RU2069686C1 - Способ каталитической переработки углеродсодержащего сырья в ванне расплавленного металла - Google Patents
Способ каталитической переработки углеродсодержащего сырья в ванне расплавленного металла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069686C1 RU2069686C1 RU9193004857A RU93004857A RU2069686C1 RU 2069686 C1 RU2069686 C1 RU 2069686C1 RU 9193004857 A RU9193004857 A RU 9193004857A RU 93004857 A RU93004857 A RU 93004857A RU 2069686 C1 RU2069686 C1 RU 2069686C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- molten metal
- carbon
- phase
- bath
- atomic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/30—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
- A62D3/32—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by treatment in molten chemical reagent, e.g. salts or metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/57—Gasification using molten salts or metals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
- F23G5/085—High-temperature heating means, e.g. plasma, for partly melting the waste
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/04—Pesticides, e.g. insecticides, herbicides, fungicides or nematocides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/06—Explosives, propellants or pyrotechnics, e.g. rocket fuel or napalm
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/20—Organic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/20—Organic substances
- A62D2101/22—Organic substances containing halogen
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/40—Inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/1269—Heating the gasifier by radiating device, e.g. radiant tubes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S423/00—Chemistry of inorganic compounds
- Y10S423/09—Reaction techniques
- Y10S423/12—Molten media
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
Abstract
Изобретение касается способа каталитической переработки углеродсодержащего сырья в ванне расплавленного металла. Сущность изобретения: подают углеродсодержащее сырье в ванну расплавленного металла. Ванна расплавленного металла имеет первую фазу расплавленного металла, содержащую металл с большей свободной энергией окисления при условиях ванны расплавленного металла, чем свободная энергия окисления атомарного углерода в моноксид углерода, и в которой атомарный углерод достаточно растворим; и вторую фазу расплавленного металла, содержащую металл с большей свободной энергией окисления, чем свободная энергия окисления моноксида углерода с образованием диоксида углерода. Осуществляют подачу кислородсодержащего газа в ванну расплавленного металла и разложение углеродсодержащего сырья. 10 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
По оценке Агентства по охране окружающей среды (ЭПА), ежегодно в Соединенных Штатах (в мире) образуется свыше 270 млрд литров (70 млрд галлонов) опасных отходов. К опасным отходам относят органические материалы, такие как многохлористые дифенилы, пестициды, гербициды, городские отходы, отходы медицинских учреждений, включая патогенные вещества, краски, чернила и зараженные растворители, растворы крови и взрывчатые вещества. К неорганическим веществам, представляющим серьезную проблему для окружающей среды, относят оксиды железа, цинка, меди, свинца, магния, алюминия, хрома и кадмия, различные порошкообразные металлические отходы производства и металлосодержащие шламы.
Кроме того, по классификации ЭПА, к токсичным, воспламеняющимся, коррозионно-опасным или реакционно-опасным относят многие отходы обычных материалов, например, шлам красок от заводов электробытовых приборов; отстои хрома и никеля от гальваноцехов; отработанное сырье для производства лаков, дорожных покрытий и детергентов на химических заводах; растворители, применяемые для сухой чистки одежды и обезжиривания компьютерных микросхем; ртуть из отслуживших свой срок батареек для наручных часов; остатки бутана в выброшенных зажигалках, а также щелока из банок из-под чистящих средств для верхней одежды.
Для удаления таких отходов начинает не хватать свалок. В условиях отсутствия подходящих свалок опасные отходы должны преобразовываться в безопасные, предпочтительно полезные, вещества. В разработку альтернативных методов обработки опасных отходов вкладываются огромные средства. К различным реакторам, применяемым для декомпозиции опасных отходов, относятся, например, вращающаяся обжиговая печь, реактор с впрыском жидкости, комбинированная печь, комбинированная камера, реактор с псевдоожиженным слоем, реактор с расплавом солей, а также высокоэффективные котлы.
Обычным реактором для пиролитического разрушения и сжигания органических отходов является вращающаяся обжиговая печь. Как правило, пиролиз во вращающейся обжиговой печи начинается под воздействием высокотемпературного пламени. Реакционные группы, образованные пламенем, окисляются затем при контакте с кислородом. Однако, поскольку отходы часто обладают высокой вязкостью, в общем случае трудно организовать контакт реакционных групп с кислородом для сгорания реакционных групп. Поэтому степень разрушения отходов может снижаться. Кроме того, при подаче реакционных материалов через вращающуюся обжиговую печь, теплота от сгорания выделяется в стороне от конца пламени, что ограничивает количество тепла, которое может быть использовано на начальной стадии пиролиза.
Тайтас с соавторами, патент США N 3812620, описывают жидкую ванну расплавленного стекла и различных металлов, которая образуется в ходе сжигания "гетерогенных отходов", например, городских отходов. Различные органические вещества, присутствующие в отходах, пиролизуют в жидкой ванне при температуре до примерно 5600oC (10000oF). Однако разложившиеся вещества не входят в контакт с кислородом, вводимым в жидкую ванну.
Раммел, патенты США NN 2647045, 2923260 и 2953445, раскрывает жидкую ванну расплавленного шлака, образующуюся в результате восстановления железной руды или "негорючих остатков продуктов угля". Мелко измельченный уголь подают в ванну и производят раздельную подачу порций воздуха с "эндотермическим реактантом", например, водой. Процесс предпочтительно осуществлять в двух отдельных зонах эндотермической и экзотермической.
Рэссор с соавторами, патенты США NN 4187672 и 4244180, раскрывает применение расплавленного железа в качестве растворителя для углерода, образующегося при загрузке угля сверху. Затем углерод частично окисляется оксидом железа и кислородом, подаваемым сверху. Однако, карбонизация и окисление происходят в отчетливо выраженных карбонизационной и окислительной камерах.
Известны также процессы, проводимые в расплавах солей, типичным из которых является реакция карбонатов щелочных металлов в основной, или щелочной, ванне расплава, в которую вводятся кислород и отходы. Однако деградация отходов в таких ваннах основана в принципе на термическом распределении, а не на химической реакции (см. например, патенты США NN 4447262, 4246255 и 4017271).
Массовое уничтожение многохлористых дифенилов может быть осуществлено в крупномасштабных высокоэффективных котлах путем добавления их к обычному топливу в количествах до 5% (см. "Destruction of High Concentration PCB in a Utility Boiler", by Siedhoff, Zale and Morris, Proceedings of the 1983 PCB Seminar, Electric Power Research Institute).
Однако долговременные коррозионные характеристики таких высокоэффективных котлов, а также другие возможные эффекты в них малоизучены.
