dalla seguente descrizione dettagliata, semplicemente attraverso l’illustrazione di alcune forme di realizzazione preferìbili e dalla loro applicazione. La presente invenzione è anche in grado di effettuare altre e diverse forme di realizzazione migliore e i suoi numerosi dettagli possono essere modificati in vari aspetti ovvi, il tutto senza discostarsi dallo spirito e dallo scopo della presente invenzione. Di conseguenza, i disegni e le descrizioni devono essere considerate quali di natura illustrativa, e non restrittiva. Ulteriori obiettivi e vantaggi dell’invenzione verranno in parte esposti nella descrizione che segue e in parte saranno evidenti dalla descrizione, o potrebbero essere appresi con la messa in pratica dell’invenzione. Furthermore, other aspects, features, and advantages of the present invention emerge very clearly from the following detailed description, simply through the illustration of some preferable embodiments and their application. The present invention is also capable of carrying out other and different better embodiments and its numerous details can be modified in various obvious aspects, all without departing from the spirit and scope of the present invention. Consequently, the drawings and descriptions are to be regarded as illustrative, and not restrictive, in nature. Further objectives and advantages of the invention will be partly set out in the following description and will partly be evident from the description, or could be learned with the implementation of the invention.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Per una comprensione più completa della presente invenzione e dei suoi vantaggi, si fa ora riferimento alla seguente descrizione ed ai disegni accompagnatori, nei quali : For a more complete understanding of the present invention and its advantages, reference is now made to the following description and the accompanying drawings, in which:
La FIG. 1 è un diagramma di un impianto di disgregazione molecolare. FIG. 1 is a diagram of a molecular disintegration plant.
La FIG. 2 è un diagramma di un propulsore termico in conformità alla migliore realizzazione della presente invenzione. FIG. 2 is a diagram of a thermal thruster in accordance with the best embodiment of the present invention.
La FIG. 3 è un diagramma di una colonna di caricamento in conformità alla migliore realizzazione della presente invenzione. FIG. 3 is a diagram of a loading column in accordance with the best embodiment of the present invention.
La FIG. 4 è un diagramma di un PIRODISGREGATORE MOLECOLARE in conformità alla migliore realizzazione della presente invenzione. FIG. 4 is a diagram of a MOLECULAR PIRODISGREGATOR in accordance with the best embodiment of the present invention.
La FIG. 5 è un diagramma dì un condensatore in conformità alla migliore realizzazione della presente invenzione. FIG. 5 is a diagram of a capacitor in accordance with the best embodiment of the present invention.
La FIG. 6 è un diagramma di un cubo di giunzione a ioni catalizzatori al titanio/platino in conformità alla migliore realizzazione della presente invenzione. FIG. 6 is a diagram of a titanium / platinum catalyst ion junction cube in accordance with the best embodiment of the present invention.
La FIG. 7 è un diagramma di un filtro a rete idraulico in conformità alla migliore realizzazione della presente invenzione. FIG. 7 is a diagram of a hydraulic screen filter in accordance with the best embodiment of the present invention.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA MIGLIORE REALIZZAZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE BEST REALIZATION
Una realizzazione migliore di un impianto della presente invenzione viene generalmente descritto facendo riferimento alla FIG. 1. L’impianto di disgregazione molecolare 100 possiede un propulsore termico 200, una colonna di caricamento 300, un disgregatore 400, un condensatore 500 e un cubo di giunzione 600, Il materiale organico che deve essere disgregato viene caricato nell’impianto attraverso una colonna di caricamento 300. Nella Colonna di caricamento 300, che viene descritta più dettagliatamente di seguito facendo riferimento alla FIG. 3, l’aria viene rimossa dal materiale organico. Dalla Colonna di caricamento 300, il materiale organico, ora privo di aria, viene inserito nei tubi fusori all’interno del disgregatore 400 da una vite di Archimede. Una valvola nella colonna di caricamento controlla il passaggio del materiale organico e delFaria durante il processo di caricamento di modo che venga chiusa quando il materiale organico sta venendo caricato nella colonna di caricamento e che dopo che l’aria è stata rimossa dal materiale organico venga aperta per permettere al materiale organico di trasformarsi nel disgregatore 400. Il fumo esausto dal propulsore termico 200 scorre sul retro della Colonna di caricamento 300 attraverso un tubo che lo fa fluire nelFimpianto di lavaggio fumi (non descritto) Nel disgregatore 400, la vite di Archimede movimenta il materiale organico nei tubi fusori per sottoporsi al processo di disgregazione molecolare e produrre Syngas/Synoil/Carbone. 1 tubi fusori sono alloggiati all’interno di un forno che viene riscaldato dal propulsore termico 200. 1 tubi fusori sono composti da una lega di metallo che promuove il processo di disgregazione molecolare. Nel disgregatore 400, il carbone viene separato dagli idrocarburi liquidi e gassosi, il carbone esce dal disgregatore 400 attraverso la porta o uscita 140. An improved embodiment of an implant of the present invention is generally described with reference to FIG. 1. Molecular disintegration plant 100 has a thermal thruster 200, a charging column 300, a disruptor 400, a condenser 500 and a junction cube 600, The organic material to be disrupted is loaded into the system through a column In the Loading Column 300, which is described in more detail below with reference to FIG. 3, the air is removed from the organic material. From the loading column 300, the organic material, now devoid of air, is inserted into the melting tubes inside the disruptor 400 by an Archimedes screw. A valve in the loading column controls the passage of organic material and air during the loading process so that it is closed when the organic material is being loaded into the loading column and that after the air has been removed from the organic material it is opened. to allow the organic material to transform into the disruptor 400. The exhausted smoke from the thermal thruster 200 flows to the rear of the loading column 300 through a pipe which causes it to flow into the fume scrubber (not described). In the disruptor 400, the Archimedean screw moves the organic material in the melting tubes to undergo the molecular disintegration process and produce Syngas / Synoil / Carbon. The melting tubes are housed inside an oven which is heated by the thermal engine 200. The melting tubes are composed of a metal alloy that promotes the molecular disintegration process. In the disruptor 400, the coal is separated from the liquid and gaseous hydrocarbons, the coal exits the disruptor 400 through the door or outlet 140.
