JP2023519192A - プラスチックの熱分解のためのシステムおよび方法 - Google Patents

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Abstract

熱分解チャンバと、加熱チャンバと、圧力入力、熱分解チャンバに結合される出力、および周囲大気に開放される送給開口部を有する、送給チャンバと、加熱チャンバの中に周囲空気および可燃性材料を噴射する火炎噴射器と、加熱チャンバに結合される入力および送給チャンバの圧力入力に結合される出力を伴う、圧送デバイスと、加熱チャンバ内のＯ２センサおよび／または送給チャンバ内の圧力トランスデューサと、Ｏ２センサに結合されるコントローラとを含み、圧力トランデューサ、火炎噴射器、および圧送デバイスは、８％～１０％の加熱チャンバＯ２濃度内に維持するために、周囲空気および／または可燃性材料を噴射するように火炎噴射器を制御し、および／または送給チャンバ内の圧力を周囲圧力を上回る値に維持するように、圧送デバイスを制御する、持続熱分解システム。

Description

本明細書に開示される本方法および装置は、熱分解の分野に関し、より具体的には、非排他的ではないが、プラスチック材料の持続熱分解に関する。
熱分解の方法およびシステムは、公知であるが、しかしながら、バッチ処理モードで動作する。持続熱分解は、バッチ処理熱分解より有利であるが、しかしながら、周囲空気の存在下で、熱分解材料を送給することは、酸素を熱分解チャンバ内に導入し、熱分解プロセスを阻害し得る。
したがって、上記の制約を克服する、持続熱分解プロセスのためのシステムおよび方法に対する必要性が広く認識されており、これを有することは大いに有利であろう。
一例示的実施形態によると、第１の入力開口部と、第１の出力開口部とを含む、熱分解チャンバと、第２の入力開口部と、第２の出力開口部とを含む、加熱チャンバと、周囲大気に開放され、粉砕された材料を受容するように配列される、第３の送給開口部、第３の圧力開口部、および熱分解チャンバの第１の入力開口部に結合される、第３の出力開口部を含む、送給チャンバと、加熱チャンバの第２の入力開口部に結合され、加熱チャンバ内に周囲空気および可燃性材料を噴射する、火炎噴射器デバイスと、加熱チャンバの第２の出力開口部に結合される、入力開口部、および送給チャンバの第３の圧力開口部に結合される、出力開口部を含む、圧送デバイスと、前記加熱チャンバ内に配設される、酸素（Ｏ２）センサ、また代替として、二酸化炭素（ＣＯ２）センサ、および／または送給チャンバ内に配設される、圧力トランスデューサと、Ｏ２センサに、圧力トランデューサに、火炎噴射器に、および圧送デバイスに、電気的に結合される、コントローラとを含み、コントローラは、８％～１０％の加熱チャンバＯ２濃度内に維持するために、周囲空気および／または可燃性材料のうち少なくとも１つを噴射するための火炎噴射器デバイス、および／または第３の送給開口部を介して、周囲空気が送給チャンバに進入することを阻止するために、送給チャンバ内の圧力を周囲圧力を上回る値に維持するように圧送デバイスを制御する、持続熱分解のための方法およびシステムが提供される。
別の例示的実施形態によると、熱分解チャンバは、加熱チャンバ内に位置してもよい。
さらなる別の例示的実施形態によると、加熱チャンバは、回転式入力開口部および回転式出力開口部を付加的に含んでもよい。
さらなる別の例示的実施形態によると、入力パイプは、回転式入力開口部内に配設され、送給チャンバの第３の出力開口部と熱分解チャンバの第１の入力開口部との間に接続してもよい。
さらに、別の例示的実施形態によると、出力パイプは、回転式出力開口部内に配設され、熱分解チャンバの第１の出力開口部に結合される。
なおもさらに、別の例示的実施形態によると、熱分解チャンバは、加熱チャンバ内で回転するように配列される。
なおもさらに、別の例示的実施形態によると、火炎噴射器デバイスは、熱分解チャンバを所定の温度まで加熱するように、コントローラによって制御される。
なおもさらに、熱分解チャンバは、円筒の形状を有し、円筒側面は、熱伝導性材料から作製される。
加えて、別の例示的実施形態によると、一方弁デバイスが、熱分解チャンバから外へのガス材料の持続的な流動を可能にし、第１の出力開口部を通して、熱分解チャンバの中への周囲空気の流動を阻止するために、熱分解チャンバの第１の出力開口部に結合されてもよい。
さらに別の例示的実施形態によると、コンベヤデバイスが、送給チャンバから熱分解チャンバへ粉砕された材料を推進させるように配列されてもよい。
さらなる別の例示的実施形態によると、コンベヤデバイスは、送給チャンバから熱分解チャンバの中に粉砕された材料を推進させるように配列されてもよく、誘導的加熱デバイスは、熱分解チャンバの内側で、粉砕された材料を加熱するために使用されてもよい。
さらに、別の例示的実施形態によると、熱分解チャンバは、熱的絶縁材料から作製されてもよく、熱分解チャンバは、粉砕された材料を加熱するための誘導的加熱デバイスによって加熱されるための強磁性およびフェリ磁性材料を含む、誘導的要素を含有してもよい。