Альтернативным способом удаления отходов является их окисление путем реакции органических материалов и кислорода в присутствии воды и в условиях высоких температур и давлений (см. Wilhelmi, A.R. and Knoop, P.V. "Wet Air Oxidation An Alternative to Incineration, "Chemical Engireering Progress, 75: 46-53 (1979). Однако, неорганические соли, уголь и металлосодержащие твердые вещества могут накапливаться на стенках устройств, применяемых для таких способов, что требует удаления накопленных отложений, вызывает коррозию и ограничивает рабочую емкость и срок службы таких устройств.
Бах с соавторами, патенты США NN 4574714 и 4602574, раскрывают объединенный процесс, в котором органические и неорганические отходы вводят в жидкую ванну расплавленного металла совместно с кислородом. Жидкая ванна расплавленного металла состоит из металлов и оксидов металлов, свободные энергии окисления которых при условиях жидкой ванны расплавленных металлов выше, чем свободная энергия окисления углерода в моноксид углерода. Отходы пиролитически разлагаются и окисляются в присутствии жидкой ванны расплавленных металлов с образованием моноксида углерода. Моноксид углерода может быть окислен путем контакта с газообразным кислородом, вводимым в жидкую ванну расплавленного металла.
Настоящее изобретение относится к новому способу и к новой системе для извлечения и каталитического превращения углеродсодержащего питания в атомарный углерод и окисления атомарного углерода с образованием диоксида углерода.
Способ каталитического превращения углеродсодержащего питания в атомарный углерод и окисления атомарного углерода с образованием диоксида углерода в ванне расплавленного металла включает в себя введение углеродсодержащего питания в ванну расплавленного металла. Ванна расплавленного металла содержит первую фазу расплавленного металла, включающую металл с большей свободной энергией окисления при условиях ванны расплавленного металла, чем свободная энергия окисления атомарного углерода с образованием моноксида углерода, и в котором атомарный углерод достаточно растворим. Ванна расплавленного металла содержит также вторую фазу расплавленного металла, существенно на смешивающуюся с первой фазой расплавленного металла; указанная вторая фаза расплавленного металла включает металл с большей свободной энергией окисления при условиях ванны расплавленного металла, чем свободная энергия окисления моноксида углерода с образованием диоксида углерода, и в которой растворимость атомарного углерода существенно ниже, чем в первой фазе расплавленного металла, посредством чего ванна расплавленного металла каталитически превращает углерод, присутствующий в углеродсодержащем питании, в атомарный углерод, и посредством чего атомарный углерод, образующийся во второй фазе расплавленного металла, мигрирует в первую фазу расплавленного металла. В ванну расплавленного металла вводится кислород, посредством чего атомарный углерод в первой фазе расплавленного металла окисляется с образованием моноксида углерода, и посредством чего моноксид углерода мигрирует во вторую фазу расплавленного металла, в которой происходит окисление моноксида углерода в диоксид углерода.
Система ванны расплавленного металла для каталитического превращения углеродсодержащего питания в атомарный углерод и для окисления атомарного углерода с образованием диоксида углерода включает сосуд и ванну расплавленного металла, размещенную в указанном сосуде. Ванна расплавленного металла содержит первую фазу расплавленного металла, включающую металл с большей свободной энергией окисления при условиях ванны расплавленного металла, чем свободная энергия окисления атомарного углерода с образованием моноксида углерода, и в которой атомарный углерод достаточно растворим. Ванна расплавленного металла содержит также вторую фазу расплавленного металла, существенно не смешивающуюся с первой фазой расплавленного металла; указанная вторая фаза расплавленного металла включает металл с большей свободно энергией окисления при условиях системы ванны расплава, чем свободная энергия окисления моноксида углерода с образованием диоксида углерода, и в которой растворимость атомарного углерода существенно ниже, чем в первой фазе расплавленного металла, посредством чего ванна расплавленного металла каталитически превращает углерод, присутствующий в углеродсодержащем питании, в атомарный углерод, и посредством чего атомарный углерод, образующийся во второй фазе расплавленного металла, мигрирует в первую фазу расплавленного металла. Средства введения кислорода в ванну расплавленного металла обеспечивают контакт атомарного углерода с кислородом, посредством чего атомарный углерод в первой фазе расплавленного металла существенно окисляется с образованием моноксида углерода, и посредством чего моноксид углерода направляется во вторую фазу расплавленного металла, где моноксид углерода, образовавшийся в первой фазе расплавленного металла, подлежит существенному окислению с образованием диоксида углерода. Средства для удаления диоксида углерода удаляют диоксид углерода, образовавшийся в ванне расплавленного металла системы ванны расплавленного металла.
Настоящее изобретение обладает рядом преимуществ. Из углеродсодержащего питания образуются свободные радикалы атомарных составляющих, включая углерод. По крайней мере часть этих свободных радикалов превращается экзотермической реакцией в относительно стабильные вещества, например, в диоксид углерода и воду. Тепла, вырабатываемого экзотермической реакцией, может оказаться достаточно для того, чтобы расплавленные металлы ванны расплава каталитически превращали атомарные составляющие дополнительно поступающего углеродсодержащего питания в соответствующие элементы. Таким образом, свободные радикалы могут непосредственно способствовать образованию из углеродсодержащего питания других свободных радикалов. Экзотермическая реакция может также вырабатывать достаточно тепла для того, чтобы передавать тепло от ванны расплава для использования в других целях, например, для выработки электроэнергии. Использование в ванне расплава несмешивающихся металлов позволяет избирать различные сочетания металлов в соответствии с их относительной растворимостью и свободной энергией окисления, посредством чего можно управлять реакцией свободных радикалов для образования относительно стабильных веществ. Химическая энергия, масса и термические энергии могут передаваться внутри ванны расплавленного металла с образованием термодинамически стабильных веществ при условиях, определяемых каждой фазой ванны расплавленного металла, определяющей реакционную систему. Далее, превращение в стабильные вещества может быть существенно полным, что предотвращает выделение существенных количеств токсичных выбросов в атмосферу. Высокая растворимость образовавшихся веществ в ванне расплава позволяет осуществлять сбор существенных количеств этих веществ в ванне расплава. Многие из этих образовавшихся веществ могут удаляться путем их невыщелачиваемого включения в стекловидную кристаллографическую матрицу слоя шлака, расположенного на поверхности ванны металла. Таким путем может быть существенно снижено выделение газообразных вредных веществ.
На фиг. 1 схематически представлен один из вариантов системы ванны расплава по настоящему изобретению; на фиг. 2 представлен график свободных энергий окисления для металлов, применимых в настоящем изобретении, а также график свободной энергии окисления углерода в моноксид углерода и в диоксид углерода.