Il propulsore termico 200 ha un caricatore di combustibile Automatico che in automatico carica, con modulazione di flusso, il combustibile per il funzionamento del Propulsore. Il Combustibile può essere il carbone prodotto dall’impianto stesso o altro materiale di natura organica. Una vite di Archimede movimenta il combustibile nel propulsore termico 200, il quale produce e fornisce energia termica al disgregatore 400, ossia i tubi fusori, di modo che il disgregatore 400 possa portare avanti il processo di disgregazione molecolare insieme al processo di ionizzazione. The thermal engine 200 has an automatic fuel loader which automatically loads, with flow modulation, the fuel for the operation of the engine. The fuel can be coal produced by the plant itself or other organic material. An Archimedes screw moves the fuel in the thermal engine 200, which produces and supplies thermal energy to the disruptor 400, i.e. the melting tubes, so that the disruptor 400 can carry out the molecular disintegration process together with the ionization process.
Un cubo di giunzione 600 è connesso tra il propulsore tennico 200 e il forno del disgregatore 400. Il cubo di giunzione 600 permette inoltre l’entrata dei fumi dal propulsore termico. Il cubo di giunzione 600 è composto da una camera che è foderata con materiali refrattari. Quando i materiali refrattari vengono costantemente riscaldati ad una temperature tra i 1,200/1 ,400 °C, diventano un volano termico, che consente l’effetto catalitico totale su di essi. 1 vapori o fumi entrano dal propulsore termico nel cubo di giunzione attraverso l’entrata 130 e vengono trasportati attraverso il forno 400 e quindi alla colonna di caricamento attraverso il fumo esausto 1 10. A junction cube 600 is connected between the tennis thruster 200 and the furnace of the disruptor 400. The junction cube 600 also allows the entry of fumes from the thermal thruster. The junction cube 600 consists of a chamber which is lined with refractory materials. When the refractory materials are constantly heated to a temperature between 1,200 / 1, 400 ° C, they become a thermal flywheel, which allows the total catalytic effect on them. The vapors or fumes enter the junction cube from the thermal engine through the inlet 130 and are transported through the oven 400 and then to the loading column through the exhausted smoke 1 10.
I gas escono dal disgregatore ed entrano nel condensatore 500, il quale raffredda i gas che escono ad alte temperature dai tubi fusori di modo che possa avvenire la condensazione del Synoil così come la separazione del Syngas. Il condensatore è permeato da una camera attraverso la quale scorre l’acqua fredda: questo raffredda i gas che causano la condensazione del Synoil. Un flusso di acqua fredda è necessario per lo scambio termico con i gas in uscita di modo che la parte che può essere condensata (Synoil) lo faccia e cada verso il basso, in fondo al condensatore e verso il punto d’uscita. The gases leave the disruptor and enter the condenser 500, which cools the gases leaving the melting tubes at high temperatures so that condensation of the Synoil as well as the separation of the Syngas can occur. The condenser is permeated by a chamber through which cold water flows: this cools the gases that cause Synoil to condense. A flow of cold water is necessary for the heat exchange with the outgoing gases so that the part that can be condensed (Synoil) does so and falls downwards, at the bottom of the condenser and towards the exit point.