なおもさらに、別の例示的実施形態によると、誘導的要素は、熱分解チャンバ内に添着される、または熱分解チャンバ内で自由に分散されてもよい。
別様に定義されない限り、本明細書に使用される、全ての技術的および科学的用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書に提供される、材料、方法、および実施例は、例示的にすぎず、限定することを意図するものではない。プロセス自体に必要または固有である範囲を除き、図面を含む、本開示に説明される方法およびプロセスの各ステップまたは各段階に対する特定の順序は、意図されない、または含意されない。多くの場合には、プロセスの各ステップの順序は、説明される方法の目的または効果を変更することなく、変動され得る。
種々の実施形態は、付随の図面を参照して、単に実施例として、本明細書に説明される。ここでは、詳細に図面を具体的に参照して、示される各事項が、実施例によって、好ましい実施形態の例示的議論の目的のためのみにあり、および最も有用であり、実施形態の原理および概念的側面の説明を容易に理解されると考えられているものを提供するために、提示されることが重視されている。これに関連して、主題の基本的な理解に必要なものよりも詳細に、実施形態の構造的な詳細を示すための試みは成されず、説明は、いくつかの形態および構造が、いかにして、実践において具現化され得るかを当業者に対して明白にする、図面を伴う。
図１は、持続熱分解システムの断面簡略図である。 図２Ａは、誘導的持続熱分解システムの断面簡略図である。 図２Ｂは、誘導的持続熱分解システムの垂直側面の簡略図である。 図３は、誘導的持続熱分解システムの随意の部品であり得る、加熱チャンバの断面簡略図である。 図４Ａは、定常本体を伴う、誘導的持続熱分解システムの縦方向断面簡略図である。 図４Ｂは、定常本体を伴う、誘導的持続熱分解システムの横方向断面簡略図である。 図５は、二重定常本体および螺旋状コンベヤを伴う、誘導的持続熱分解システムの横方向断面簡略図である。 図６は、二重定常本体およびプロペラコンベヤを伴う、誘導的持続熱分解システムの横方向断面簡略図である。 図７は、固定攪拌機を伴う、垂直に回転する、誘導的持続熱分解システムの断面簡略図である。 図８は、垂直に回転する攪拌機を伴う、垂直定常型誘導的持続熱分解システムの断面簡略図である。
本実施形態は、持続熱分解、特に、限定ではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチック材料の持続熱分解プロセスのためのシステムおよび方法を含む。
少なくとも１つの実施形態を詳細に解説する前に、各実施形態は、その用途において、以下の説明において述べられる、または図面に図示される、構築の詳細および構成要素の配列に限定されないことを理解されたい。他の実施形態は、種々の方法で、実践または施行されてもよい。また、本明細書に採用される、言い回しおよび専門用語は、説明の目的のためにあり、限定するものとして見なされるべきではないことを理解されたい。
本文書では、図面の範囲内では説明されないが、先の図面において説明された数字を用いて標識される、図面の要素は、先の図面におけるものと同一の使途および説明を有する。同様に、本文によって説明される図面に現れない数字によって、本文内で特定される要素は、それが説明された、先の図面と同一の使途および説明を有する。
本文書内の図面は、縮尺通りではない場合がある。異なる図は、異なる縮尺を使用する場合があり、異なる縮尺は、同一の図面内でさえ使用され得、例えば、同一物体の異なる視点に対して異なる縮尺、または２つの隣接物体に対して異なる縮尺が使用され得る。
ここで、図１が参照され、これは、一例示的実施形態による、持続熱分解システム１０の断面簡略図である。
図１に示されるように、持続熱分解システム１０は、熱分解チャンバ１１と、加熱チャンバ１２と、送給チャンバ１３とを含んでもよい。熱分解チャンバ１１は、典型的には、第１の入力開口部１４と、第１の出力開口部１５とを含み得る。
加熱チャンバ１２は、典型的には、第２の入力開口部１６と、第２の出力開口部１７とを含み得る。送給チャンバ１３は、典型的には、周囲大気に開放され、粉砕および／または細断された材料を受容するように配列される、第３の送給開口部１８と、第３の圧力開口部１９と、熱分解チャンバ１１の第１の入力開口部１４に結合される、第３の出力開口部２０とを含み得る。粉砕および／または細断された材料は、典型的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチック材料であり得る。これらの材料は、粉砕および／または細断された粒子の中の熱のさらなる分散を達成するために、実質的に同様のサイズの部片に粉砕および／または細断されてもよい。