Характерные особенности и другие детали способа по настоящему изобретению более подробно будут описаны далее со ссылками на прилагаемые чертежи и отмечены в формуле изобретения.
Настоящее изобретение в целом относится к способу и системе извлечения атомарных составляющих из углеродсодержащего питания и превращения этих атомарных составляющих в термодинамически стабильные формы в ванне расплавленного металла. Бах с соавторами, патенты США NN 4574714 и 4602574, описывают ванну расплавленного металла, например такую, какая используется на сталелитейном заводе, которая уничтожает многохлористые дифенилы и другие органические отходы, по желанию совместно с неорганическими отходами.
Система ванны расплава 10 по одному из вариантов настоящего изобретения показана на фиг. 1. Фигура изображает сосуд 12. Сосуд 12 включает загрузочное отверстие 14. Сосуд 12 изготавливают из подходящего материала, известного из современного уровня развития техники. Загрузочное отверстие 14 применимо для направления в сосуд 12 подходящего углеродсодержащего питания. Газоотвод горячего газа 16 простирается от открытой части 17 сосуда 12 и применим для направления горячих газов из сосуда 12 к подходящим средствам обработки, не показанным на фигуре, для обработки газов, полученных способом по настоящему изобретению.
Фурма 18 включает трубу подачи кислорода 20, обеспечивающую сообщение для текучего вещества между источником кислорода 22 и нижней частью 23 сосуда 12. Фурма 18 также включает трубу подачи кислорода 20, заключенную внутри трубы подачи углеродсодержащего питающего газа 24 у отверстия фурмы 26. Труба подачи углеродсодержащего питающего газа 24 обеспечивает сообщение для текучего вещества между источником углеродсодержащего питающего газа 28 и сосудом 12. Фурма 18 имеет размеры и форму, обеспечивающие совместную и непрерывную подачу подходящего углеродсодержащего питающего газа и кислорода в сосуд 12. Однако, допускается, что углеводородный газ и кислород могут подаваться в сосуд 12 не только непрерывно, и периодически. Допустимо также, что в сосуде 12 может устанавливаться более чем одна фурма 18, а также любая фурма, известная из современного уровня развития техники и пригодная для достижения желаемых режимов дутья.
Донная спускная труба 30 отходит от сосуда 12 и пригодна для удаления из сосуда 12 расплавленного металла. В качестве средств непрерывного или дискретного удаления дополнительных фаз могут быть установлены дополнительные спускные трубы. Индукционная катушка 32 размещена на сосуде 12 так, чтобы обеспечивать нагрев сосуда 12, достаточный для начала и/или обеспечения нагрева в ходе применения способа по настоящему изобретению. Допускается, что сосуд 12 может нагреваться другими средствами, например, топливокислородными горелками, расположенными над ванной, электродугой и т.п. На сосуд 12 могут быть установлены цапфы 34 для кантовки сосуда 12. Уплотнение 36 установлено между сосудом 12 и газоотводом горячего газа 16 и позволяет частично поворачивать сосуд 12 на цапфах 34 без разрушения уплотнения 36 газоотвода горячего газа 16.
Сосуд 12 может быть сосудом оригинальной конструкции либо сосудом обычной конструкции. Примерами подходящих сосудов, оборудованных соответствующими средствами инжекции, являются К-ВОР (Kawasaki Basic Oxyder steelmaking Process vessel конвертер фирмы "Кавасаки" для производства стали по кислородно-конвертерному процессу), Q-BOP (Quiscent Bottom-blow steelmaking Process vessel конвертер для производства стали по процессу КИВЦЕТ с подачей кислорода через днище конвертера) AOD (argon-oxyger decarbonijarion furrace конвертер с аргонно-кислородным обезуглероживанием), EAF (Electric Arc Furnace дуговая электропечь) и т.д. которые оборудованы соответствующими средствами для верхнего и нижнего дутья и средствами загрузки через колошник, известными из обычного опыта производства стали.
Ванна расплавленного металла 44 расположена внутри сосуда 12. Ванна расплавленного металла 44 включает первую фазу расплавленного металла 46. Первая фаза расплавленного металла 46 состоит из металла с большей свободной энергией окисления при условиях системы ванны расплавленного металла 44, чем свободная энергия превращения атомарного углерода в моноксид углерода. Атомарный углерод достаточно растворим в первой фазе расплавленного металла 46. В ванне расплавленного железа за счет управляемой подачи углеродсодержащего питания и кислорода поддерживается динамический баланс углерода в диапазоне примерно от примерно 0,5% углерода до примерно 6% углерода, предпочтительно от примерно 2% до примерно 3%
Подходящими металлами для первой фазы расплавленного металла 46 могут быть, например, железо, хрома, марганец и др. Допускается, что первая фаза расплавленного металла 46 может включать более чем один металл. Например, первая фаза расплавленного металла 46 может включать раствор металлов, в котором атомарный углерод имеет значительную растворимость. Допустимо также, чтобы первая фаза расплавленного металла 46 содержала оксиды металлов первой фазы расплавленного металла 46.
Подходящими металлами для первой фазы расплавленного металла 46 могут быть, например, железо, хрома, марганец и др. Допускается, что первая фаза расплавленного металла 46 может включать более чем один металл. Например, первая фаза расплавленного металла 46 может включать раствор металлов, в котором атомарный углерод имеет значительную растворимость. Допустимо также, чтобы первая фаза расплавленного металла 46 содержала оксиды металлов первой фазы расплавленного металла 46.
Ванна расплавленного металла 44 содержит также вторую фазу расплавленного металла 48. Вторая фаза расплавленного металла 48 существенно не смешивается с первой фазой расплавленного металла 46. Вторая фаза расплавленного металла 48 включает металл с большей свободной энергией окисления при условиях системы ванны расплавленного металла 44, чем свободная энергия превращения моноксида углерода в диоксид углерода. Растворимость радикала свободного углерода во второй фазе расплавленного металла 48 ниже, чем в первой фазе расплавленного металла 46. В одном из вариантов настоящего изобретения растворимость атомарного углерода во второй фазе расплавленного металла находится в диапазоне до примерно одного процента по массе.
Подходящими металлами для второй фазы расплавленного металла 48 могут быть, например, медь, никель, кобальт и др. Допускается, что вторая фаза расплавленного металла 48 может включать более чем один металл. Например, вторая фаза расплавленного металла 48 может включать раствор металлов, в котором атомарный углерод менее растворим, чем в первой фазе расплавленного металла 46. Допустимо также, чтобы первая фаза расплавленного металла 48 содержала оксиды металлов первой фазы расплавленного металла 48.
