RO115138B1 - Metoda si aparat pentru reducerea controlata a materialelor organice - Google Patents
Metoda si aparat pentru reducerea controlata a materialelor organice Download PDFInfo
- Publication number
- RO115138B1 RO115138B1 RO94-01305A RO9401305A RO115138B1 RO 115138 B1 RO115138 B1 RO 115138B1 RO 9401305 A RO9401305 A RO 9401305A RO 115138 B1 RO115138 B1 RO 115138B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- microwave
- reflector
- chamber
- microwaves
- organic material
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—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
- B09B3/50—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving radiation, e.g. electro-magnetic waves
-
- 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
- B09B3/70—Chemical treatment, e.g. pH adjustment or oxidation
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/12—Processes employing electromagnetic waves
- B01J2219/1203—Incoherent waves
- B01J2219/1206—Microwaves
- B01J2219/1209—Features relating to the reactor or vessel
- B01J2219/1221—Features relating to the reactor or vessel the reactor per se
- B01J2219/1224—Form of the reactor
- B01J2219/1227—Reactors comprising tubes with open ends
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
Description
Prezenta invenție se referă la o metodă și aparat pentru reducerea materialelor organice folosind radiațiile de microunde.
în diferite domenii există numeroase cazuri în care este necesară reducerea materialelor organice. De exemplu în prelucrarea materiilor prime: extracția petrolului din șisturi bituminoase sau tratarea materialelor reziduale. în cazul tratării reziduurilor apare o mare varietate de situații: de exemplu, datorită epuizării duratei de viață a produsului respectiv (ca în cazul anvelopelor uzate de automobile); sau reziduurile rezultate din procesele industriale (de exemplu reziduurile de la rafinărie și apele uzate de la fabricile de hârtie); alte surse de materie organică sunt apele de canalizare și gunoiul menajer. Reziduurile trebuie tratate în funcție de tip, din diferite considerații: în cazul apelor de canalizare toxicitatea lor trebuie neutralizată datorită poluării mediului și afectării sănătății populației; în cazul anvelopelor uzate accentul este pus pe reutilizarea unor materii prime - petrolul și negrul de fum. Dar tratarea acestor reziduuri, de exemplu prin ardere, poate prezenta în sine un pericol de poluare a mediului. Există deci o continuă cerere pentru procedee de tratare și reutilizare a materialelor organice. Prezenta invenție propune utilizarea energiei microundelor printr-un procedeu și instalație aplicabile pentru o mare varietate de materiale organice.
Nu se cunoaște un caz precedent de utilizare a energiei microundelor pentru tratarea materialelor organice în scopul reducerii non-pirolitice. Brevetul canadian 1158432 eliberat la 13 decembrie 1983, Tillitt, sugerează folosirea energiei microundelor pentru uscarea materialelor în vrac, de exemplu cereale. Brevetul respectiv nu oferă nici o soluție pentru problema reducerii discutată mai sus.
în cererea de brevet PCT W0-A-9103281 se prezintă o metodă și un aparat pentru reducerea controlată a unui material organic; în cadrul acestei metode și aparat se aplică focalizarea în punct a microundelor cunoscută deja, iar reacția implicată nu este calificată în mod explicit ca fiind non-pirolitică.
Brevetul U9 4123230 acordat la 31 octombrie 1978, Kirkbride, sugerează folosirea unor surse de unde multiple, acestea furnizând însă microunde de frecvențe diferite. Nu se sugerează focalizarea sau crearea unui model de distribuție preferențială a undelor. Brevetul US 4184614 din 10 aprilie 1979, Kirkbride, descrie un proces oarecum diferit de cel prezentat în referința precedentă, dar conține același material în ceea ce privește energia microundelor. Similar, un al treilea brevet US 4234402 din 10 noiembrie 1980, Kirkbride, descrie același generator de microunde. Brevetul US 4376034 din 8 martie 1983, Wall, prezintă utilizarea unei perechi de generatoare de microunde la capetele opuse ale unui reactor. Folosirea ineficientă a undelor reflectate constituie baza acestei aplicații. Până în prezent nu s-a urmărit folosirea mai eficientă a microundelor, ci doar încorporarea unor sisteme de generare a microundelor în diferite procedee accesibile comercial.
S-a stabilit deci că o mare varietate de materiale organice pot fi tratate cu energia microundelor pentru a le controla toxicitatea, pentru reutilizarea sau pentru diferite scopuri de prelucrare. Invenția prezintă o metodă pentru reducerea nonpirolitică a materialelor organice, incluzând supunerea materialelor la radiații de microunde în atmosferă reducătoare. într-o îmbunătățire preferată a invenției se prezintă o metodă pentru ruperea non-pirolitică a lanțurilor moleculare lungi în materialele organice, prin supunerea moleculelor unei radiații de microunde, în atmosferă reducătoare. într-o altă îmbunătățire practică este realizat un aparat pentru reducerea controlată non-pirolitică a materialului organic prin radiația de microunde, cuprinzând o cameră de microunde, mijloace pentru alimentarea camerei cu material
RO 115138 Bl organic, cel puțin un generator de microunde în cameră, mijloace de îndepărtare a 50 produselor gazoase din cameră și mijloace de îndepărtare a reziduurilor solide din cameră.