持続熱分解システム１０は、加えて、加熱チャンバ１２の第２の入力開口部１６に結合される、火炎噴射器（例えば、バーナー）２１を含んでもよい。火炎噴射器デバイス２１は、周囲空気を収集し、それを、第２の入力開口部１６を通して、加熱チャンバ１２内に圧送または噴射するように配列される。火炎噴射器デバイス２１は、加えて、第２の入力開口部１６を通して、引火性材料を加熱チャンバ１２内に噴射するように配列される。例えば、火炎噴射器デバイス２１は、引火性材料を周囲空気と混合し、燃焼火炎内で引火性材料に点火し、第２の入力開口部１６を通して、可燃性（燃焼）材料２２を加熱チャンバ１２内に噴射してもよい。特に、火炎噴射器デバイス２１は、周囲空気とともに、引火性材料のそれぞれの量を制御する、および／または引火性材料と周囲空気との混合比率を制御してもよい。
持続熱分解システム１０は、加えて、典型的には、パイプ２５を通して、加熱チャンバの第２の出力開口部１７に結合される、入力開口部２４を典型的には含み得る、圧送デバイス２３と、典型的には、パイプ２７を通して、送給チャンバの第３の圧力開口部１９に結合される、出力開口部２６とを、典型的には含み得る。
持続熱分解システム１０は、加えて、酸素（Ｏ２）センサ２８を含んでもよく、これは、図１に示されるように、加熱チャンバ１２内に、または加熱チャンバ１２の出力に配設され得る。Ｏ２センサ２８は、加熱チャンバ１２内、特に、圧送デバイス２３への入力における、Ｏ２含有量および／または濃度の測定値を提供し得る。Ｏ２センサ２８は、ＣＯ２センサまたは類似センサによって置換されてもよいことを理解されたい。
持続熱分解システム１０は、加えて、圧力トランスデューサ２９を含んでもよく、これは、送給チャンバ１３内に配設され得る。図１に示されるように、送給チャンバ１３の第３の出力開口部２０は、コンベヤデバイス３１を含む、パイプ３０を通して、熱分解チャンバ１１の第１の入力開口部１４に結合されてもよく、圧力トランスデューサ２９は、パイプ３０の内側に配設されてもよい。コンベヤデバイス３１は、パイプ３０を通して、送給チャンバ１３から熱分解チャンバ１１へ粉砕された材料を運搬するために使用されてもよい。圧力トランスデューサ２９は、送給チャンバ１３および／またはパイプ３０内のガス圧力の測定値を提供し得る。
持続熱分解システム１０は、加えて、温度センサ３２を含んでもよく、これは、熱分解チャンバ１１内、および／または熱分解チャンバ１１の出力において配設され得る。温度センサ３２は、熱分解チャンバ１１内のガス材料の温度測定値を提供し得る。
持続熱分解システム１０は、加えて、コントローラ３３を含んでもよい。コントローラ３３は、任意のタイプの計算デバイスまたはシステムであってもよく、典型的には、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つのメモリ、および／または記憶デバイス、およびプロセッサが、入力データおよび／または出力データを通信する、および／または少なくとも１つのセンサデバイスを制御することを可能にする、少なくとも１つの通信デバイス、またはインターフェース、駆動デバイス、モータ、ポンプ等を含み得る。
コントローラ３３は、接続要素Ａを介して、火炎噴射器２１に、および接続要素Ｂを介して、圧送デバイス２３に、および／または接続要素Ｃを介して、Ｏ２センサ２８に、および／または接続要素Ｄを介して、圧力トランスデューサ２９に、および／または接続要素Ｅを介して、温度センサ３２に、電気的に結合される、および／または制御可能に電気的に結合されてもよい。
コントローラ３３は、例えば、所定の温度、および／または温度範囲を維持するために、例えば、温度センサ３２から受信される測定値に従って、周囲空気および／または可燃性材料を加熱チャンバ１２内に噴射するように火炎噴射器デバイス２１を制御するように構成されてもよい。
コントローラ３３は、加えて、例えば、加熱チャンバ１２内で、Ｏ２の所定の濃度を維持するために、周囲空気および／または可燃性材料を加熱チャンバ１２内に噴射するように火炎噴射器デバイス２１を制御するように構成されてもよい。例えば、コントローラ３３は、Ｏ２センサ２８から受信される測定値に従って、Ｏ２の濃度を制御し得る。例えば、コントローラ３３は、８％～１２％にＯ２の濃度を制御し得る。
コントローラ３３は、加えて、例えば、送給チャンバ１３、またはパイプ３０内の圧力を維持するように、圧送デバイス２３を制御するように構成されてもよい。例えば、コントローラ３３は、圧力センサ２９によって受信される測定値に従って、送給チャンバ１３内の圧力を制御し得る。例えば、コントローラ３３は、周囲空気が、送給チャンバ１３、および／またはパイプ３０、および／または熱分解チャンバ１１に進入することを阻止するために、圧力を周囲大気の圧力を上回る値に制御し得る。
電動機（図示せず）等の操縦デバイスが、熱分解チャンバ１１に結合されてもよく、パイプ３０を通して熱分解チャンバ１１に進入する、粉砕された材料３４が、熱分解チャンバ１１全体を通して、分散され得るように、熱分解チャンバ１１を回転させ得ることを理解されたい。熱分解チャンバ１１は、加熱チャンバ１２内で、および／または入力パイプ３０および出力パイプ３５の周囲で、回転し得ることを理解されたい。熱分解チャンバ１１は、円筒の形状を有してもよく、円筒側面（エンベロープ）は、熱伝導性材料から作製されてもよいことを理解されたい。
熱分解チャンバ１１は、熱分解チャンバ１１から外へのガス材料の持続的な流動を可能にし、出力開口部を通して、熱分解チャンバ１１の中への周囲空気の流動を阻止するために、出力パイプ３５を介して、逆止弁デバイス３６に結合されてもよい。