II Synoil esce attraverso la porta o uscita 150 ed entra in un serbatoio di stoccaggio (non mostrato). Il Syngas esce dall’impianto dalla porta 160 e viene pompato in un serbatoio di stoccaggio (non mostrato). Un propulsore termico della migliore realizzazione di questa invenzione viene descritto facendo riferimento alla FIO. 2. Il propulsore termico ha un caricatore e un corpo. Il caricatore possiede un serbatoio per il carburante 210 munito di un agitatore 212 al suo interno e di un motore 214 per muovere l’agitatore 212, una vite di Archimede 220 e un motore 222 per ffar ruotare la vite di Archimede 220. La vite di Archimede 220 movimenta il combustibile solido quali il carbone, trucioli di legno, etc., nei corpo dei propulsore termico 200. Il corpo dei propulsore termico possiede due camere inferiori 240, 250 e una camera di pirolisi e combustione (ossidazione del gas) 260. La camera inferiore 240 è sotto la piastra fusoria principale 242 ed è col legata alla camera inferiore 250, che si trova sotto la piastra fusoria secondaria 252. Le piastre fusorie 242, 252 hanno una massa molto pesante e si riscaldano fino ad una temperatura tra i 350/450°C. A questo punto, il materiale combustibile sulle piastre fusorie viene disgregato per produrre il gas di sintesi. The Synoil exits through door or exit 150 and enters a storage tank (not shown). The Syngas exits the system from port 160 and is pumped into a storage tank (not shown). A thermal thruster of the best embodiment of this invention is described with reference to FIO. 2. The thermal thruster has a magazine and a body. The loader has a fuel tank 210 equipped with an agitator 212 inside it and a motor 214 to move the agitator 212, an Archimedes screw 220 and a motor 222 to rotate the Archimedes screw 220. The screw of Archimedes 220. Archimedes 220 moves solid fuel such as coal, wood chips, etc., into the body of the thermal engine 200. The body of the thermal engine has two lower chambers 240, 250 and a pyrolysis and combustion chamber (gas oxidation) 260. The lower chamber 240 is under the main melting plate 242 and is connected to the lower chamber 250, which is located under the secondary melting plate 252. The melting plates 242, 252 have a very heavy mass and heat up to a temperature between 350/450 ° C. At this point, the combustible material on the melt plates is broken down to produce synthesis gas.
Il combustibile entra nel propulsore termico 200 a un carburatore ad aria stechiometrico 230, che possiede un ventilatore con motore a turbina 232. Il carburatore 230 è collegato ad una camera inferiore 240 e ad una camera di combustione 260. Il carburatore 230 viene fornito con valvole (non mostrate) le quali dosano/bloccano il flusso d’aria nelle camere 240, 260. La dosatura dell’aria è molto meticolosa poiché l’aria che scorrerà sotto la lastra fusoria principale 252 sarà della quantità adeguata per assolvere il suo compito e sarà, in ogni caso, molto meno del totale dei gas di ossidazione che usciranno dai fori 266 che sono posizionai nella parte superiore, in alto alfintemo della camera di combustione 260. Per poter ottenere una stechiometria adeguata, la regolazione dell’aria avviene attraverso un sensore/rilevatore di ossigeno (non mostrato) posizionato all 'interno della camera di combustione 260 e per mezzo di un computer a bordo macchina (non mostrato) che fissa il movimento delta valvola di bloccaggio dell’aria. Il ventilatore con motore a turbina 232 fornisce aria condizionata stechiometrica attraverso il carburatore 230 con un perfetto valore di riferimento stechiometrico come combustibile dei gas di sintesi prodotti dalla disgregazione molecolare o dal processo di pirolisi che avviene una volta che il combustibile viene depositato sulle lastre fusorie 242, 252. Come si può vedere dalla FIG, 2, l’aria dosata che esce dal carburatore 230 scorrerà nella camera 240 sotto la principale piastra fusoria 242, la quale possiede dei piccoli fori che permettono l’uscita dell’aria al di sotto del combustibile. Questo pennette la creazione di gas in parziale mancanza di ossigeno. The fuel enters the heat engine 200 at a stoichiometric air carburetor 230, which has a fan with a turbine engine 232. The carburetor 230 is connected to a lower chamber 240 and a combustion chamber 260. The carburetor 230 is supplied with valves (not shown) which dose / block the air flow in chambers 240, 260. The air metering is very meticulous since the air that will flow under the main melting plate 252 will be of the adequate quantity to perform its task and in any case, it will be much less than the total of the oxidation gases that will come out of the holes 266 which are positioned in the upper part, at the top of the combustion chamber 260. In order to obtain an adequate stoichiometry, the regulation of the air takes place through a oxygen sensor / detector (not shown) positioned inside the combustion chamber 260 and by means of a computer on board the machine (not shown) that fixes the movement delta air lock valve. The turbine engine fan 232 supplies stoichiometric conditioned air through the carburetor 230 with a perfect stoichiometric reference value as the fuel of the synthesis gases produced by the molecular disintegration or pyrolysis process that occurs once the fuel is deposited on the melting plates 242 , 252. As can be seen from FIG, 2, the metered air exiting the carburetor 230 will flow into the chamber 240 under the main melting plate 242, which has small holes which allow the air to escape below the fuel. This leads to the creation of gas in a partial lack of oxygen.