Invenția înlătură dezavantajele menționate prin aceea că, metoda de reducere non-pirolitică a unui material organic cuprinde următoarele faze: alimentarea continuă cu material organic a unei camere de microunde, generarea de microunde cu o anu- 55 mită energie în camera respectivă prin intermediul mai multor generatoare de microunde, transmiterea microundelor de la generatoarele respective spre reflectoarele de microunde corespunzătoare, focalizarea microundelor de la fiecare reflector într-un model de distribuție prestabilit, aranjarea reflectoareleor astfel încât modelele de distribuție să se suprapună pentru a se obține o suprafață de aplicare uniformă a 60 microundelor în secțiunea camerei, controlul gradului de expunere a materialului respectiv la energia microundelor, îndepărtarea continuă a produselor gazoase și reziduurilor solide din cameră.
Aparatul pentru reducerea controlată non-pirolitică a unui material organic prin aplicarea energiei microundelor asupra acestui material, conform invenției, cuprinde 65 o cameră de microunde, o serie de generatoare de microunde asociate camerei respective, câte o antenă asociată fiecărui generator pentru a transmite microundele produse de acesta, un reflector asociat fiecărei antene pentru a recepționa microundele de la antena respectivă și a focaliza aceste microunde într-un model prestabilit pe materialul organic, elemente de alimentare continuă cu material organic a camerei 70 și de îndepărtare a produșilor gazoși din cameră, modelul de distribuție prestabilit determinând o aplicare uniformă a microundelor în secțiunea camerei.
Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 ...3, care arată:
- fig. 1, reprezintă schematic metoda conform invenției; 75
- fig.2, ilustrează schematic un generator de microunde și un ghid de undă parabolic pentru utilizarea în cadrul invenției;
- fig.3, prezintă un model pentru distribuția microundelor într-o îmbunătățire preferată a invenției.
în descrierea următoare, elementele similare din desene au aceleași repere 80 numerice.
Metoda și aparatul conform invenției pot fi aplicate pentru o varietate aproape nelimitată de materiale organice. Se crede că energia microundelor determină ruperea legăturilor chimice mai slabe din lanțurile moleculare lungi pentru a le simplifica forma. Este în efect un proces de depolimerizare. Procesul este controlat pen- 85 tru a se evita piroliza materialului organic.
O schemă generală a invenției este ilustrată în fig. 1, materialele sunt introduse într-un buncăr 10 sau într-un element similar corespunzător tipului respectiv de materiale. Materialul este apoi introdus printr-un captator de aer 12 în camera de microunde 14. Materialul este iradiat cu microunde de la magnetoanele 16. Pro- 90 dusele gazoase sunt ridicate spre condensatorul 18 și condensate în produse lichide, în general hidrocarburi și sulf. Reziduurile solide ies printr-un al doilea captator de aer 20 din camera 14, în tranșe diferite. Aceste produse sunt apoi separate prin ecranul 22, în grupuri variate. Negrul de fum va conține în mod normal o mare parte din aceste produse. Altele pot include, de exemplu, oțel în cazul reducerii anvelopelor 95 uzate.
Condițiile optime ale procesului și configurația aparatului vor fi alese pentru un anumit tip de materiale, după o analiză inițială a acestuia. Mai multe tipuri de analize
RO 115138 Bl pot fi făcute, cu obiective diferite. Astfel, o analiză inițială a formei și structurii poate fi făcută în vederea adaptării pentru materialul respectiv a camerei de microunde și a mijloacelor de alimentare. De exemplu, forma toroidală a anvelopelor sugerează un alt desing al alimentatorului și camerei de microunde față de cazul unui cub de reziduuri comprimate de material plastic. în continuare este analizată compoziția materialului. De exemplu, la tratarea materialului PVC ar fi de preferat să se determine cantitățile de materiale suport sau alte componente prezente. Rezultatele acestei analize vor furniza informații asupra produselor ce pot fi obținute prin tratarea materialului, a cantităților acestora, a ordinii în care aceste produse pot fi obținute. Se determină în continuare, prin teste de laborator, necesarul de energie pentru proces. Determinându-se necesarul de energie pe unitatea de material de prelucrat și cunoscând volumul de material, se calculează necesarul total de energie. Rezultatele acestor analize pot fi utilizate apoi pentru optimizarea proiectării modelului aparatului și a condițiilor de prelucrare în diferitele etape ale procesului.