図１に示されるように、熱分解チャンバ１１は、加熱チャンバ１２内に位置してもよい。加熱チャンバ１２は、回転式入力開口部１４と、回転式出力開口部１５とを含んでもよい。回転式入力開口部内に配設される入力パイプ３０は、送給チャンバ１３の出力開口部と熱分解チャンバ１１の入力開口部との間に接続されてもよい。回転式出力開口部内に配設される出力パイプ３５は、熱分解チャンバ１１の出力開口部と逆止弁デバイス３６との間に接続されてもよい。したがって、熱分解チャンバは、加熱チャンバ１２内で回転し得る。
熱分解チャンバ１１は、横軸３７を中心として、および／または上記に説明される、回転式入力開口部および回転式出力開口部を中心として、回転し得る。熱分解チャンバ１１は、熱分解チャンバ１１全体を通して、粉砕された材料３４を分散（および再分散）するために、および熱分解チャンバ１１内で、粉砕された材料３４全体を通して、熱を分散するために、回転し得る。
ここで、図２Ａを参照すると、これは、一例示的実施形態による、誘導的持続熱分解システム３８の断面簡略図であり、図２Ｂを参照すると、これは、誘導的持続熱分解システム３８の垂直（横方向）側面の断面簡略図である。
ある選択肢として、図２Ａおよび図２Ｂの例証は、先の図の文脈において捉えられてもよい。当然ながら、しかしながら、図２Ａおよび図２Ｂの例証は、任意の望ましい環境の文脈において捉えられてもよい。さらに、前述の定義は、以下の説明に対しても同様に適用され得る。
図２Ａに示されるように、誘導的持続熱分解システム３８は、熱的絶縁壁４０と、壁４０内の入力開口部４１および出力開口部４２と、誘導的熱要素４３とを含む、熱分解チャンバ３９を含んでもよい。
図２Ｂに示されるように、誘導的持続熱分解システム３８は、円筒の形状を有してもよく、例えば、矢印４４によって示されるように、例えば、開口部４１および４２の周囲で、その軸に沿って回転し得る。熱分解システム３８は、熱分解チャンバ全体を通して、粉砕された材料を分散（および再分散）するために、および熱分解チャンバ内で、粉砕された材料全体を通して、熱を分散するために、回転し得る。
誘導的熱要素４３は、熱分解チャンバ３９全体を通して、または熱分解チャンバ３９の限定されたエリア内で、分散されてもよい。誘導的熱要素４３は、熱分解チャンバ３９の４０に取着されるように固定されてもよい。代替として、誘導的熱要素４３は、小さなロッドまたはビーズ等のように、熱分解チャンバ３９内で自由に移動してもよい。温度センサ４５が、熱分解チャンバ３９の内側に配設されてもよい。
誘導的持続熱分解システム３８は、加えて、熱分解チャンバ３９の外側で、熱分解チャンバ３９の壁４０の傍に配設され得る、誘導ラジエータ４６を含んでもよい。誘導ラジエータ４６は、熱分解チャンバ３９の壁４０に取着されてもよい。誘導ラジエータ４６は、電磁放射を使用して、誘導的熱要素４３に放射結合されてもよい。誘導ラジエータ４６は、電力供給源４７を含んでもよい、または誘導ラジエータ４６に電流を送給するために、それに電気的に結合されてもよい。
誘導的持続熱分解システム３８は、加えて、開口部４２に結合される、セパレータ４８を含んでもよい。セパレータ４２は、熱分解チャンバ３９によって生産される出力を、ガス材料（開口部４９を介して）、液体材料（開口部５０を介して）、および固形または灰材料（開口部５１）に分離し、また、周囲空気が、開口部４２を通して、熱分解チャンバ３９内に進入することを排除するための逆止弁として機能し得る。図２Ａに示されるように、セパレータ４８は、逆サイホントラップとして配列されるが、しかしながら、他の配列も想定される。
代替として、図２Ｂに示されるように、誘導ラジエータ４６は、熱分解チャンバ３９が、回転誘導ラジエータ４６に対して回転し得るように、壁４０に触れることなく、熱分解チャンバ３９の壁４０の近傍に設置されてもよい。誘導ラジエータ４６は、熱分解チャンバ３９の真下に設置されてもよい。代替として、図２Ｂに示されるように、誘導ラジエータ４６は、個別の誘導的熱要素４３が、熱分解チャンバ３９の最低点に到達するときに、誘導的熱要素４３の加熱が、最大値に到達するように、熱分解チャンバ３９の底部を回転して先行する角度で、設置されてもよい。
図２Ａに示されるように、誘導的持続熱分解システム３８は、加えて、粉砕された材料を受容するための入力開口部５３と、粉砕された材料を熱分解チャンバ３９の入力開口部４１に提供するための出力開口部５４とを含む、送給チャンバ５２を含んでもよい。粉砕された材料は、典型的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチック材料であり得る。送給チャンバ５２の出力開口部５４、および熱分解チャンバ３９の入力開口部４１は、管５５によって接続され得る。
誘導的持続熱分解システム３８は、加えて、膜窒素ジェネレータ、または圧力スイング吸着法（ＰＳＡ）窒素ジェネレータ等の窒素ジェネレータ等の窒素源５６を含んでもよい。窒素源５６は、例えば、パイプ５７を介して、送給チャンバ５２に、または管５５に結合されてもよい。窒素源５６の入力開口部に結合されるポンプ５８は、窒素源５６内に空気を圧送し得る。代替として、または加えて、ポンプ５９は、窒素を送給チャンバ５２または管５５内に圧送するために、パイプ５７に結合されてもよい。