Un motore 248 accoppiato ad un paio di alberi 244, 254 tramite una catena di trasmissione che provoca la rotazione dei alberi 244, 254 in modo simultaneo. Il palo 244 si estende lungo la lastra fusoria principale 242 ed è connesso all’agitatore 246. 11 palo 254 si estende lungo la lastra fusoria secondaria 252 ed è connesso all’agitatore 256. An engine 248 coupled to a pair of shafts 244, 254 via a drive chain which causes the shafts 244, 254 to rotate simultaneously. The pole 244 extends along the main melting plate 242 and is connected to the agitator 246. The pole 254 extends along the secondary melting plate 252 and is connected to the agitator 256.
Il combustibile solido (carbone- trucioli di legno- etc.) viene trasferito sulla lastra fusoria principale 242 nella camera di pirolisi e combustione 260 con la vite di Archimede 220. L’agitatore 246 mescola il combustibile sulla primaria lastra fusoria per assicurare una migliore esposizione del materiale al calore che lo disgrega ed anche per spostare il combustibile parzialmente lavorato sulla lastra fusoria secondaria. L’agitatore 256 mescola il combustibile parzialmente lavorato sulla lastra fusoria secondaria e fornisce lo scarico automatico della cenere inorganica finale nella canalina 270, dalla quale può essere rimossa ad un secchio di raccolta posizionato all’esterno del propulsore termico 200. The solid fuel (coal - wood chips - etc.) is transferred to the main melting plate 242 in the pyrolysis and combustion chamber 260 with the Archimedean screw 220. The agitator 246 mixes the fuel on the primary melting plate to ensure better exposure. of the material to the heat that disintegrates it and also to move the partially processed fuel on the secondary melting plate. The agitator 256 mixes the partially processed fuel on the secondary melting plate and provides the automatic discharge of the final inorganic ash into the channel 270, from which it can be removed to a collection bucket positioned outside the thermal engine 200.
La camera di pirolisi e combustione 260 possiede delle pareti fusorie 264, un coperchio 262 e materiali/pietre refrattari di isolamento 268 all’estemo delle pareti fusorie 264. Le pareti fusorie 264 sono composte da un materiale refrattario speciale e lavorano ad una temperature fino ai 1,500 °C per irradiare il materiale che giace sulle lastre fusorie 242, 252. Le Quattro pareti fusorie 264, ossia, i quattro lati della camera, possono essere facilmente sostituiti rimuovendo il coperchio 262. Il coperchio 262 viene rimosso quando è necessaria la manutenzione straordinaria. Una volta rimosso il coperchio, Pintemo del monoblocco sarà accessibile per i lavori di manutenzione. The pyrolysis and combustion chamber 260 has melting walls 264, a lid 262 and refractory materials / insulating stones 268 outside the melting walls 264. The melting walls 264 are composed of a special refractory material and work at temperatures up to 1,500 ° C to irradiate the material lying on the melting plates 242, 252. The Four melting walls 264, that is, the four sides of the chamber, can be easily replaced by removing the cover 262. The cover 262 is removed when extraordinary maintenance is required . Once the lid has been removed, the unit will be accessible for maintenance work.
Le pareti fusorie 264 hanno dei fori 266 per l’entrata dell’aria stechiometrica dal carburatore 230. L’aria che si muove dietro la parete refrattaria primaria 264 entra nella camera di pirolisi e combustione 260 attraverso i fori 266. Quando i gas sono stati ossidati, creano un mulinello che caratterizzerà la fiamma che si vede in movimento all’interno del forno per riscaldare i tubi fusori. The melting walls 264 have holes 266 for the entry of stoichiometric air from the carburetor 230. The air moving behind the primary firewall 264 enters the pyrolysis and combustion chamber 260 through the holes 266. When the gases have been oxidized, they create a whirlpool that will characterize the flame that is seen moving inside the oven to heat the melting tubes.
I gas caldi di post-combustione escono dal propulsore tennico 200 attraverso un ugello 280 che è costituito da un materiale termoresistente 282 formando l’apertura dell’ugello 280 e un materiale isolante 284 che circonda.il materiale termoresistente 282. The hot post-combustion gases come out of the tennis propeller 200 through a nozzle 280 which is made of a heat-resistant material 282 forming the opening of the nozzle 280 and an insulating material 284 that surrounds the heat-resistant material 282.