Ванна расплавленного металла 44 может быть образована путем, по крайней мере частичного заполнения сосуда 12 металлами, подходящими для первой фазы расплавленного металла 46 и второй фазы расплавленного металла 48. Эти металлы затем нагреваются до подходящей температуры путем активации индукционной катушки 32 или другими средствами, не показанными на фигуре. В ходе нагрева металлы плавятся и разделяются с образование первой фазы расплавленного металла 46 и второй фазы расплавленного металла 49. Для достижения несмешения фаз может оказаться необходимой добавка какого-либо реагента. По одному из вариантов настоящего изобретения вязкость ванны расплавленного металла 44 не превышает примерно 0,01 н.c/м2 (10 сантипуаз). Однако допускается, чтобы образовывались более чем две фазы расплавленного металла. Число фаз расплавленного металла и металлы, входящие в фазу расплавленного металла могут быть выбраны из условия переноса тепла, массы и химической энергии между фазами расплавленного металла с тем, чтобы образовывались подходящие вещества, которые термодинамически стабильны при условиях ванны расплавленного металла 44.
Подходящие условия в системе ванны расплавленного металла 44 включают температуру и парциальное давление кислорода в ванне расплавленного металла 44, достаточные для того, чтобы свободная энергия окисления металла в первой фазе расплавленного металла 46 превысила свободную энергию превращения радикалов свободного углерода в моноксид углерода, и чтобы свободная энергия окисления металла во второй фазе расплавленного металла 48 превысила свободную энергию превращения моноксида углерода в диоксид углерода. Температура ванны расплавленного металла 44 достаточна также для того, чтобы ванна расплавленного металла 44 была текуча и чтобы эта температура вела к тому, чтобы ванна расплавленного металла 44 каталитически превращала углерод, присутствующий в подходящем углеродсодержащем питании, в атомарный углерод.
По одному из вариантов настоящего изобретения на ванне расплавленного металла 44 располагается стекловидный слой 50. Стекловидный слой 50 существенно не смешиваем с ванной расплавленного металла 44. Стекловидный слой 50 состоит по крайней мере из одного оксида металла, металл которого имеет при условиях ванны расплавленного металла 44 меньшую свободную энергию окисления, чем свободная энергия окисления атомарного углерода в моноксид углерода.
Растворимость углерода и моноксида углерода в стекловидном слое 50 может быть меньше, чем растворимость первой фазы расплавленного металла 48, для того, чтобы тем самым удерживать атомарный углерод и свободный радикал моноксида углерода в ванне расплавленного металла 44.
По другому варианту настоящего изобретения стекловидный слой 50 имеет меньшую теплопроводность, чем теплопроводность ванны расплавленного металла 44. Тем самым радиационные потери тепла от ванны расплавленного металла 44 снижаются по сравнению с радиационной потерей тепла от ванны расплавленного металла 44, не имеющей стекловидного слоя.
Примерами подходящих оксидов металлов являются окись титана (TiO), окись циркония (ZrO2), окись алюминия (Al2O3, окись магния (MgO), окись кальция (CaO) и т.д. Примерами других подходящих компонентов стекловидного слоя 50 являются галогены, сера, фосфора, тяжелые металлы и т.д. Допускается, чтобы стекловидный слой 50 включал более одного оксида металла. Стекловидный слой 50 текуч, а свободные радикалы и другие газы из ванны расплавленного металла 44 могут проходить через стекловидный слой 50.
Стекловидный слой 50 образуют путем подачи подходящих компонентов, таких как металлы, оксиды металлов, галогены, сера, фосфор, тяжелые металлы, флюсы, шламы и т.д. из источника флюса 42 через подающую трубу 40 на ванну и в ванну расплавленного металла 44, либо из-под поверхности ванны так, как это известно из современного уровня развития техники. Оксиды из указанных компонентов образуют путем введения компонентов в контакт с кислородным газом, подаваемым в сосуд 12, либо путем введения в реакцию других веществ, стабильных в условиях системы, с другими менее стабильными компонентами, такими как катионы щелочного или щелочноземельного металла. Примерами таких стабильных реагирующих веществ являются фторид кальция (CaF2) и фосфат магния (Mg(PO)2). Тонкий стекловидный слой 50 способствует прохождению свободных радикалов диоксида углерода и моноксида углерода, а также других газообразных веществ через стекловидный слой 50 к газовому слою 51.
Газовая фаза 51 образуется над ванной расплава 44 либо, в случае присутствия стекловидного слоя 50, над стекловидным слоем 50. В тех случаях, когда химические реакции в газовой фазе 51 делают это целесообразным, газовая фаза 51 может включать в себя кислород, подаваемый в верхнюю часть 17 сосуда 12 от источника кислорода 22 через вторую трубу подачи кислорода 38. По одному из вариантов настоящего изобретения газовая фаза 51 может также включать газ, образовавшийся в ванне расплавленного металла 44 и в стекловидном слое 50. Свободные радикалы, образовавшиеся в ванне расплавленного металла 44 и в стекловидном слое 50, могут вступать в реакцию с кислородом, присутствующим в газовой фазе 51, или с другими веществами, предпочтительно органическими, проходящими через газовую фазу 51. Газы в газовой фазе 51 выводятся из сосуда 12 через газоотвод горячего газа 16 пригодными для этого средствами. Подача кислорода в сосуд 12 через вторую трубу подачи кислорода 38 и удаление газа из сосуда 12 через газоотвод горячего газа 16 осуществляют в количествах, обеспечивающих парциальное давление кислорода в сосуде 12, достаточное для каталитического превращения углерода, присутствующего в углеродсодержащем питании, в атомарный углерод, и превращение атомарного углерода в диоксид углерода.
По одному из вариантов настоящего изобретения углеродсодержащий питающий газ и кислород подают из источника углеродсодержащего питающего газа 28 и источника кислорода 22 через фурму 18 в ванну расплавленного металла 44 в нижней части 19 сосуда 12. Углеродсодержащий питающий газ вводят в контакт с ванной расплавленного металла 44, тем самым подвергая его условиям, достаточным для каталитического превращения углерода, присутствующего в углеродсодержащем питании, в атомарный углерод.
Термин "каталитическое превращение", используемый здесь, означает, что ванна расплавленного металла 44 существенно ослабляет связи между атомами в углеродсодержащем питании, что способствует разрыву связей и в условиях системы ванны расплава ведет к превращению углерода в атомарный углерод.