窒素源５６およびポンプ５８は、周囲空気が、熱分解チャンバ３９に進入することを阻止するために、圧力を周囲圧力を上回る値に維持するために、窒素を送給チャンバ５２または管５５内に圧送する。送給チャンバ５２または管５５内のガス圧力は、送給チャンバ５２または管５５内に配設される圧力センサ６０を使用して、測定され得る。
誘導的持続熱分解システム３８は、加えて、コントローラ６１を含んでもよい。コントローラ６１は、任意のタイプの計算デバイスまたはシステムであってもよく、典型的には、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つのメモリ、および／または記憶デバイス、およびプロセッサが、入力データおよび／または出力データを通信する、および／または少なくとも１つのセンサデバイスを制御することを可能にする、少なくとも１つの通信デバイス、またはインターフェース、駆動デバイス、モータ、ポンプ等を含み得る。
コントローラ６１は、接続要素Ａを介して、圧送デバイス５８および５９に、および／または接続要素Ｂを介して、圧力トランスデューサ６０に、および／または接続要素Ｃを介して、温度センサ４５に、電気的に結合される、および／または制御可能に電気的に結合されてもよい。
加えて、コントローラ６１は、例えば、電力供給源４７を制御することによって、誘導ラジエータ４６に、接続要素Ｄを介して、電気的に結合される、および／または制御可能に電気的に結合されてもよい。コントローラ６１は、例えば、モータ６３を制御することによって、送給チャンバ５２から熱分解チャンバ３９内に粉砕された材料を運搬するコンベヤ６２に、接続要素Ｅを介して、電気的に結合される、および／または制御可能に電気的に結合されてもよい。コントローラ６１は、熱分解チャンバ３９を回転するモータ６４に、接続要素Ｆを介して、電気的に結合される、および／または制御可能に、電気的に結合されてもよい。
コントローラ６１は、例えば、所定の温度、および／または温度範囲を維持するために、例えば、温度センサ４５から受信される測定値に従って、制御誘導ラジエータ４６、および／またはコンベヤ６２、および／またはモータ６４を制御するように構成されてもよい。
ここで、図３が参照され、これは、一例示的実施形態による、誘導的持続熱分解システム３８の随意の部品であり得る、加熱チャンバ６５の断面簡略図である。
ある選択肢として、図３の例証は、先の図の文脈において捉えられてもよい。当然ながら、しかしながら、図３の例証は、任意の望ましい環境の文脈において捉えられてもよい。さらに、前述の定義は、以下の説明に対しても同様に適用され得る。
図３の加熱チャンバ６５は、図２Ａの窒素源５６と置換してもよい。図３の加熱チャンバ６５は、図１の加熱チャンバ１２と同様に動作するが、低酸素ガス含有量を送給チャンバ５２またはパイプ５５に提供するためのみに使用される。
図３の加熱チャンバ６５は、火炎スラスタ６６、およびＯ２センサ６７、および引火性材料６８の源を含んでもよい。火炎スラスタ６６は、周囲空気および引火性材料の量および混合を制御し、周囲空気および引火性材料を加熱チャンバ６５内に噴射し、火炎に点火し、低レベルのＯ２を有するガス材料を生産し得る。その後、コントローラ６１は、（例えば、コネクタＧを介して）Ｏ２センサ６７からのＯ２測定値を受信し、（例えば、コネクタＨを介して）火炎スラスタ６６を制御するように構成されてもよく、それに応じて、６％～１２％のＯ２濃度を有するガス材料を生産し得る。Ｏ２センサは、ＣＯ２センサまたは類似センサによって置換されてもよいことを理解されたい。
ここで、図４Ａを参照すると、これは、一例示的実施形態による、定常熱分解チャンバ７０を伴う、誘導的持続熱分解システム６９の縦方向断面簡略図であり、図４Ｂを参照すると、定常熱分解チャンバ７０を伴う、誘導的持続熱分解システム６９の横方向断面簡略図である。
ある選択肢として、図４Ａおよび図４Ｂの例証は、先の図の文脈において捉えられてもよい。当然ながら、しかしながら、図４Ａおよび図４Ｂの例証は、任意の望ましい環境の文脈において捉えられてもよい。さらに、前述の定義は、以下の説明に対しても同様に適用され得る。
図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、誘導的持続熱分解システム６９は、窒素源５６（図２Ａの窒素源５６等）の入力開口部に結合される、エアポンプ５８を含んでもよく、出力は、パイプ５７、および窒素を定常熱分解チャンバ７０内に圧送するポンプ５８を通して、定常熱分解チャンバ７０に結合され得る。
定常熱分解チャンバ７０は、定常熱分解チャンバ７０内に、粉砕された材料を送給するための開口部５３を伴う、送給チャンバ５２だけではなく、ガス出力７１および液体および灰出力７２を含んでもよい。ガス出力７１は、図１の逆止弁デバイス３６等の逆止弁デバイス、または図２Ｂのセパレータ４８、または任意の類似デバイス等の逆止弁に結合されてもよい。