Una colonna di caricamento secondo la migliore realizzazione dell’invenzione viene descritta facendo riferimento alia FIG, 3. La colonna di caricamento 300 ha un serbatoio principale 310 e un serbatoio secondario 340. C’è un’apertura per l’entrata del materiale 312 nel serbatoio principale 310 attraverso la quale il materiale come la gomma, la plastica, o i materiali appiccicosi entrano nel serbatoio principale 310. Un pistone/valvola pneumatico 314 chiude l’apertura per l’entrata del materiale 312 in modo ennetico non appena il serbatoio primario 310 diventa pieno. La chiusura dell’apertura d’entrata 312 permette la creazione di pressione negativa aH’interno del serbatoio principale 310 a mezzo di una turbina 316. A loading column according to the best embodiment of the invention is described with reference to FIG. 3. The loading column 300 has a main reservoir 310 and a secondary reservoir 340. There is an opening for the entry of material 312 into the main reservoir 310 through which material such as rubber, plastic, or sticky materials enters the main reservoir 310. A pneumatic piston / valve 314 closes the material inlet opening 312 ennetically as soon as the primary reservoir 310 becomes full. Closing the inlet opening 312 allows the creation of negative pressure inside the main tank 310 by means of a turbine 316.
La colonna dì caricamento 300 possiede un pistone pneumatico 320 mantenuto in posizione da un ponte 322. Il ponte 322 fornisce spazio sufficiente per permettere a! pistone 320 di scendere e salire. Il pistone pneumatico 320 è connesso a un palo verticale scorrevole e rotante 332 che è collegato a una valvola di scarico 330. La discesa del pistone 320 apre la valvola 330. La salita del pistone 320 chiude la valvola 330. 11 pistone 320 ruota e viene mosso da un motore elettrico 334, il quale c collegato al pistone da una puleggia di trasmissione come ad esempio una cinghia in gomma 366. Di conseguenza alla rotazione del pistone, il palo 332 e la valvola 330 ruotano e generano un effetto centrifugo che causa lo scarico veloce del materiale solido in un sottostante serbatoio secondario 340. La valvola 330 provoca la chiusura ermetica del serbatoio secondario 340 una volta completato il caricamento. The loading column 300 has a pneumatic piston 320 held in position by a bridge 322. The bridge 322 provides sufficient space to allow for piston 320 to go down and up. The pneumatic piston 320 is connected to a sliding and rotating vertical pole 332 which is connected to an exhaust valve 330. The descent of the piston 320 opens the valve 330. The ascent of the piston 320 closes the valve 330. The piston 320 rotates and is driven by an electric motor 334, which is connected to the piston by a transmission pulley such as a rubber belt 366. As a consequence of the rotation of the piston, the pole 332 and the valve 330 rotate and generate a centrifugal effect which causes the fast discharge of the solid material into an underlying secondary tank 340. The valve 330 causes the hermetic closure of the secondary tank 340 once loading is completed.
Con la valvola 330 chiusa in modo ermetico, il materiale viene caricato nel serbatoio principale attraverso il punto d’entrata 312. Una volta completato il caricamento del materiale nel serbatoio principale 310, il pistone/valvola 314 chiude il punto d’entrata 312 in maniera stagna. Una turbina 316 collegata al serbatoio principale crea pressione negative all’interno del serbatoio principale 310; With the valve 330 closed hermetically, the material is loaded into the main tank through the inlet 312. Once the loading of the material into the main tank 310 is complete, the piston / valve 314 closes the inlet 312 in a manner watertight. A turbine 316 connected to the main tank creates negative pressure inside the main tank 310;
Al di sotto del serbatoio secondario 340 un motore con riduttore ad ingranaggi 352 guida una vite di Archimede 350 per spostare il materiale dalla colonna di caricamento 300 alfinterno del PIROD1SGREGATORE MOLECOLARE 400. Π motore elettrico 352 viene regolato da un inverter (non mostrato), che stabilisce la velocità adeguata di funzionamento sulla base del tipo di materiale che deve essere spostato. Below the secondary tank 340 a motor with gear reducer 352 drives an Archimedes screw 350 to move the material from the loading column 300 into the PIROD1 MOLECULAR SCRUBBER 400. The electric motor 352 is regulated by an inverter (not shown), which establishes the appropriate speed of operation based on the type of material to be moved.
Un agitatore/istigatore 342 collocato alla base del serbatoio secondario 340 viene azionato da un altro motore con riduttore ad ingranaggi che fa muovere il materiale di modo che cada facilmente nella vite di Archimede 350. An agitator / instigator 342 located at the base of the secondary tank 340 is driven by another motor with gear reducer which causes the material to move so that it falls easily into the Archimedes screw 350.