Примерами подходящих углеродсодержащих питающих газов являются углеводороды и т.п. Помимо углерода, углеродсодержащее питание 52 может содержать другие атомарные составляющие, такие как водород, галиды и металлы.
Углеродсодержащий питающий газ и кислород подают через фурму 18 одновременно и совместно. По одному из вариантов настоящего изобретения кислород и углеродсодержащий питающий газ подают к ванне расплавленного металла 44 в количествах, достаточных для образования эмульсии из несмешивающихся первой фазы расплавленного металла 46 и второй фазы расплавленного металла 48. Радикалы, не содержащие углерод, образуются в первой фазе расплавленного металла 46 и второй фазе расплавленного металла 48.
В другом варианте настоящего изобретения первая фаза расплавленного металла 46 может образовывать нижний слой, а вторая фаза расплавленного металла 48 может образовывать верхний слой ванны расплавленного металла 44, прилегающий к первой фазе расплавленного металла 46 и находящийся выше нее. Стекловидный слой 50 прилегает к верхнему слою второй фазы расплавленного металла 48 ванны расплавленного металла 44 и находится выше него.
Атомарный углерод менее растворим во второй фазе расплавленного металла 48, чем в первой фазе расплавленного металла 46. Контакт между первой фазой расплавленного металла 46 и второй фазой расплавленного металла 48 позволяет осуществлять перенос атомарного углерода из второй фазы расплавленного металла 48 в первую фазу расплавленного металла 46. Таким образом, существенная часть атомарного углерода, образованная за счет превращения углерода, присутствующего в углеродсодержащем питающем газе, накапливается в первой фазе расплавленного металла 46.
Помимо атомарного углерода, образуются и свободные радикалы других атомарных составляющих углеродсодержащего питающего газа. Эти другие свободные атомарные радикалы могут по крайней мере частично растворяться в первой фазе расплавленного металла 46, второй фазе расплавленного металла 48 или в стекловидном слое 50. Относительное количество атомарного радикала, растворенного в расплавленных металлах и стекловидном слое 50, зависит от относительной растворимости каждого из этих элементов в указанных металлах и других компонентах, избранных для включения в ванну расплавленного металла 44 и стекловидный слой 50. Свободные радикалы могут экзотермически реагировать с другими компонентами в ванне расплавленного металла 44 и в стекловидном слое 50, вырабатывая тем самым тепло и образуя продукты реакций, которые стабильны при условиях ванны расплавленного металла 44 и внутри ванны расплавленного металла 44 или стекловидного слоя 50.
В другом случае свободные радикалы, отличные от углерода, могут быть существенно нерастворимы в ванне расплавленного металла 44 и стекловидном слое 50, за счет чего свободные радикалы мигрируют в ванне расплавленного металла 44 и стекловидном слое 50 к газовому слою 51, находящемуся над стекловидным слоем 50. Кислород, подаваемый в верхнюю часть 17 сосуда 12 через вторую трубу подачи кислорода 38, контактирует со свободными радикалами и вступает в реакцию со свободными радикалами, образуя газообразные оксиды. Газообразные оксиды удаляются из сосуда 12 через газоотвод горячего газа 16.
Кроме того, свободные радикалы, включая триплетный моноксид углерода, могут способствовать образованию из углеродсодержащего питания других свободных радикалов.
В другом варианте настоящего изобретения нетоксичное и частично токсичное углеродсодержащее питание 52 подается в систему ванны расплава 10 через загрузочное отверстие 14. Примерами углеродсодержащего питания 52, пригодного для подачи в систему ванны расплава 10 через загрузочное отверстие 14, являются бумага, дерево, шины, уголь и т.п. Вместе с углеродсодержащим питанием 52 можно также подавать неорганические вещества. Примерами подходящего неорганического питания являются, но не ограничены ими, металлы и их оксиды; сульфиды и галиды. Питание, подаваемое через загрузочное отверстие 14, может иметь твердую либо жидкую форму. Кроме углерода, углеродсодержащее питание 52 может включать другие атомарные составляющие, такие как водород, галиды, металлы и т.д.
Углеродсодержащие питание 52, подаваемое через загрузочное отверстие 14, контактирует со стекловидным слоем 50, если стекловидный слой присутствует, или с ванной расплавленного металла 44. Контакт углеродсодержащего питания с ванной расплавленного металла 44 либо со стекловидным слоем 50 подвергает углеродсодержащее питание воздействию условий, достаточных для превращения углерода, присутствующего в углеродсодержащем питании, в атомарный углерод, и для превращения других атомарных составляющих в их соответствующие стабильные формы, определяемые условиями ванны.
Превращение углерода и других атомарных составляющих в их свободные радикалы можно вызвать, подвергнув углеродсодержащее питание воздействию радикала углерода и других свободных радикалов, уже превращенных из своих атомарных составляющих в углеродсодержащем питании; каталитическим превращением во время контакта с ванной расплавленного металла 44; либо обоими этими способами.
Существенная часть атомарного углерода мигрирует через стекловидный слой и вступает в контакт с ванной расплавленного металла 44. Другие составляющие либо реагируют с кислородом в газообразном слое с образованием газообразных оксидов, которые растворяются в стекловидном слое 50, либо растворяются в ванне расплавленного металла 44. Относительное количество химических составляющих, включая свободные радикалы, в стекловидном слое 50, в первой фазе расплавленного металла 46 и во второй фазе расплавленного металла 48 по крайней мере частично зависит от относительной растворимости каждого из химических составляющих в металлах, оксидах металлов и в других компонентах, избранных для применения в системе ванны расплава 10.
По одному из вариантов настоящего изобретения растворимость атомарного углерода в стекловидном слое 50 и во второй фазе расплавленного металла 48 меньше, чем в первой фазе расплавленного металла 46. Вследствие этого атомарный углерод при контакте с первой фазой расплавленного металла 46 предпочтительно растворяется в первой фазе расплавленного металла 46. Вследствие этого значительная часть атомарного углерода, образованного в системе ванны расплава 10, поступает в первую фазу расплавленного металла 46.
По крайней мере часть кислорода, подаваемого в нижнюю часть 19 сосуда 12 через фурму 18, контактирует с первой фазой расплавленного металла 46 и с атомарным углеродом, растворенным в первой фазе расплавленного металла 46. По одному из вариантов настоящего изобретения стехиометрическое отношение кислорода, подаваемого в систему ванны расплава 10, к окисляемой части углеродсодержащего питания больше чем примерно 1:1. По крайней мере часть кислорода, контактирующего с первой фазой расплавленного металла 46 и с атомарным углеродом, растворенным в первой фазе расплавленного металла 46, реагирует с атомарным углеродом с образованием моноксида углерода, поскольку свободная энергия окисления металла в первой фазе расплавленного металла 46 больше, чем свободная энергия окисления атомарного углерода с образованием моноксида углерода.
