JP2009535204A - 複合材料の再生利用に使用する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
Claims (63)
- 少なくとも1種の重合体とアルミニウムとを含む一定量の複合材料を少なくとも1つの第1の反応器内に供給する工程と、
少なくとも1つの第1の反応器内で少なくとも1種の重合体を蒸発させると共に、炭化水素副産物とアルミニウムとを生成するのに十分な温度でかつ非酸化環境で複合材料を加熱する工程と、
少なくとも1種の重合体を含まないアルミニウムを第2の反応器内に供給する工程と、
第2の反応器内でアルミニウムが溶融するのに十分な温度でかつ非酸化環境でアルミニウムを加熱する工程とを含むことを特徴とする複合材料再生法。 - 複合材料を加熱する工程は、約300℃乃至約700℃の間の温度範囲内で複合材料を均一に加熱する工程を含む請求項1に記載の複合材料再生法。
- 複合材料を加熱する温度範囲は、約400℃と約600℃との間である請求項2に記載の複合材料再生法。
- 複合材料を加熱する工程は、凝縮可能な液状の炭化水素副産物を生成する工程を含む請求項1に記載の複合材料再生法。
- 複合材料を加熱する工程は、少なくとも1種のパラフィン化合物を生成する工程を含む請求項1に記載の複合材料再生法。
- 複合材料を加熱する工程は、鎖毎に約6乃至約10000個の炭素原子を有する少なくとも1種の炭化水素鎖を有する炭化水素副産物を生成する工程を含む請求項1に記載の複合材料再生法。
- 複合材料を加熱する工程は、鎖毎に約6乃至約1000個の炭素原子を有する少なくとも1種の炭化水素鎖を有する炭化水素副産物を生成する工程を含む請求項6に記載の複合材料再生法。
- 複合材料を加熱する工程は、鎖毎に約6乃至約100個の炭素原子を有する少なくとも1種の炭化水素鎖を有する炭化水素副産物を生成する工程を含む請求項7に記載の複合材料再生法。
- 複合材料を加熱する工程は、
少なくとも1つの第1の反応器の混合空洞内に複合材料を導入する工程と、
少なくとも1種の重合体を劣化させずに、複合材料を均一に加熱する工程と、
複合材料を連続的に処理する工程とを含む請求項1に記載の複合材料再生法。 - 均一に加熱する工程は、第1のスクリューの第1の軸内に配置された第1の内部加熱要素と、第2のスクリューの第2の軸内に配置された第2の内部加熱要素とを使用して、少なくとも1つの第1の反応器の全容積を加熱する工程を含む請求項9に記載の複合材料再生法。
- 均一に加熱する工程は、外部加熱要素並びに少なくとも1つの第1の反応器の第1の内部加熱要素及び第2の内部加熱要素を使用して、少なくとも1つの第1の反応器の全容積を加熱する工程を含む請求項9に記載の複合材料再生法。
- 少なくとも1つの第1の反応器の全容積を加熱する工程は、
混合空洞と少なくとも1つの第1の反応器の殻との間に配置される外部加熱要素を使用して、複合材料を加熱する工程と、
少なくとも1つの第1の反応器の第1のスクリュー内に配置される第1の内部加熱要素と第2のスクリュー内に配置される第2の内部加熱要素とを使用して、複合材料を加熱する工程とを含む請求項11に記載の複合材料再生法。 - 連続的に処理する工程は、
第1の反応器内で第1のスクリューと第2のスクリューとを同一の速度でかつ同一の方向に回転する工程と、
第2のスクリューの少なくとも1つの第2の溝を通じて第1のスクリューの少なくとも1つの第1の羽根を回転して、第1のスクリューと第2のスクリューとを回転しながら、第2の軸に対して、少なくとも1つの第1の羽根を軸方向の前後に移動する工程と、
第1のスクリューの少なくとも1つの第1の溝を通じて第2のスクリューの少なくとも1つの第2の羽根を回転して、第1のスクリューと第2のスクリューとを回転しながら、第1の軸に対して、少なくとも1つの第2の羽根を軸方向の前後に移動する工程と、
第1のスクリューと第2のスクリューにより複合材料を処理する工程と、
少なくとも1つの第2の羽根を使用して、処理された複合材料を第1のスクリューから除去して第1のスクリューの表面を浄化する工程と、
少なくとも1つの第1の羽根を使用して、処理された複合材料を第2のスクリューから除去して第2のスクリューの表面を浄化する工程とを含む請求項9に記載の複合材料再生法。 - 炭化水素副産物を生成した後に、
少なくとも1つの第1の反応器から炭化水素副産物を除去する工程と、
炭化水素副産物を凝縮する工程とを更に含む請求項1に記載の複合材料再生法。 - アルミニウムを加熱する工程は、
掃引運動を行うプラズマアークをアルミニウムに使用して、一定量の溶融アルミニウムと溶融アルミニウムの表面に現れるかす層を生成する工程と、