La vite di Archimede 350, che muove il materiale all’ interno del disgregatore, c formata da settori a forma di spirale che ruotano completamente di 360°. Le spirali sono separate una dalLaltra ma sono saldate al all’albero motore. Questa struttura fa in modo che l’albero motore della vite di Archimede non si deformi /avolga quando opera ad alte temperature. La migliore realizzazione di un PIRODISGREGATORE MOLECOLARE 400 viene descritta facendo riferimento alla FIG. 4. 11 PIRODISGREGATORE MOLECOLARE 400 ha un forno 410 connesso a un cubo di giunzione 600. 11 forno 410 possiede uno o più tubi fusori 420. Il numero di tubi fusori 420 può variare a seconda della dimensione dell’impianto. Una vite di Archimede 430 è posizionata nel tubo fusorc 420 per spostare i materiali all’interno del tubo fusore 420 che necessitano di venir lavorati a valle. Durante lassemblaggio, viene posizionato un coperchio da forno 412 sul forno 410 aggiunto dopo che i tubi fusori sono stati posizionati nel forno. Lo spazio 440 tra i tubi fusori e la parete del forno permette ai vapori caldi del propulsore termico di circolare/ruotare intorno ai tubi fusori. I vapori caldi dal propulsore termico entrano nello spazio 440 attraverso l’entrata 122. Viene fornita un’uscita 442 per i vapori che sono stati utilizzati per riscaldare i tubi fusori. I materiali all’interno del forno 420 vengono movimentati dalla vite di Archimede 430 verso l’uscita 140 per il carbone-i metalli-i materiali inerti e all’uscita 450 per i gas. I materiali che escono attraverso l’uscita 140 vengono spostati verso un separatore che separa 1 vari prodotti in contenitori distinti. I gas presenti all’uscita 450 procedono verso il condensatore 500 per il raffreddamento. The Archimedes 350 screw, which moves the material inside the disruptor, is formed by spiral-shaped sectors that rotate completely 360 °. The spirals are separated from each other but are welded to the crankshaft. This structure ensures that the Archimedean screw drive shaft does not deform / wrap when operating at high temperatures. The best embodiment of a MOLECULAR PIRODYSGREGATOR 400 is described with reference to FIG. 4. 11 MOLECULAR PIRODISGREGATORE 400 has an oven 410 connected to a junction cube 600. The oven 410 has one or more melting tubes 420. The number of melting tubes 420 may vary depending on the size of the system. An Archimedes 430 screw is positioned in the fusor tube 420 to move the materials inside the fuser tube 420 that need to be processed downstream. During assembly, an oven lid 412 is placed on the oven 410 added after the melting tubes have been placed in the oven. The space 440 between the melting tubes and the furnace wall allows the hot vapors from the heat engine to circulate / rotate around the melting tubes. The hot vapors from the thermal thruster enter space 440 through inlet 122. An outlet 442 is provided for the vapors that have been used to heat the melting tubes. The materials inside the 420 furnace are moved by the Archimedes 430 screw towards exit 140 for coal - metals - inert materials and exit 450 for gases. The materials that come out through the outlet 140 are moved to a separator that separates the various products in separate containers. The gases present at the outlet 450 proceed towards the condenser 500 for cooling.
La migliore realizzazione del condensatore 500 viene descritta facendo riferimento alla FIG. 5. Il condensatore 500 possiede un’entrata 512 attraverso la quale i gas dal PIRODISGREGATORE MOLECOLARE 400 entrano nel condensatore 500. (1 punto d’entrata viene coperto da una camera ad acqua fredda o cupola 510. Una flangia di connessione 514 tra la cupola e il PIRODISGREGATORE MOLECOLARE è connessa per mezzo di un condotto coibentato. The best embodiment of the capacitor 500 is described with reference to FIG. 5. Condenser 500 has an inlet 512 through which gases from the MOLECULAR PIRODISGREGATORE 400 enter the condenser 500. (1 entry point is covered by a cold water chamber or dome 510. A connection flange 514 between the dome and the MOLECULAR PIRODISGREGATORE is connected by means of an insulated duct.
I gas che raggiungono il condensatore sono caldi (300/400°C) e quindi gli idrocarburi (olio di sintesi) sono ancora in fonna gassosa. Il condensatore 500 necessita di raffreddare i gas e permettere la condensazione dell’olio di sintesi (diventa liquido). L’ingresso circolare 512 è coperto da una camera ad acqua fredda 510. Per mezzo di una pompa idraulica, l’acqua circola in tutto il circuito di raffreddamento. Man mano che l’olio condensa, cade nella tramoggia 520 e rilascia il Syngas, che non può essere condensato, e che continua la sua avanzata verso le colonne 530 e nella tramoggia 550, dove verrà aspirato da una turbina/aspiratore per essere spostato nel serbatoio di raccolta del Syngas. The gases that reach the condenser are hot (300/400 ° C) and therefore the hydrocarbons (synthesis oil) are still in the gaseous form. The condenser 500 needs to cool the gases and allow the condensation of the synthesis oil (it becomes liquid). The circular inlet 512 is covered by a cold water chamber 510. By means of a hydraulic pump, the water circulates throughout the cooling circuit. As the oil condenses, it falls into the hopper 520 and releases the Syngas, which cannot be condensed, and which continues its advance towards the columns 530 and into the hopper 550, where it will be sucked by a turbine / aspirator to be moved into the Syngas collection tank.