定常熱分解チャンバ７０は、固形非鉄材料の内層７３と、断熱材料の外層７４と、外層に埋設されるインダクタ（誘導ラジエータ）７５とを含んでもよい。インダクタ７５は、電流をインダクタ７５に送給するために、電力供給源４７を含む、またはそれに電気的に接続されてもよい。
定常熱分解チャンバ７０は、コンベヤ、またはウォーム等の攪拌機、または螺旋状コンベヤ７６を含んでもよく、定常熱分解チャンバ７０全体を通して、送給チャンバ５２を介して進入され得る、粉砕または細断された材料を分散させてもよい。コンベヤまたは攪拌機７６は、鉄材料、またはインダクタ７５によって放出される放射を吸収し得る、類似材料から作製されてもよい。故に、コンベヤまたは攪拌機７６はまた、熱を生産し、定常熱分解チャンバ７０内で分散される、粉砕または細断された材料の中で熱を分散し得る。
熱分解チャンバ７０は、図１の熱分解チャンバ１１、および／または図２Ａおよび図２Ｂの熱分解チャンバ３９のように、回転しないという意味で、定常である。代わりに、コンベヤまたは攪拌機７６は、熱分解チャンバ７０内で、粉砕または細断された材料だけではなく、熱を分散するために回転する。定常熱分解チャンバ７０、モータ７７、およびコンベヤまたは攪拌機７６を回転させるための軸７８。
図４Ａに示されるように、誘導的持続熱分解システム６９は、類似する機能、およびセンサ、ポンプ、およびモータ等の誘導的持続熱分解システム６９の構成要素への接続を伴う、図２Ａの誘導的持続熱分解システム３８のコントローラ６１と類似する、計算デバイス（コントローラ）６１を含んでもよい。例えば、温度、圧力、酸素濃度等を感知するために、例えば、電力供給源４７および／またはインダクタ７５に供給される電流を制御することによって、ポンプ５８および５９、モータ７７、およびインダクタ７５を制御する。
ここで、図５が参照され、これは、一例示的実施形態による、二重定常熱分解チャンバ８０および２つの螺旋状コンベヤ８１を伴う、誘導的持続熱分解システム７９の横方向断面簡略図である。
ある選択肢として、図５の例証は、先の図の文脈において捉えられてもよい。当然ながら、しかしながら、図５の例証は、任意の望ましい環境の文脈において捉えられてもよい。さらに、前述の定義は、以下の説明に対しても同様に適用され得る。
定常熱分解チャンバ７０等の熱分解チャンバは、任意の数のコンベヤ、またはウォーム等の攪拌機、または螺旋状コンベヤ８１を含んでもよい。図５は、２つの螺旋状コンベヤ８１を伴う、そのような二重熱分解チャンバ８０を示す。２つの螺旋状コンベヤ８１を含むこと以外に、二重熱分解チャンバ８０は、熱分解チャンバ７０に類似する構造を有してもよい。二重熱分解チャンバ８０以外に、持続熱分解システム７９は、誘導的持続熱分解システム６９と類似する構造および構成要素を有してもよい。
ここで、図６が参照され、これは、一例示的実施形態による、二重熱分解チャンバ８３および２つのプロペラコンベヤ８４を伴う、誘導的持続熱分解システム８２の横方向断面簡略図である。
ある選択肢として、図６の例証は、先の図の文脈において捉えられてもよい。当然ながら、しかしながら、図６の例証は、任意の望ましい環境の文脈において捉えられてもよい。さらに、前述の定義は、以下の説明に対しても同様に適用され得る。
図６に示されるように、誘導的持続熱分解システム８２は、図５の誘導的持続熱分解システム７９と類似するが、しかしながら、誘導的持続熱分解システム７９の螺旋状コンベヤ８１の代わりに、２つのプロペラコンベヤ８４を含む。プロペラコンベヤ８４は、それぞれ、各プロペラコンベヤ８４の軸８６に沿って分散される、複数の「翼」８５を含んでもよく、回転されると、第１のプロペラコンベヤ８４の翼８５が、第２のプロペラコンベヤ８４の翼８５と衝突しないようにし得る。
ここで、図７が参照され、これは、一例示的実施形態による、誘導的持続熱分解システム８９の固定攪拌機８８を伴う、垂直に回転する、熱分解チャンバ８７の断面簡略図である。
ある選択肢として、図７の例証は、先の図の文脈において捉えられてもよい。当然ながら、しかしながら、図７の例証は、任意の望ましい環境の文脈において捉えられてもよい。さらに、前述の定義は、以下の説明に対しても同様に適用され得る。
図７に示されるように、誘導的持続熱分解システム８９は、図２Ａ内の誘導的持続熱分解システム３８に類似するが、しかしながら、熱分解チャンバ８７は、垂直軸を中心として回転し、したがって、熱分解チャンバ８７の入力および出力は、それに応じて配列される。
（図７に示されるような）誘導的持続熱分解システム８９の窒素源５６は、図３の加熱チャンバ６５、または低酸素空気または類似ガス材料の任意の他の源によって置換されてもよいことを理解されたい。
ここで、図８が参照され、これは、一例示的実施形態による、垂直に回転する攪拌機９１を伴う、垂直定常型誘導的持続熱分解システム９０の断面簡略図である。
ある選択肢として、図８の例証は、先の図の文脈において捉えられてもよい。当然ながら、しかしながら、図８の例証は、任意の望ましい環境の文脈において捉えられてもよい。さらに、前述の定義は、以下の説明に対しても同様に適用され得る。
図８に示されるように、誘導的持続熱分解システム９０は、図７の誘導的持続熱分解システム８９に類似するが、しかしながら、垂直に回転する攪拌機９１を有する。