Образование моноксида углерода в первой фазе расплавленного металла 46 и контакт первой фазы расплавленного металла 46 со второй фазой расплавленного металла 48 приводит к тому, что существенная часть образовавшегося моноксида углерода мигрирует ко второй фазе расплавленного металла 48. Существенная часть моноксида углерода во второй фазе расплавленного металла 48 контактирует по крайней мере с частью кислорода, подаваемого к ванне расплавленного метала 44 через фурмы 18, и реагирует с кислородом, образуя диоксид углерода, поскольку свободная энергия окисления металла во второй фазе расплавленного металла 48 больше, чем свободная энергия окисления моноксида углерода с образованием диоксида углерода.
Образование диоксида углерода во второй фазе расплавленного металла 48 приводит к тому, что существенная часть образовавшегося диоксида углерода мигрирует, например, диффундируя, из второй фазы расплавленного металла 48 через стекловидный слой 50 к газовому слою 51. Диоксид углерода в газовом слое 51 затем удаляется из системы ванны расплава 10 через газоотвод горячего газа 16.
Теплота, выделяемая экзотермической реакцией превращения атомарного углерода в моноксид углерода и экзотермической реакцией превращения моноксида углерода в диоксид углерода, может обеспечить тепло, необходимое для эндотермического образования атомарного углерода и других атомарных составляющих углеродсодержащего питания. Экзотермическая реакция других свободных радикалов, образовавшихся из других атомарных составляющих углеродсодержащего питания, также может обеспечить поступление тепла для поддержания процесса образования свободных радикалов и для других эндотермических реакций в ванне расплавленного металла 44, в стекловидном слое 50 и в газовом слое 51.
Тепло, выделяемое экзотермическими реакциями, такими как образование моноксида углерода и диоксида углерода, в ванне расплавленного металла 44, в стекловидном слое 50 и в газовом слое 51, может отводиться из системы ванны расплава 10. По одному из вариантов настоящего изобретения тепло проходит через стенку сосуда 54 к катушке 56, покрытой подходящей изоляцией 58, и содержащей подходящую теплопередающую среду, например, воду или жидкий металл. Теплопередающую среду вынуждают циркулировать через катушку, посредством чего тепло от ванны расплавленного металла 44 передается к средствам выработки энергии. Примером подходящих средств выработки энергии является паровая турбина.
По другому варианту настоящего изобретения первая фаза расплавленного металла 46 включает в себя железо, а вторая фаза расплавленного металла 48 включает в себя медь. В условиях кивцетной плавки первая фаза расплавленного металла 46 образует верхний слой, а вторая фаза расплавленного металла 48 образует нижний слой, прилегающий к верхнему слою и лежащий сразу под ним. Расплавленная медь и расплавленное железо образуют разные слои, поскольку они существенно не смешиваемы друг с другом и имеют разные плотности. Турбулентность и перемешивание в ванне расплавленного металла превращает указанную систему в эмульсию. Температура первой фазы расплавленного металла 46 и температура второй фазы расплавленного металла 48 составляет примерно 1400oC (2500oF). Стекловидный слой 50 включает в себя окись кальция (CaO), двуокись кремния (SiO2) и окись алюминия (Al2O3). Обычно количество окиси кальция в стекловидном слое 50 составляет примерно 40% двуокиси кремния примерно 40% окиси алюминия примерно 20%
Стекловидный слой 50 примыкает к верхнему слою расплавленного металла 46 и расположен непосредственно выше него. В нижний слой через фурму 18 непрерывно и совместно подают хлорбензол C6H5Cl (в качестве углеродсодержащего питающего газа) и кислород. Углерод, водород и хлор, содержащиеся в хлорбензоле, под воздействием расплавленного железа каталитически превращаются в свободные радикалы углерода, водорода и хлора. Подача кислорода в нижний слой приводит к тому, что атомарный углерод вступает в реакцию с кислородом с образованием моноксида углерода. Реакция атомарного углерода с кислородом экзотермична, что ведет к выделению тепла, расходуемого на поддержание эндотермического каталитического превращения хлорбензола в свободные радикалы углерода, водорода и хлора. Как видно из фиг. 2, при температуре выше, чем примерно 700oC, энергия окисления железа превышает энергию превращения атомарного углерода в моноксид углерода. Вследствие этого по крайней мере часть кислорода, поступившего к расплавленному железу, скорее вступит в реакцию с атомарным углеродом с образованием моноксида углерода, чем образует закись железа (FeO).
Стекловидный слой 50 примыкает к верхнему слою расплавленного металла 46 и расположен непосредственно выше него. В нижний слой через фурму 18 непрерывно и совместно подают хлорбензол C6H5Cl (в качестве углеродсодержащего питающего газа) и кислород. Углерод, водород и хлор, содержащиеся в хлорбензоле, под воздействием расплавленного железа каталитически превращаются в свободные радикалы углерода, водорода и хлора. Подача кислорода в нижний слой приводит к тому, что атомарный углерод вступает в реакцию с кислородом с образованием моноксида углерода. Реакция атомарного углерода с кислородом экзотермична, что ведет к выделению тепла, расходуемого на поддержание эндотермического каталитического превращения хлорбензола в свободные радикалы углерода, водорода и хлора. Как видно из фиг. 2, при температуре выше, чем примерно 700oC, энергия окисления железа превышает энергию превращения атомарного углерода в моноксид углерода. Вследствие этого по крайней мере часть кислорода, поступившего к расплавленному железу, скорее вступит в реакцию с атомарным углеродом с образованием моноксида углерода, чем образует закись железа (FeO).
Накапливание моноксида углерода в расплавленном железе, вызванное непрерывной совместной подачей хлорбензола и кислорода к расплавленному железу, а также контакт между расплавленным железом ведет к миграции моноксида углерода от расплавленного железа к расплавленной меди. Таким образом по крайней мере часть кислорода, поступившего к расплавленному железу, будет мигрировать от фазы расплавленного железа к фазе расплавленной меди.
Как видно из фиг. 2, при температуре ванны расплавленного металла 44, свободная энергия окисления меди превышает свободную энергию окисления моноксида углерода с образованием диоксида углерода, а также свободную энергию окисления водорода с образованием воды (H2O). Вследствие этого по крайней мере часть кислорода, содержащегося фазе расплавленной меди, скорее вступит в реакцию с моноксидом углерода с образованием диоксида углерода и с водородом с образованием воды, чем вступит в реакцию с медью с образование закиси меди (Cu2O).