II circuito di raffreddamento ha un paio di colonne 530 connesse da un collettore di collegamento 540. Le colonne 530 permettono ai gas di muoversi lungo un sentiero lungo e raffreddato e facendo ciò perdono tutta la loro parte liquida che viene scaricata nelle tramogge 520, 50. Uno spazio della camera stagna 534 all’interno della colonna dove circola l’acqua che raffredda il Syngas. Le spirali 532 all’interno delle colonne 530 rallentano il flusso del Syngas. Questo permette ai gas di raffreddarsi nel modo più idoneo raggiungendo la temperatura ambiente. Quando ciò accade, tutte le parti condensabili saranno già state condensate ed i vari tipi di Syngas verranno essiccati e puliti. The cooling circuit has a pair of columns 530 connected by a connection manifold 540. The columns 530 allow the gases to move along a long and cooled path and by doing this they lose all their liquid part which is discharged into the hoppers 520, 50. A space of the sealed chamber 534 inside the column where the water that cools the Syngas circulates. The 532 spirals inside the 530 columns slow down the flow of Syngas. This allows the gases to cool down in the most suitable way reaching room temperature. When this happens, all the condensable parts will have already been condensed and the various types of Syngas will be dried and cleaned.
La tramoggia principale 520 raccoglie la maggior parte dell’olio che è stato condensato. Raffina inoltre il processo di condensazione spostando il gas nella colonna. Viene fornito il punto di suzione/aspirazione 522 per l’olio di sìntesi. L’olio viene aspirato per mezzo di una pompa e inviato al serbatoio di raccolta. La tramoggia secondaria 550 raccoglie gli idrocarburi leggeri che procedono con il Syngas, poiché sono più leggeri degli oli nella tramoggia principale 520. Il punto di suzione/aspirazione 552 viene fornito per l’aspirazione degli idrocarburi leggeri per mezzo di una pompa. In seguito vengono inviati in un serbatoio di raccolta. La turbina/aspiratore 560 movimenta il Syngas, ripulito da qualsiasi olio e pertanto perfettamente asciutto, in un serbatoio di deposito, dove è pronto per esser utilizzato per tutti gli scopi prefissati. The main hopper 520 collects most of the oil that has been condensed. It also refines the condensation process by moving the gas into the column. The 522 suction / suction point is provided for the syntesis oil. The oil is sucked by means of a pump and sent to the collection tank. The secondary hopper 550 collects the light hydrocarbons that proceed with the Syngas, since they are lighter than the oils in the main hopper 520. The suction / suction point 552 is provided for the suction of light hydrocarbons by means of a pump. They are then sent to a collection tank. The 560 turbine / aspirator moves the Syngas, cleaned of any oil and therefore perfectly dry, into a storage tank, where it is ready to be used for all the pre-established purposes.
La realizzazione è stata scelta e descritta per poter spiegare i principi dell’invenzione e la sua applicazione pratica, per abilitare una persona esperta del ramo aH’uti lizzo deH’invenzione in varie realizzazioni idonee al particolare utilizzo contemplato. Resta inteso che lo scopo dell’invenzione viene definito dalle rivendicazioni allegate ai presente, ed ai loro equivalenti. L’interezza di ognuno dei documenti sopra citati è acclusa per referenza al presente documento. La precedente descrizione della migliore realizzazione dell’invenzione è stata presentata per scopi illustrativi e descrittivi. Non è da intendersi quale esaustiva e non bisogna limitare l’invenzione alta precisa scheda divulgata, sono possibili modifiche e varianti alla luce degli insegnamenti sopra indicati o che possono essere acquisite dalla pratica dell’ invenzione. La realizzazione è stata scelta e descritta per poter spiegare i principi dell’ invenzione e la sua applicazione pratica, per abilitare una persona esperta del ramo all’ utilizzo dell’invenzione in varie realizzazioni idonee al particolare utilizzo contemplato. Resta inteso che lo scopo dell’ invenzione viene definito dalle rivendicazioni allegate al presente, ed ai loro equivalenti. L’interezza di ognuno dei documenti sopra citati è acclusa per referenza al presente documento. The realization was chosen and described in order to explain the principles of the invention and its practical application, to enable a person skilled in the art to use the invention in various realizations suitable for the particular use contemplated. It is understood that the purpose of the invention is defined by the claims attached hereto, and their equivalents. The entirety of each of the aforementioned documents is attached by reference to this document. The previous description of the best implementation of the invention was presented for illustrative and descriptive purposes. It is not intended to be exhaustive and the disclosed high-precision invention must not be limited, modifications and variations are possible in the light of the teachings indicated above or that can be acquired from the practice of the invention. The realization was chosen and described in order to explain the principles of the invention and its practical application, to enable a person skilled in the art to use the invention in various realizations suitable for the particular use contemplated. It is understood that the purpose of the invention is defined by the claims attached hereto, and their equivalents. The entirety of each of the aforementioned documents is attached by reference to this document.