Alimentarea este prima fază ce trebuie luată în considerare în cadrul fluxului de material al procesului. Produsul de tratare poate fi asigurat de o alimentare în tranșe, fiind însă preferată o alimentare continuă. De asemenea, deoarece camera de microunde trebuie izolată, dispozitivul de alimentare trebuie să îndeplinească această condiție.
Un design pentru dispozitivul de alimentare corespunzător mai multor tipuri de materiale de tratat poate conține un montaj de cilindru cu piston. Pentru materiale solide, un buncăr de alimentare poate fi poziționat deasupra și la un capăt al unei conducte cilindrice de alimentare, în care se introduce materialul de tratat. Pentru mișcarea materialului prin conductă către camera de microunde poate fi utilizat un piston. Obturatorul continuu format în conducta de alimentare va servi la etanșarea admisiei la camera de microunde.
Un al doilea dispozitiv preferat pentru materiale în vrac și pentru temperaturi de prelucrare relativ scăzute este sub forma unui transportor cu bandă fără sfârșit. Materialul benzii trebuie să fie permeabil la microunde și trebuie să reziste condițiilor de lucru. Pentru operațiuni la temperaturi mai ridicate, un alt dispozitiv de alimentare cuprinde unul sau mai multe transportoare cu șurub fără sfârșit din oțel inoxidabil. Pentru anumite configurații ale materialului de prelucrat, un captator de aer poate fi introdus la intrarea în camera de microunde. De asemenea, un captator de aer va fi necesar în unele cazuri la ieșirea din camera de microunde.
Trebuie luată în considerare în cadrul fluxului de material al procesului forma camerei de microunde. Mai mulți factori vor influența caracteristicile fizice ale camerei cu microunde în care este introdus materialul de tratat. Forma globală a camerei va depinde de caracteristicile fizice ale materialului de prelucrat și de tipul instalației de alimentare. De exemplu, la folosirea unui cilindru cu piston pentru alimentare, poate fi aleasă o cameră de microunde cilindrică. La folosirea unui transportor cu bandă fără sfârșit este preferată o cameră de microunde cu secțiunea dreptunghiulară. Forma camerei depinde și de necesitatea obținerii unei penetrări maxime a materialului prelucrat.
O dată determinate necesarul energetic și forma secțiunii transversale a camerei cu microunde, alți factori de optimizare sunt luați în considerare. Un număr de parametri ai metodei și aparatului pot fi predeterminați în cazul unei aplicații date sau controlați în timpul procesului. Obiectivul oricărei aplicații este obținerea eficienței maxime în ceea ce privește energia pe unitatea de masă de material prelucrat, parametru supus diferitelor restricții ale metodei ce vor fi discutate. Maniera de estimare
RO 115138 Bl
150 a necesarului total de energie într-un caz dat constă în echilibrarea mai multor factori. Pentru a furniza suficientă energie pentru inițierea reacției în timp util și apoi a obține produsele dorite în ordinea dorită, energia trebuie controlată în mod adecvat. Astfel, generarea de microunde de bază poate fi obținută mai degrabă din mai multe generatoare mici de unde decât dintr-un singur magnetron. Fluxul de microunde generat poate fi continuu, pulsatoriu sau să varieze într-un anumit mod. Puterea microundelor generate poate fi variată prin modificarea energiei de alimentare a generatoarelor. □ cameră de microunde obișnuită cu secțiune transversală dreptunghiulară poate include patru rânduri transversale de câte trei generatoare de microunde fiecare. în afară de modul de aranjare și puterea generatoarelor de microunde, energia necesară pe unitatea de masă de material de tratat va fi afectată de timpul de expunere a materialului la microunde, adică “timpul de staționare” a materialului. Parametrii energetici trebuie considerați în funcție de geometria camerei. Timpul de staționare poate fi influențat direct de viteza de alimentare cu material de prelucrat, dar și lungimea camerei de microunde poate fi modificată, iar masa supusă penetrării poate fi modificată variind capacitatea camerei de microunde. Mai mult, focalizarea microundelor contribuie la mărirea eficienței, folosindu-se ghiduri de undă parabolice pentru focalizarea undelor produse de un anumit generator. Mai multe ghiduri de undă pot fi folosite împreună cu o serie de generatoare de undă pentru a furniza o serie de fronturi suprapuse de microunde, permițându-se un control foarte bun al energiei furnizate materialului. Temperatura suprafeței materialului afectează absorbția microundelor de către acesta, astfel că e preferabil ca temperatura de suprafață să fie monitorizată, iar energia furnizată generatoarelor de microunde să fie ajustată pentru a se obține temperatura de suprafață optimă. Astfel, pe măsură ce