（図８に示されるような）誘導的持続熱分解システム９０の窒素源５６は、図３の加熱チャンバ６５、または低酸素空気または類似ガス材料の任意の他の源によって置換されてもよいことを理解されたい。
明瞭性のために、別個の実施形態の文脈において説明される、ある特徴はまた、単一の実施形態を組み合わせて提供されてもよいことを理解されたい。逆に言えば、簡潔性のために、単一の実施形態の文脈において説明される、種々の特徴はまた、別個に、または任意の好適な副次的な組み合わせで提供されてもよい。
説明が、その具体的な実施形態と併せて、上記に提供されてきたが、多くの代替、修正、および変形例が、当業者にとって明らかであろうことは、明白である。故に、添付の請求項の精神およびその広い範囲内にある、全てのそのような代替、修正、および変形例を包含することが意図されている。本明細書に述べられる、全ての刊行物、特許、および特許出願は、個々の刊行物、特許、または特許出願が、それぞれ、参照することによって本明細書に組み込まれるように具体的かつ個々に示されている場合と同等の範囲まで、本明細書内の言及によって、その全体が本明細書に組み込まれる。加えて、本願における任意の参照文献の引用または同定は、そのような参照文献が、先行技術として利用可能であるという承認として、解釈されるべきでない。

Claims (18)

  1. 持続熱分解のためのシステムであって、
    第１の入力開口部と、第１の出力開口部とを備える熱分解チャンバと、
    第２の入力開口部と、第２の出力開口部とを備える加熱チャンバと、
    送給チャンバであって、
    周囲大気に開放され、粉砕された材料を受容するように配列される第３の送給開口部と、
    第３の圧力開口部と、
    前記熱分解チャンバの前記第１の入力開口部に結合される第３の出力開口部と
    を備える、送給チャンバと、
    前記加熱チャンバの前記第２の入力開口部に結合され、前記加熱チャンバ内に周囲空気および可燃性材料を噴射する火炎噴射器デバイスと、
    圧送デバイスであって、
    前記加熱チャンバの前記第２の出力開口部に結合される入力開口部と、
    前記送給チャンバの前記第３の圧力開口部に結合される出力開口部と
    を備える、圧送デバイスと、
    前記加熱チャンバ内に配設されるＯ２センサ、および
    前記送給チャンバ内に配設される圧力トランスデューサ
    のうち少なくとも１つと、
    前記Ｏ２センサに、前記圧力トランデューサに、前記火炎噴射器に、および前記圧送デバイスに、電気的に結合されるコントローラであって、
    ８％～１０％の加熱チャンバＯ２濃度内に維持するために、周囲空気および可燃性材料のうち少なくとも１つを噴射するように火炎噴射器デバイスを制御すること、および
    前記第３の送給開口部を介して、周囲空気が前記送給チャンバに進入することを阻止するために、送給チャンバ内の圧力を周囲圧力を上回る値に維持するように圧送デバイスを制御すること
    のうち少なくとも１つを維持するように構成される、コントローラと
    を備える、システム。
  2. 前記熱分解チャンバは、前記加熱チャンバ内に位置する、請求項１に記載の持続熱分解システム。
  3. 回転式入力開口部および回転式出力開口部を付加的に備える前記加熱チャンバと、
    前記回転式入力開口部内に配設され、前記送給チャンバの前記第３の出力開口部と前記熱分解チャンバの前記第１の入力開口部との間に接続する入力パイプと、
    前記回転式出力開口部内に配設され、前記熱分解チャンバの前記第１の出力開口部に結合される出力パイプと
    を付加的に備え、
    前記熱分解チャンバは、前記加熱チャンバ内で回転するように配列され、
    前記火炎噴射器デバイスは、前記熱分解チャンバを所定の温度まで加熱するように、前記コントローラによって制御される、
    請求項２に記載の持続熱分解システム。
  4. 前記熱分解チャンバは、円筒の形状を有し、前記円筒側面は、熱伝導性材料から作製される、請求項３に記載の持続熱分解システム。
  5. 一方弁デバイスであって、前記熱分解チャンバから外へのガス材料の持続的な流動を可能にし、前記第１の出力開口部を通して、前記熱分解チャンバの中への周囲空気の前記流動を阻止するために、前記熱分解チャンバの前記第１の出力開口部に結合される、一方弁デバイス
    を付加的に備える、請求項１に記載の持続熱分解システム。
  6. 前記送給チャンバから前記熱分解チャンバへ前記粉砕された材料を推進させるように配列されるコンベヤデバイス
    を付加的に備える、請求項１に記載の持続熱分解システム。
  7. 前記送給チャンバから前記熱分解チャンバの中に前記粉砕された材料を推進させるように配列されるコンベヤデバイスと、
    前記熱分解チャンバの内側で、前記粉砕された材料を加熱するための誘導的加熱デバイスと
    を付加的に備える、請求項１に記載の持続熱分解システム。
  8. 前記熱分解チャンバは、熱的絶縁材料から作製され、