LISTA DEGLI OGGETTI A CUI SI FA RIFERIMENTO LIST OF OBJECTS REFERRED TO
100 impianto di PIRODISGREGAZIONE MOLECOLARE 110 Rimo esausto 100 MOLECULAR PIRODISGREGATION plant 110 Exhausted rim
122 entrata 122 entry
130 entrata 130 entry
140 porta d'uscita per carbone - metalli - materiali inerti 150 Uscita Synoil 140 exit port for coal - metals - inert materials 150 Synoil exit
160 Uscita Syngas 160 Syngas outlet
200 propulsore termico 200 thermal engine
210 serbatoio combustibile 210 fuel tank
2 12 agitatore 2 12 agitator
2 14 motore 2 14 engine
220 Vite di Archimede 220 Archimedes screw
222 motore 222 engine
230 carburatore ad aria 230 air carburetor
232 ventilatore con motore a turbina 232 fan with turbine engine
240 prima camera inferiore 240 first lower chamber
242 lastra fusoria principale 242 main melting plate
244 palo agitatore 244 stirrer pole
246 agitatore 246 agitator
248 motore 248 engine
250 camera secondaria inferiore 250 lower secondary room
252 lastra fusoria secondaria 252 secondary melting plate
254 albero agitatore 254 agitator shaft
256 agitatore 256 agitator
260 camera di combustione 260 combustion chamber
262 coperchio 262 cover
264 pareti fusorie 264 casting walls
266 fori d’uscita 266 exit holes
270 buca 270 hole
280 ugello 280 nozzle
282 materiale resistente al calore 282 heat resistant material
284 materiale isolante 284 insulating material
0 colonna di caricamento 0 loading column
10 serbatoio principale 10 main tank
12 apertura per l'entrata del materiale 14 pistone/valvola pneumatica 12 opening for material entry 14 piston / pneumatic valve
16 turbina 16 turbine
0 pistone pneumatico 0 pneumatic piston
2 ponte 2 bridge
0 valvola di scarico 0 drain valve
2 albero rotante 2 rotating shaft
4 motore elettrico 4 electric motor
0 serbatoio secondario 0 secondary tank
2 agitatore/istigatore 2 agitator / instigator
0 vite di Archimede 0 Archimedes' lives
2 motore con riduttore ad ingranaggi 0 disgregatore 2 motor with gear reducer or disruptor
10 forno 10 oven
12 coperchio forno 12 oven lid
0 tubi fusori 0 melting tubes
0 vite di Archimede 0 Archimedes' lives
0 spazio o canale 0 space or channel
2 uscita per il vapore 2 steam outlet
0 condensatore 0 capacitor
10 camera ad acqua fredda o cupola 12 entrata per i gas 10 cold water chamber or dome 12 gas inlet
14 flangia di connessione 14 connection flange
20 tramoggia primaria o principale 22 punto di suzione/aspirazione 20 primary or main hopper 22 suction / suction point
30 colonne condensatrici 30 condenser columns
32 spirali 32 spirals
34 spazio camera stagna 34 sealed chamber space
40 collettore di collegamento 40 connection manifold
50 tramoggia secondaria 50 secondary hopper
52 punto di suzione/aspirazione turbina/ aspiratore cubo di giunzione 52 suction point / turbine suction / junction cube aspirator
Claims (4)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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PCT/EP2016/059696 WO2016174247A1 (en) | 2015-04-30 | 2016-04-29 | Pyrolysis furnace |
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US15/141,974 US10899967B2 (en) | 2015-04-30 | 2016-04-29 | Molecular pyrodisaggregator |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=56026961
Family Applications (1)
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ITUB2015A004810A ITUB20154810A1 (en) | 2015-04-30 | 2015-10-15 | MOLECULAR PIRODISGREGATOR |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4098649A (en) * | 1974-05-06 | 1978-07-04 | Redker-Young Processes, Inc. | Conversion of organic waste material |
WO1996009357A1 (en) * | 1994-09-22 | 1996-03-28 | Balboa Pacific Corporation | Pyrolytic waste treatment system |
US20120073199A1 (en) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Lewis F Michael | Pyrobiomethane process |
US20130240343A1 (en) * | 2006-12-26 | 2013-09-19 | Nucor Corporation | Pyrolyzer furnace apparatus and method for operation thereof |
-
2015
- 2015-10-15 IT ITUB2015A004810A patent/ITUB20154810A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4098649A (en) * | 1974-05-06 | 1978-07-04 | Redker-Young Processes, Inc. | Conversion of organic waste material |
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