reacțiile se desfășoară în timpul trecerii materialului prin camera de microunde,mai puțină energie poate fi necesară pentru obținerea temperaturii de suprafață optime, astfel că generatoarele de microunde din aval pot fi operate cu un consum de energie mai scăzut. De asemenea, e utilă monitorizarea temperaturii interne a materialului din camera de microunde ca mijloc de indicare a tipului de produs obținut la un moment dat. Camera de microunde este preferabil să fie ținută la o presiune puțin mai mare decât cea atmosferică. Astfel, este facilitată eliminarea produselor gazoase. S-a observat că procesul decurge mai bine într-o atmosferă mai densă. Astfel că, după inițierea procesului, din momentul în care prima tranșă de material introdus în cameră a fost prelucrată, procesul decurge mai eficient. Procesul trebuie să decurgă în atmosferă reductoare, iar concentrația de gaze reducătoare este crescută pe măsură ce materialul este prelucrat. S-a afirmat că prezența gazelor reducătoare adiționale poate ajuta la prelucrarea ulterioară a materialului, în special la suprafața acestuia. Poate fi preferabil în unele cazuri să se utilizeze o cameră separată în două compartimente, pentru a izola generatoarele de unde de atmosferă reducătoare. 0 barieră orizontală permelabilă la microunde și impermeabilă la gaz ar fi o soluție, părțile de sus și de jos ale camerei fiind rezonante. Poate fi necesară introducerea de gaz reductor împreună cu materialul de prelucrat. Scopul ar fi neutralizarea oricărei oxidări care s-ar putea produce în fazele preliminare, cu rezultate posibil catastrofale. De asemenea, poate fi folosit un gaz inert ca azotul, dar și orice alt gaz reducător compatibil. Trebuie notat că nu este necesară în general adăugarea gazului reducător, dar posibilitatea există în anumite situații.
S-a confirmat că anumiți catalizatori măresc eficiența procesului. Astfel, adăugarea negrului de fum materialului de alimentare, în cazul când acesta este reprezentat de anvelope uzate, determină obținerea mai rapidă a hidrocarburilor și
155
160
165
170
175
180
185
190
195
RO 115138 Bl la temperaturi mai joase. Există și un alt factor extern de primă importanță în echilibrarea parametrilor interni. Spațiul fizic disponibil într-o uzină pentru adaptarea instalației conform invenției este de obicei limitat, astfel că factorii controlabili trebuie echilibrați în raport cu această restricție. Importanța spațiului se datorează faptului că unele instalații pot avea o lungime totală destul de mare. De exemplu, nu sunt neobișnuite lungimi între 10 și 30 metri. Din acest motiv, este preferabilă utilizarea unei serii de module conectate între ele. Avantajele vor consta în posibilitatea înlăturării și înlocuirii unui singur modul pentru reparații, evitându-se timpii morți; alt avantaj este ușurința fabricării și mânuirii modulelor mici. Un modul are de preferință 2 metri în lungime totală.
Sursa de energie este un alt factor extern ce poate fi controlat mai puțin de utilizator, în special datorită unei localizări particulare a uzinei (instalației).
Produsele rezultate în urma procesului sunt sub formă gazoasă și solidă. Materialele gazoase sunt recuperate utilizând unul sau mai multe aspiratoare din camera de microunde. Produsele solide sunt sub formă de reziduuri evacuate prin orificiul de ieșire a camerei de microunde. Produsele gazoase sunt condensate, furnizând diferite hidrocarburi lichide. Ar putea fi necesară încălzirea sistemului de evacuare pentru prevenirea condensării premature. Produsele solide cuprind negru de fum de dimensiuni micrometrice și diferite materiale anorganice. De exemplu, în afară de diferite hidrocarburi și negru de fum obținute din anvelopele uzate, reziduurile mai conțin oțel, silice și compuși ai acestora. De exemplu, o probă tipică de laborator pentru PVC a conținut 125 g reziduu solid din 160 g de PVC inițial. Reziduul a fost aproape în totalitate negru de fum conținând mai puțin de 3,159 ppm din următoarele elemente și compuși: As; Ba; B; Cd; Cr; Pb; Se; U; N02 + N03; NC2; Ag; Hg; CN(F); F . De asemenea, din o tonă de anvelope uzate se obțin 3-4 barili de petrol, 260 până la 320 kg negru de fum, 40 până la 45 kg oțel și 30 până la 36 kg fibre.
Fig. 2 și 3 prezintă un aparat preferat pentru aplicarea unei îmbunătățiri aduse de invenție. Generatoarele de microunde utilizate în procesele industriale sunt în general ineficiente, prin aceea că determină încălzirea unui material prin simpla bombardare, ducând la o distribuție neuniformă a energiei microundelor în material. Ca rezultat unele părți sunt tratate mai slab, iar altele mai mult. în asemenea cazuri, pentru a se distribui o cantitate minimă de energie prin microunde întregului material, se face risipă de energie.