Атомарный углерод менее растворим в меди, чем в железе. Следовательно, атомарный углерод будет предпочтительно растворяться в фазе расплавленного железа, а не в фазе расплавленной меди. Меньшая растворимость углерода в расплавленной меди, чем в расплавленном железе, делает возможным образование диоксида углерода из моноксида углерода, свободная энергия окисления которого выше, чем свободная энергия окисления атомарного углерода с образованием моноксида углерода. Равная растворимость атомарного углерода в обоих слоях не позволяла бы моноксиду углерода полностью прореагировать с образованием диоксида углерода, поскольку располагаемый для этого кислород предпочтительно реагировал бы с атомарным углеродом с образованием моноксида углерода. Таким образом, меньшая растворимость углерода в расплавленной меди, чем в расплавленном железе, делает возможным в фазе расплавленной меди существенно полное протекание реакции моноксида углерода с образованием диоксида углерода. Затем диоксид углерода в виде газа покидает расплавленную медь и направляется через стекловидный слой 50 в газовый слой 51, где происходит его удаление из системы ванны расплава 10 через газоотвод горячего газа 16.
В фазе расплавленной меди свободные радикалы водорода могут также быть превращены в свободные радикалы гидроокиси (ОН). Свободные радикалы гидроокиси могут быть направлены из фазы расплавленной меди в стекловидный слой 50 и в газовый слой.
Свободные радикалы хлора, образовавшиеся в ванне расплавленного металла 44, могут мигрировать, например, путем диффузии, через ванну расплавленного металла 44 в стекловидный слой 50, где они могут вступать в реакцию с окисью кальция с образованием хлорида кальция (CaCl2). Свободные радикалы хлора могут также быть направлены в газовый слой для того, чтобы они способствовали превращению углеродсодержащего питания, подаваемого в систему ванны расплава 10 через загрузочное отверстие 14.
В связи с вышеизложенным понятно, что первая фаза расплавленного металла 46 и вторая фаза расплавленного металла 48 системы ванны расплава 10 могут быть выбраны таким образом, чтобы растворимость других атомарных составляющих, например водорода, была во второй фазе расплавленного металла 48 выше, чем в первой фазе расплавленного металла 46. Специалистам в данной области понятно, что соотношение между диоксидом углерода и водой, образовавшимися во второй фазе расплавленного металла 48, определяется относительными скоростями реакций, а также другими физико-химическими характеристиками, описывающими вторую фазу расплавленного металла 48. Металлы могут быть выбраны также и так, чтобы свободная энергия окисления в первой фазе расплавленного металла 46 была меньше, чем свободная энергия окисления свободных радикалов атомарных составляющих, например, водорода, с образованием, например, воды, а свободная энергия окисления металла во второй фазе расплавленного металла 48 была больше, чем свободная энергия окисления свободного радикала водорода.
Основная идея настоящего изобретения связана с каталитическим извлечением растворимых химических веществ из некоторых попадающих в отходы материалов, содержащих водород, углерод, галиды, металлы и т.п. в сопутствующие фазы соответствующего химического состава. Перенос массы, химической энергии и латентного тепла через фазовые границы достигается путем превращения этих веществ в химические комплексы, обладающие меньшей растворимостью в порождающей их фазе, и предпочтительной растворимостью в другой (других) фазах, составляющих реакционную систему. Для этой цели пригодна подача реагентов, содержащих кислород, водород, галиды, серу и металлы.
Распределение и передача массы, тепла и химической энергии в сопутствующих фазах будут определяться относительными растворимостями химических структурных единиц в каждой фазе, и химическими условиями, действию которых подвергаются химические комплексы со стороны ассоциированной фазы. Ассоциированное поведение любой фазы, и, следовательно, химические условия в ней определяются присущими ей характеристическими физико-химическими свойствами. При определении свойств обычно используют такие показатели, как состав, температура и давление. Если условия, определенные физико-химическими свойствами порождающей фазы, не позволяют химической энергии высвобождаться в этой фазе, то эта (потенциальная) энергия все-таки может быть высвобождена в других сопутствующих фазах, если только их химические свойства будут благоприятствовать этому. Как было показано ранее, химические свойства могут быть изменены путем изменения состава, включая введение реагирующего вещества, изменением температуры, давления и т.п.
В качестве примера рассмотрим реакционную систему, содержащую Cr в фазе 1; Cu в фазе 2; оксиды металлов, например, CaO, SiO2, Al2O3 в фазе 3; остатки газа в пространстве, расположенном непосредственно над фазой 3 и в контакте с ней в фазе 4. Инжекция хлорбензола в фазу 1 приведет к каталитической экстракции этой фазой С, H, Cl. Перенос этих химических структурных единиц и связанных с ними энергий в смежные фазы осуществляется инжекцией реагирующего вещества. Введение в фазу 1 O2 экзотермически превращает С в СО и переносит СО в фазу 2. Присутствие кислорода в фазе 2 экзотермически превращает СO в CO2, а растворенный водород Н в ОН. Эти химические структурные единицы могут проходить через фазу 3 в фазу 4, в которой радикал ОН все еще содержит химическую энергию, поскольку является радикалом. Если химические условия в фазе 2 агрессивны по отношению к гидроксильному радикалу ОН, то он в фазе 2 может вступать в последующую реакцию с образованием H2O и сопутствующим ей высвобождением энергии. Хлор, проходящий через фазу 3, может быть захвачен в форме CaCl2, присутствующим в фазе 3 (или введенным в качестве реагирующего вещества) CaO. При желании можно позволить хлору пройти в фазу 4 для того, чтобы за счет реакции свободных радикалов ускорить декомпозицию веществ, присутствующих в фазе 4.
Вышеописанная реакционная система за счет точного подбора парциальных давлений кислорода позволяет осуществлять перенос термически возбужденного СО из фазы 1 в фазу 2, а при желании и в фазы 3 и 4. Перенос СO из одной фазы в другую, при котором окисление происходит в последней фазе, вызывает перенос энергии из первой фазы во вторую фазу. Когда химические условия фазы 4 способствуют характеру радикала, то поступление СО в фазу 4, начиная процесс превращения и декомпозиции материалов с выделением тепла, дает ей возможность действовать в качестве "радикального" очистителя. Когда энтальпия окружающей среды возбуждает моноксид углерода и приводит его в триплетное состояние, то он известным способом может также извлекать водород (и другие атомы). Известно, что триплетные состояния (с непарными электронами) проявляют свойства, характерные для незаполненной оболочки или свободных радикалов.