    前記熱分解チャンバは、前記粉砕された材料を加熱するための前記誘導的加熱デバイスによって加熱されるための強磁性およびフェリ磁性材料のうち少なくとも１つを備える誘導的要素のうち少なくとも１つを含有する、
    請求項１に記載の持続熱分解システム。
  9. 前記誘導的要素は、
    前記熱分解チャンバ内に添着されること、および
    前記熱分解チャンバ内で自由に分散されること
    のうち少なくとも１つである、請求項８に記載の持続熱分解システム。
  10. 持続熱分解の方法であって、前記方法は、
    熱分解システムを提供することを含み、
    前記熱分解システムは、
    第１の入力開口部と、第１の出力開口部とを備える熱分解チャンバと、
    第２の入力開口部と、第２の出力開口部とを備える加熱チャンバと、
    送給チャンバであって、
    周囲大気に開放され、粉砕された材料を受容するように配列される第３の送給開口部と、
    第３の圧力開口部と、
    前記熱分解チャンバの前記第１の入力開口部に結合される第３の出力開口部と
    を備える、送給チャンバと、
    前記加熱チャンバの前記第２の入力開口部に結合され、前記加熱チャンバの中に、周囲空気および可燃性材料を噴射する火炎噴射器デバイスと、
    圧送デバイスであって、
    前記加熱チャンバの前記第２の出力開口部に結合される入力開口部と、
    前記送給チャンバの前記第３の圧力開口部に結合される出力開口部と
    を備える、圧送デバイスと、
    前記加熱チャンバ内に配設されるＯ２センサ、および
    前記送給チャンバ内に配設される圧力トランスデューサ
    のうち少なくとも１つと、
    前記Ｏ２センサに、前記圧力トランデューサに、前記火炎噴射器に、および前記圧送デバイスに、電気的に結合されるコントローラであって、
    ８％～１０％の前記加熱チャンバＯ２濃度内に維持するために、前記周囲空気および前記可燃性材料のうち少なくとも１つを噴射するように前記火炎噴射器デバイスを前記コントローラによって制御することと、
    前記第３の送給開口部を介して、周囲空気が前記送給チャンバに進入することを阻止するために、送給チャンバ内の圧力を周囲圧力を上回る値に維持するように前記圧送デバイスを前記コントローラによって制御することと
    を行う、コントローラと
    を備える、方法。
  11. 前記熱分解チャンバは、前記加熱チャンバ内に位置する、請求項１０に記載の方法。
  12. 回転式入力開口部および回転式出力開口部を付加的に備える前記加熱チャンバを提供することと、
    前記回転式入力開口部内に配設され、前記送給チャンバの前記第３の出力開口部と前記熱分解チャンバの前記第１の入力開口部との間に接続する入力パイプを提供することと、
    前記回転式出力開口部内に配設され、前記熱分解チャンバの前記第１の出力開口部に結合される出力パイプを提供することと、
    前記熱分解チャンバを前記加熱チャンバ内で回転させることと、
    前記熱分解チャンバを所定の温度まで加熱するように、前記火炎噴射器デバイスを前記コントローラによって制御することと
    を付加的に含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記熱分解チャンバは、円筒の形状を有し、前記円筒側面は、熱伝導性材料から作製される、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記熱分解チャンバから外へのガス材料の持続的な流動を可能にし、前記第１の出力開口部を通して、前記熱分解チャンバの中への周囲空気の前記流動を阻止するために、前記熱分解チャンバの前記第１の出力開口部に結合される一方弁デバイスを通して、前記熱分解チャンバから外へのガス材料を出力すること
    を付加的に含む、請求項１０に記載の方法。
  15. コンベヤデバイスを使用して、前記送給チャンバから前記熱分解チャンバへ前記粉砕された材料を推進させること
    を付加的に含む、請求項１０に記載の方法。
  16. 誘導的加熱デバイスを提供することと、
    前記送給チャンバと前記熱分解チャンバとの間にコンベヤデバイスを提供することと、
    前記コンベヤデバイスを使用して、前記送給チャンバから前記熱分解チャンバの中に前記粉砕された材料を推進させることと、
    前記誘導的加熱デバイスを使用して、前記熱分解チャンバの内側で、前記粉砕された材料を加熱することと
    を付加的に含む、請求項１０に記載の方法。
  17. 前記熱分解チャンバは、熱的絶縁材料から作製され、
    前記粉砕された材料を加熱するための前記誘導的加熱デバイスによって加熱されるための強磁性およびフェリ磁性材料のうち少なくとも１つを備える誘導的要素のうち少なくとも１つを前記熱分解チャンバ内で分散させる、請求項１０に記載の方法。
  18. 前記誘導的要素は、
    前記熱分解チャンバ内に添着される、および
    前記熱分解チャンバ内で自由に分散される
    のうち少なくとも１つである、請求項１７に記載の方法。
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