De asemenea, în funcție de materialul tratat, anumite modele de aplicare a microundelor pot fi mai eficiente. în raport cu modul de bombardare utilizat de obicei, aceste modele de distribuție nu sunt valabile. Probleme privind pierderile de energie au apărut și datorită diferitelor tipuri de ghiduri de undă folosite pentru distribuirea microundelor generate. De exemplu, unele ghiduri de undă au traiectorii de undă prelungite și neliniare, la suprafața materialului de tratat ajungând numai unde de energie mică. în plus, s-a perpetuat părerea unor fabricanți de instalații cu microunde că generatoarele multiple de unde reprezintă o soluție irealizabilă pentru problema distribuției, datorită interferenței undelor produse de generatoare diferite. Instalația din fig. 2 și 3 răspunde acestor probleme. Fig. 2 reprezintă un generator de microunde 30 conform invenției, cuprinzând un magnetron 32, o antenă 34 și o suprafață reflectantă sau ghid de undă 36. Aparatul 30 este montat în peretele 38 al camerei de microunde 40. Extremitatea exterioară 42 a suprafeței reflectante 36 este montată în contact plan cu peretele 38. Deschiderea definită de extremitatea 42 a suprafeței reflectante 36 este acoperită de o placă de ceramică 44. Suprafața reflectantă 36 poate fi proiectată pentru obținerea unui anumit model de distribuție
RO 115138 Bl
250 a undelor, fiind de preferință parabolică și furnizând o suprafață circulară de distribuție a undelor. Vârful 37 al suprafeței reflectante este de preferință aplatizat. Aceasta permite montarea ușoară a instalației, dar și poziționarea antenei 34 în apropierea sau în focarul parabolei. Limitele domeniului de distribuție a undelor pot fi modificate prin proiectarea adecvată a ghidului de undă împreună cu poziționarea particulară a antenei 34. Focarul profilului poate fi reperat prin poziționarea adecvată a antenei 34. Antena 34 este de preferat să poată fi reglată pe o cursă de peste 25 mm axil față de suprafața reflectantă 36. Astfel, de exemplu, în configurația cea mai potrivită, antena 34 este poziționată față de suprafața reflectantă 36 pentru a se obține o distribuție ușor în afara focarului microundelor,astfel încât diametrul suprafeței de aplicație a microundelor să fie mai mare decât diametrul extremității 42 a suprafeței reflectante 36. Distribuția undelor va fi practic uniformă pe toată suprafața circulară. □ serie de aparate 30 pot fi aranjate apoi ca în fig.3 pentru a obține modelul de suprapunere dorit 46, a cărui suprafață este definită de liniile 45 prin marginile exterioare 47 ale generatoarelor 30. Se produce astfel un nor de microunde ce generează o distribuție practic uniformă a energiei microundelor către un material 48 aflat în camera 40. într-un montaj preferat, aparatul 30 este prevăzut cu un senzor de temperaturi 50 montat în carcasa 52 a magnetronului 32. Senzorul 50 este conectat prin conductoarele 51 la un dispozitiv de comandă 54, care va deconecta magnetronul 32 prin conductoarele 53 atunci când senzorul 50 înregistrează o temperatură prag, reconectând magnetronul 32 după o perioadă de timp prestabilită. Astfel, atunci când un material heterogen, cum sunt anvelopele uzate, este tratat, în momentele când sub aparatul 30 nu se găsește material - de exemplu când golul central al anvelopei trece sub aparatul 30 - undele reflectate de podeaua camerei 40 vor determina încălzirea aparatului 30, activând senzorul 50 care sesizează dispozitivul 54 și deconectează magnetronul. După o perioadă prestabilită care, în cazul dat, depinde de timpul necesar golului din centrul anvelopei să depășească aparatul 30, magnetronul 32 va fi reconectat. Astfel, aparatul 30 nu se va supraîncălzi ,iar energia este economisită.
Metoda are aplicații largi și deci pot fi numeroase variante constructive; în cazul particular al reducerii anvelopelor uzate de automobil, o serie de 10 module pot fi cuplate în serie pentru a forma un tunel de 18 m lungime cu secțiunea dreptunghiulară de 35 cm/90 cm.
într-o îmbunătățire preferată, două asemenea tunele pot fi folosite într-o uzină de reducere a anvelopelor. O serie de 12 magnetroane suprapuse pot fi folosite în fiecare modul, ca în fig.3. Fiecare magnetron poate avea 1,5 kw și lungimea de undă 2450 MHz. Procesul de reducere va decurge la o presiune ușor pozitivă de aproximativ 0,6 ...1,3 g/cm2 și la temperaturi maxime de aproximativ 35D°C. Senzorul 50 va deconecta magnetronul la aproximativ 70°C. Reflectoarele 36 au un diametru de aproximativ 19,7 cm la extremitatea parabolei. Secțiunea superioară 17 are aproximativ 8 cm lățime, iar adâncimea reflectorului este aproximativ 6,4 cm.