約800℃を超えない温度に一定量の溶融アルミニウムを維持する工程とを含む請求項1に記載の複合材料再生法。 - プラズマアークを使用する工程は、プラズマトーチを使用して、プラズマアークを発生する工程を含む請求項15に記載の複合材料再生法。
- 溶融アルミニウムの表面から一定量のかす層を掬い取る工程と、
アルミニウムの加熱工程を通じて約30分乃至約60分の時間間隔で掬い取る工程を反復する工程とを含む請求項15に記載の複合材料再生法。 - 約2000℃乃至約3000℃の温度を有するかす層を使用して、一定量の溶融アルミニウムを断熱する工程を含む請求項15に記載の複合材料再生法。
- 第2の反応器の排出口を開放して、溶融アルミニウムを第2の反応器から除去する工程と、
第2の反応器内の溶融アルミニウムの量を一定のレベルに維持する工程と、
少なくとも1種の重合体を含まないアルミニウムを取り出す工程とを含む請求項1に記載の複合材料再生法。 - アルミニウムを取り出す工程は、複合材料から少なくとも1種の重合体を含まない少なくとも約90%のアルミニウムを取り出す工程を含む請求項19に記載の複合材料再生法。
- 約75%を超えるエネルギ効率で再生工程を操業する請求項1に記載の複合材料再生法。
- 混合空洞の周囲に配置された外部加熱要素並びに混合空洞内に配置されて軸及び軸の内部に配置された少なくとも2つの内部加熱要素を含む少なくとも2つのスクリューを備える少なくとも1つの第1の反応器と、
溶融浴及び溶融浴に接近して配置されたプラズマ加熱装置を備える第2の反応器とを設けたことを特徴とする複合材料再生装置。 - 少なくとも2つのスクリューを駆動する駆動手段装置を備える請求項22に記載の複合材料再生装置。
- 少なくとも2つのスクリューは、第1の軸及び第1の軸内に配置された第1の内部加熱要素を備える第1のスクリューと、第2の軸及び第2の軸内に配置された第2の内部加熱要素を備える第2のスクリューとを備える請求項22に記載の複合材料再生装置。
- 第1のスクリューは、第1の軸に沿って配置される第1の螺旋体を備え、第2のスクリューは、第2の軸に沿って配置される第2の螺旋体を備える請求項24に記載の複合材料再生装置。
- 第1の螺旋体は、複数の第1の羽根及び複数の第1の羽根間に形成される複数の第1の溝を備え、第2の螺旋体は、複数の第2の羽根及び複数の第2の羽根間に形成される複数の第2の溝を備える請求項25に記載の複合材料再生装置。
- 第2のスクリューの複数の第2の溝の各々内に第1のスクリューの複数の第1の羽根の各々を配置し、第1のスクリューの複数の第1の溝の各々内に第2のスクリューの複数の第2の羽根の各々を配置した請求項26に記載の複合材料再生装置。
- 第1のスクリューと第2のスクリューの各々は、約10センチメートル乃至約150センチメートルの直径を有する請求項26に記載の複合材料再生装置。
- 第1の内部加熱要素を第1のスクリューの第1の軸内に配置し、第2の内部加熱要素を第2のスクリューの第2の軸内に配置した請求項24に記載の複合材料再生装置。
- 外部加熱要素は、オイル、気体、水及び蒸気から成る群から選択される流体を有する外部熱源に連絡する導管を有する請求項22に記載の複合材料再生装置。
- 少なくとも1つの第1の反応器の炭化水素副産物の出口に連絡されて、炭化水素副産物を凝縮する手段を備える請求項22に記載の複合材料再生装置。
- 少なくとも1種の重合体とアルミニウムとを含む一定の複合材料を少なくとも1つの第1の反応器の注入口に供給する手段を備える請求項22に記載の複合材料再生装置。
- 少なくとも1つの第1の反応器から重合体を含まないアルミニウムを第2の反応器の注入口に供給する手段を備える請求項22に記載の複合材料再生装置。
- 少なくとも1つの第1の反応器は、
混合空洞の周囲に配置された殻と、
殻上に配置されて、混合空洞内の操作温度を維持するのに十分な一定量の断熱材と、
混合空洞に連絡して、少なくとも1種の重合体とアルミニウムとを含む一定量の複合材料を受け取る注入口と、
混合空洞に連絡して炭化水素副産物の放出口と、
混合空洞に連絡して、少なくとも1種の重合体を含まないアルミニウムを取り出す排出口とを備え、
外部加熱要素を混合空洞と殻との間に配置した請求項22に記載の複合材料再生装置。 - 断熱材は、シリカ、アルミナ及びシリカ又はアルミナの混合物から成る群から選択されるセラミック材料を含む請求項34に記載の複合材料再生装置。
- 断熱材は、シリカとアルミナとの混合物を含み、シリカの量がアルミナの量より大きいセラミック材料を含む請求項34に記載の複合材料再生装置。
- 第2の反応器は、
溶融浴を形成する空洞の周囲に配置された殻と、
少なくとも1種の重合体を含まない一定量のアルミニウムを受け取る注入口と、
空洞に連絡して配置されかつ溶融アルミニウムを取り出す出口と、