în uzina de reducere cu două tunele pentru anvelope uzate, operând în condițiile de mai sus, o viteză continuă de alimentare cu anvelope pe transportor de 1,5 cm/s va determina un timp de staționare de aproximativ 20 min și o capacitate de prelucrare de 1440 anvelppe în 24 h pentru fiecare tunel de 18 m. Este de remarcat că o asemenea uzină nu produce nici un fel de emisii. Produsele lichide apar într-un strat îngust de hidrocarburi având consistența motorinei, împreună cu sulf elementar care se condensează separat.
255
260
265
270
275
280
285
290
RO 115138 Bl
Reducerea controlată conform invenției evită problemele de emisie, obișnuite în cazul altor procedee de reducere, inclusiv cele folosite până în prezent și bazate pe energia microundelor.
Claims (12)
1. Metodă de reducere non-pirolitică a unui material organic, caracterizată prin aceea că, aceasta cuprinde următoarele faze: alimentarea continuă cu material organic a unei camere de microunde, generarea de microunde cu o anumită energie în camera respectivă prin intermediul mai multor generatoare de microunde, transmiterea microundeleor de la generatoarele respective spre reflectoarele de microunde corespunzătoare, focalizarea microundelor de la fiecare reflector într-un model de distribuție prestabilit, aranjarea reflectoarelor astfel încât modelele de distribuție să se suprapună pentru a se obține o suprafață de aplicare uniformă a microundelor în secțiunea camerei, controlul gradului de expunere a materialului respectiv la energia microundelor, îndepărtarea continuă a produselor gazoase și reziduurilor solide din cameră.
2. Metodă conformă revendicării 1, caracterizată prin aceea că, aplică reflectoare care sunt parabolice.
3. Metodă conformă revendicării 1, caracterizată prin aceea că .fiecare model prestabilit al focalizării energiei microundelor de la fiecare reflector este circular.
4. Metodă conformă revendicării 1, caracterizată prin aceea că, alimentarea cu material se realizează printr-o serie de camere interconectate în configurație modulară.
5. Metodă conformă revendicării 1, caracterizată prin aceea că, transmiterea energiei microundelor se realizează prin intermediul unor antene, iar reglarea modelului de distribuție a microundelor se realizează prin reglarea poziției antenelor în raport cu reflectoarele corespunzătoare.
6. Aparat pentru reducerea controlată non-pirolitică a unui material organic, prin aplicarea energiei microundelor acestui material, caracterizat prin aceea că, cuprinde o cameră de microunde (14,40), o serie de generatoare de microunde (16,32) asociate camerei respective (14,40), câte o antenă (34) asociată fiecărui generator (16, 32) pentru a transmite microundele produse de acesta, un reflector (36) asociat fiecărei antene (34) pentru a recepționa microundele de la antena (34) respectivă și a focaliza aceste microunde într-un model prestabilit pe materialul organic (48), elemente de alimentare continuă cu material organic a camerei (14, 40) și de îndepărtare a produșilor gazoși din camera (14, 40), modelul de distribuție prestabilit determinând o aplicare uniformă a microundelor în secțiunea camerei (14, 40).
7. Aparat conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că, fiecare reflector (36) are o configurație parabolică.
8. Aparat conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că, fiecare reflector (36) reflectă microunde într-un model circular pe materialul organic (48).
9. Aparat conform revendicării 7, caracterizat prin aceea că, fiecare model circular de distribuție se suprapune peste modelele adiacente pentru a forma o suprafață ce acoperă complet materialul organic, diametrul fiecărui model circular de distribuție a undelor fiind ușor mai mare decât diametrul reflectorului asociat (36).
RO 115138 Bl
10. Aparat conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că, respectiva cameră (14,40) include un perete superior plan (38), fiecare reflector (36) prezintă o față deschisă, iar fiecare reflector (36) este montat pe acest perete superior (38) cu respectiva față deschisă în contact plan cu suprafața peretelui (38).
11. Aparat conform revendicării 9, caracterizat prin aceea că, include o placă ceramică (44) ce închide fața deschisă respectivă.
12. Aparat conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că, poziția fiecărei antene (34) este ajustabilă în raport cu reflectorul asociat (36), în vederea reglării modelului de distribuție a microundelor.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US82813192A | 1992-01-30 | 1992-01-30 | |
| PCT/CA1993/000021 WO1993014821A1 (en) | 1992-01-30 | 1993-01-26 | Method and apparatus for the controlled reduction of organic material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO115138B1 true RO115138B1 (ro) | 1999-11-30 |
Family
ID=25250988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO94-01305A RO115138B1 (ro) | 1992-01-30 | 1993-01-26 | Metoda si aparat pentru reducerea controlata a materialelor organice |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6133500A (ro) |
| RO (1) | RO115138B1 (ro) |
| RU (1) | RU2106248C1 (ro) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2320455A1 (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-22 | Ewmc International Inc. | Medical waste unit |
| GB2429143B (en) * | 2005-07-11 | 2008-02-13 | Re18 Ltd | Vessel and source of radio frequency electromagnetic radiation, heating apparatus and method of heating a feedstock |
| US7927465B2 (en) * | 2006-02-02 | 2011-04-19 | Novak John F | Method and apparatus for microwave reduction of organic compounds |
| US9951281B2 (en) | 2006-12-14 | 2018-04-24 | John Otis Farneman | Microwave based systems and methods for obtaining carbonaceous compounds from polypropylene-containing products |
| EP2125193B1 (en) * | 2006-12-14 | 2012-08-08 | Micro Recovery Solutions LLC | Recycling and material recovery system and method associated therewith |
| RU2361731C1 (ru) * | 2008-01-09 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) | Способ переработки изношенных шин и/или резинотехнических изделий и устройство для его осуществления |
| US8808507B2 (en) * | 2011-08-02 | 2014-08-19 | Scandinavian Biofuel Company As | Microwave assisted flash pyrolysis system and method using the same |
| US9242874B1 (en) * | 2012-11-30 | 2016-01-26 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Microwave-based water decontamination system |
| RU2552259C2 (ru) * | 2013-06-10 | 2015-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерные транспортные системы" | Способ переработки бытовых и производственных отходов в печное топливо и углеродное вещество и устройство для его осуществления |
| DE102015107374A1 (de) | 2015-05-11 | 2016-11-17 | Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau | Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffen |
| DE102015107380B4 (de) * | 2015-05-11 | 2022-11-10 | Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau | Vorrichtung zum kontinuierlichen Erwärmen von Material |
| US11345617B2 (en) * | 2017-03-01 | 2022-05-31 | U.S. Environmental Protection Agency | Microwave drying apparatus for the minimization of drinking water plant residuals |
| RU2687937C1 (ru) * | 2018-06-13 | 2019-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Способ улучшения функциональных свойств резинотехнических изделий обработкой в СВЧ электромагнитном поле |
| RU2721511C1 (ru) * | 2019-04-04 | 2020-05-19 | ООО "Газпром трансгаз Саратов" | Способ восстановления упругопластических свойств резинотехнических изделий обработкой в СВЧ электромагнитном поле |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1092861A (en) * | 1963-06-19 | 1967-11-29 | John Crawford | Method and apparatus for heat treating coal |
| US3449213A (en) * | 1964-08-04 | 1969-06-10 | Edward M Knapp | Pyrolysis of coal with microwave energy |
| US3777095A (en) * | 1972-05-15 | 1973-12-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Microwave heating apparatus |
| DE2645765C2 (de) * | 1976-10-09 | 1978-12-14 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Vorrichtung zum Aufschmelzen und Fixieren eines Tonerbildes auf einem Bildträger |
| CA1082130A (en) * | 1977-03-21 | 1980-07-22 | H. Colman Rosenberg | System for purifying liquids |
| US4118282A (en) * | 1977-08-15 | 1978-10-03 | Wallace Energy Conversion, Inc. | Process and apparatus for the destructive distillation of high molecular weight organic materials |
| US4123230A (en) * | 1977-09-07 | 1978-10-31 | Kirkbride Chalmer G | Sulfur removal from coal |
| GB2018813B (en) * | 1978-03-22 | 1982-09-02 | Didier Eng | Process for coking coal moulded coal for use in this process and a coke-oven for performing the process |
| US4148614A (en) * | 1978-04-13 | 1979-04-10 | Kirkbride Chalmer G | Process for removing sulfur from coal |