殻上に配置されて溶融浴内の操作温度を維持するのに十分な一定量の断熱材とを備え、
前記空洞に連絡して配置されるプラズマ加熱装置を殻に取り付けた請求項34に記載の複合材料再生装置。 - 耐火特性を有する材料により溶融浴を被覆した請求項37に記載の複合材料再生装置。
- シリカ、アルミナ及びシリカ又はアルミナの混合物から成る群から耐火特性を有する材料を選択する請求項37に記載の複合材料再生装置。
- 耐火特性を有する材料は、重量基準で約70%乃至約90%のアルミナと、残部シリカとを有する請求項37に記載の複合材料再生装置。
- 断熱材は、シリカ、アルミナ及びシリカ又はアルミナの混合物から成る群から選択されるセラミック材料を有する請求項37に記載の複合材料再生装置。
- 断熱材は、シリカとアルミナとを有するセラミック材料を含み、シリカの量がアルミナの量より多い請求項37に記載の複合材料再生装置。
- 軸と、軸内に配置された少なくとも2つの内部加熱要素とを備える少なくとも2つのスクリューを収容する混合空洞の周りに配置した外部加熱要素を設けたことを特徴とする反応器。
- 少なくとも2つのスクリューを駆動する手段を備える請求項43に記載の反応器。
- 少なくとも2つのスクリューは、第1の軸及び第1の軸内に配置された第1の内部加熱要素を有する第1のスクリューと、第2の軸及び第2の軸内に配置された第2の内部加熱要素を有する第2のスクリューとを備える請求項43に記載の反応器。
- 第1のスクリューは、第1の軸に沿って配置される第1の螺旋体を備え、第2のスクリューは、第2の軸に沿って配置される第2の螺旋体を備える請求項45に記載の反応器。
- 第1の螺旋体は、複数の第1の羽根及び複数の第1の羽根間に形成される複数の第1の溝を備え、第2の螺旋体は、複数の第2の羽根及び複数の第2の羽根間に形成される複数の第2の溝を備える請求項46に記載の反応器。
- 第1のスクリューの複数の第1の羽根の各々は、第2のスクリューの複数の第2の溝の各々内に配置され、第2のスクリューの複数の第2の羽根の各々は、第1のスクリューの複数の第1の溝の各々内に配置された請求項47に記載の反応器。
- 第1のスクリューの第1の軸内に第1の内部加熱要素を配置し、第2のスクリューの第2の軸内に第2の内部加熱要素を配置した請求項43に記載の反応器。
- オイル、気体、水及び蒸気から成る群から選択される流体を有する外部熱源に連絡する導管を外部加熱要素に設けた請求項43に記載の反応器。
- 混合空洞の周囲に配置された殻と、
殻上に配置されて、混合空洞内の操作温度を維持するのに十分な一定量の断熱材と、
混合空洞と殻との間に配置された外部加熱要素と、
混合空洞に連絡して、少なくとも1種の重合体とアルミニウムとを含む一定量の複合材料を受け取る注入口と、
混合空洞に連絡して炭化水素副産物の放出口と、
混合空洞に連絡して、少なくとも1種の重合体を含まないアルミニウムを取り出す排出口とを備える請求項43に記載の反応器。 - 断熱材は、シリカ、アルミナ及びシリカ又はアルミナの混合物から成る群から選択されるセラミック材料を有する請求項51に記載の反応器。
- 断熱材は、シリカとアルミナとを有するセラミック材料を含み、シリカの量がアルミナの量より多い請求項51に記載の反応器。
- 耐火特性を有する材料により被覆された溶融浴に接近して配置されたプラズマ加熱装置を有することを特徴とする反応器。
- プラズマ加熱装置は、プラズマトーチを有する請求項54に記載の反応器。
- プラズマトーチは、溶融浴上で前後に移動できる請求項55に記載の反応器。
- 溶融浴に接近してかつ溶融浴の上方にプラズマトーチを設けた請求項55に記載の反応器。
- 溶融浴の表面を掬い取る手段を有する請求項54に記載の反応器。
- シリカ、アルミナ及びシリカ又はアルミナの混合物から成る群から耐火特性を有する材料を選択した請求項54に記載の反応器。
- 耐火特性を有する材料は、重量基準で約70%乃至約90%のアルミナと、残部シリカとを有する請求項54に記載の反応器。
- 溶融浴を形成する空洞の周囲に配置された殻と、
少なくとも1種の重合体を含まない一定量のアルミニウムを受け取る注入口と、
空洞に連絡して配置され溶融アルミニウムを取り出す出口と、
殻上に配置されて溶融浴内の操作温度を維持するのに十分な一定量の断熱材とを備え、
空洞に連絡して配置されるプラズマ加熱装置を殻に取り付けた請求項54に記載の反応器。 - 断熱材は、シリカ、アルミナ及びシリカ又はアルミナの混合物から成る群から選択されるセラミック材料を有する請求項61に記載の反応器。
- 断熱材は、シリカとアルミナとを有し、シリカの量がアルミナの量より多いセラミック材料を含む請求項61に記載の反応器。
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