| US4234402A (en) * | 1978-10-24 | 1980-11-18 | Kirkbride Chalmer G | Sulfur removal from crude petroleum |
| US4376034A (en) * | 1979-12-17 | 1983-03-08 | Wall Edward T | Method and apparatus for recovering carbon products from oil shale |
| US4313011A (en) * | 1980-04-09 | 1982-01-26 | Standard Oil Company (Indiana) | Plant hydrocarbon recovery process |
| US4330946A (en) * | 1980-09-23 | 1982-05-25 | Ralph S. Tillitt | High efficiency material drying |
| US4398076A (en) * | 1981-03-06 | 1983-08-09 | Lester Hanson | Product recovery method and system for hydrocarbon materials |
| US4364745A (en) * | 1981-06-26 | 1982-12-21 | Standard Oil Company (Indiana) | Plant hydrocarbon recovery process |
| JPS5888084A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-26 | Sanki Eng Co Ltd | 廃棄物加熱処理装置 |
| JPS5888085A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-26 | Sanki Eng Co Ltd | 廃棄物加熱処理装置 |
| US4434345A (en) * | 1982-07-29 | 1984-02-28 | Muscatell Ralph P | Microwave system for frost protection of fruit trees |
| CA1240861A (en) * | 1984-03-14 | 1988-08-23 | Christopher T. Sandberg | Snap stud |
| US4631133A (en) * | 1984-09-13 | 1986-12-23 | Axelrod R & D, Inc. | Waste treatment device and method using microwaves |
| CA1221743A (en) * | 1984-11-23 | 1987-05-12 | Robert G. Harris | Microwave, a closed vessel and methods of determining volatile material content |
| US4592291A (en) * | 1985-03-11 | 1986-06-03 | Red Fox Industries, Inc. | Sewage treatment method and apparatus |
| DE3885620T2 (de) * | 1987-05-13 | 1994-03-03 | Kenneth Michael Holland | Vernichtung von kunststoffabfällen. |
| US4817711A (en) * | 1987-05-27 | 1989-04-04 | Jeambey Calhoun G | System for recovery of petroleum from petroleum impregnated media |
| EP0318598B1 (en) * | 1987-06-19 | 1993-09-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Microwave incinerator |
| US4759300A (en) * | 1987-10-22 | 1988-07-26 | Balboa Pacific Corporation | Method and apparatus for the pyrolysis of waste products |
| GB8726397D0 (en) * | 1987-11-11 | 1987-12-16 | Holland K M | Processing of organic material |
| US4826566A (en) * | 1988-01-11 | 1989-05-02 | Le Tourneau College | Rapid disolution of lignin and other non-carbohydrates from ligno-cellulosic materials impregnated with a reaction product of triethyleneglycol and an organic acid |
| DE3834574A1 (de) * | 1988-10-11 | 1990-04-12 | Berstorff Gmbh Masch Hermann | Arbeitsverfahren und vorrichtung zum gleichmaessigen erwaermen mittels mikrowellen |
| DE4032496A1 (de) * | 1989-10-12 | 1991-04-25 | Wieneke Franz | Einrichtung zur applikation von mikrowellen hoher intensitaet |
| EP0522056A4 (en) * | 1990-03-30 | 1993-05-26 | Iit Research Institute | Method and apparatus for treating hazardous waste or other hydrocarbonaceous material |
-
1993
- 1993-01-26 RO RO94-01305A patent/RO115138B1/ro unknown
- 1993-01-26 RU RU94038056A patent/RU2106248C1/ru active
-
1997
- 1997-11-26 US US08/980,457 patent/US6133500A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2106248C1 (ru) | 1998-03-10 |
| US6133500A (en) | 2000-10-17 |
| RU94038056A (ru) | 1996-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5877395A (en) | Method and apparatus for the controlled reduction of organic material | |
| RO115138B1 (ro) | Metoda si aparat pentru reducerea controlata a materialelor organice | |
| AU669873B2 (en) | Method and apparatus for the controlled reduction of organic material | |
| HK1006949B (en) | Method and apparatus for the controlled reduction of organic material | |
| CN102836620B (zh) | 内燃机、点火塞、等离子设备和使用等离子设备的装置 | |
| US6618957B2 (en) | Method and apparatus for microwave utilization | |
| JP7064570B2 (ja) | マイクロ波熱分解反応器 | |
| JP7128882B2 (ja) | マイクロ波熱分解反応器 | |
| GB2498736A (en) | Apparatus and method for treating hydrocarbon containing materials | |
| CA1288381C (en) | Method and apparatus for the controlled reduction of organic material | |
| RU2725790C1 (ru) | Установка пиролизной высокотемпературной переработки органического сырья | |
| KR100382189B1 (ko) | 개별물질의온도변화제어장치및그방법 | |
| KR100282479B1 (ko) | 유기물질의 조절된 환원을 위한 방법 및 장치 | |
| RU2848523C1 (ru) | Способ низкотемпературного микроволнового пиролиза углеродсодержащих материалов и установка для его осуществления | |
| RU2737007C1 (ru) | Комплекс для микроволнового пиролиза органических материалов | |
| CN220507617U (zh) | 一种双腔体螺旋推进微波处理设备 | |
| RU2255434C1 (ru) | Свч-установка для сушки сыпучих материалов | |
| CN116083104A (zh) | 一种连续进出料隧道式污泥微波热解碳化装置 | |
| UA22660U (en) | Appliance for grain drying |