Основную идею настоящего изобретения можно еще раз проиллюстрировать следующим примером. Создав реакционную среду с недостатком кислорода непосредственно над и в контакте с границей "расплав газ" (фаза n), введением в ванну воды и других водородсодержащих веществ достигнем образования в фазе n одноатомных атомов водорода и кислорода (Н и О) и гидроксильного радикала. Эти реакционноспособные химические структурные единицы, образовавшиеся в жидкой фазе, быстро будут мигрировать из фазы n-1 и инициируют этап декомпозиции органических материалов, проходящих через фазу n. Мы предпочитаем поддерживать химическую воду, в которой присутствуют возбужденные атомы и радикалы, что служит цели захвата концевых атомов, например, водорода, или для инициирования каталитического гомолитического разрыва связей в выбранном материале. Распространение новых свободных радикалов, образовавшихся в результате этих захватов и разрывов, усиливает распространение новых свободных радикалов, которые могут соединяться с дикислородом, поддерживая связанные с этим реакции превращения. Известно также, что атомы кислорода могут внедряться в ковалентные химические связи в материалах с выделением тепла, соответствующего энергии разрыва связей ковалентных C-O, H-O, N-O и т.д.
Claims (11)
1. Способ каталитической переработки углеродсодержащего сырья в ванне расплавленного металла, включающий подачу углеродсодержащего сырья в ванну расплавленного металла и последующее разложение углеродсодержащего сырья с образованием атомарного углерода, при этом ванна расплавленного металла имеет первую фазу расплавленного металла, содержащую металл с большей свободной энергией окисления при условиях ванны расплавленного металла, чем свободная энергия окисления атомарного углерода в моноксид углерода, и в которой атомарный углерод достаточно растворим, подачу кислорода в ванну расплавленного металла для окисления атомарного углерода с образованием моноксида углерода, отличающийся тем, что ванна расплавленного металла дополнительно содержит вторую фазу расплавленного металла, существенно не смешивающуюся с первой фазой расплавленного металла, при этом вторая фаза расплавленного металла содержит металл с большей свободной энергией окисления при условиях ванны расплавленного металла, чем свободная энергия окисления моноксида углерода с образованием диоксида углерода, и в которой растворимость атомарного углерода существенно ниже, чем в первой фазе расплавленного металла, что обеспечивает переход атомарного углерода, образующегося при каталитическом разложении углеродсодержащего сырья, в первую фазу расплавленного металла, а моноксида углерода, образующегося в первой фазе расплавленного металла при окислении атомарного углерода, во вторую фазу расплавленного металла, в которой происходит окисление моноксида углерода в диоксид углерода.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая фаза расплавленного металла содержит железо.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно включает стекловидный слой.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что стекловидный слой содержит металл, в котором растворитель моноксида углерода меньше, чем в металле первой фазы.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что стекловидный слой имеет меньшую теплопроводность, чем первый расплавленный металл и второй расплавленный металл.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в ванне расплавленного металла поддерживают условия, обеспечивающие каталитическое разложение существенно всех атомарных составляющих углеродсодержащего сырья в свободные радикалы.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительно включает введение в зону, расположенную выше стекловидного слоя, кислорода в количестве, достаточном для существенного окисления свободных радикалов, покидающих ванну расплавленного металла, и для образования газовой фазы, расположенной выше указанного стекловидного слоя.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанная система размещена в сосуде, и углеродсодержащее питание подается в систему на стекловидный слой.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что кислород подается через донную часть указанного сосуда.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что первая фаза расплавленного металла образует первый слой, а вторая фаза расплавленного металла образует второй слой, прилегающий к первому слою и расположенный выше первого слоя.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что кислород, подаваемый в систему через донную часть указанного сосуда, направляется в указанный первый слой.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/557,561 US5177304A (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Method and system for forming carbon dioxide from carbon-containing materials in a molten bath of immiscible metals |
US557561 | 1990-07-24 | ||
PCT/US1991/005196 WO1992001492A1 (en) | 1990-07-24 | 1991-07-23 | Forming carbon dioxide in multi-phase molten bath |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93004857A RU93004857A (ru) | 1995-10-27 |
RU2069686C1 true RU2069686C1 (ru) | 1996-11-27 |
Family
ID=24225931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9193004857A RU2069686C1 (ru) | 1990-07-24 | 1991-07-23 | Способ каталитической переработки углеродсодержащего сырья в ванне расплавленного металла |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5177304A (ru) |
EP (1) | EP0540655B1 (ru) |
JP (1) | JP3130534B2 (ru) |
AT (1) | ATE107868T1 (ru) |
AU (1) | AU8313191A (ru) |
BR (1) | BR9106695A (ru) |
CA (1) | CA2087252A1 (ru) |
DE (1) | DE69102702T2 (ru) |
DK (1) | DK0540655T3 (ru) |
ES (1) | ES2059146T3 (ru) |
RU (1) | RU2069686C1 (ru) |
WO (1) | WO1992001492A1 (ru) |
Families Citing this family (111)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5370066A (en) * | 1989-09-21 | 1994-12-06 | Phoenix Environmental, Ltd. | Method for making solid waste material environmentally safe using heat |
US5585532A (en) * | 1991-07-29 | 1996-12-17 | Molten Metal Technology, Inc. | Method for treating a gas formed from a waste in a molten metal bath |
US5191154A (en) * | 1991-07-29 | 1993-03-02 | Molten Metal Technology, Inc. | Method and system for controlling chemical reaction in a molten bath |
US5776420A (en) * | 1991-07-29 | 1998-07-07 | Molten Metal Technology, Inc. | Apparatus for treating a gas formed from a waste in a molten metal bath |
ATE153245T1 (de) * | 1991-07-29 | 1997-06-15 | Molten Metal Tech Inc | Verfahren zur oxidation in einem schmelzbad |
US5202100A (en) * | 1991-11-07 | 1993-04-13 | Molten Metal Technology, Inc. | Method for reducing volume of a radioactive composition |
US5324341A (en) * | 1992-05-05 | 1994-06-28 | Molten Metal Technology, Inc. | Method for chemically reducing metals in waste compositions |
MD960181A (ru) * | 1992-06-08 | 1998-07-31 | Molten Metal Technology, Inc. | Cпособ обработки органических отходов |
JPH07507593A (ja) * | 1992-06-08 | 1995-08-24 | モルテン・メタル・テクノロジー・インコーポレーテツド | 有機廃物を処理するための方法及び装置 |
US5976488A (en) * | 1992-07-02 | 1999-11-02 | Phoenix Environmental, Ltd. | Process of making a compound having a spinel structure |
US5436210A (en) * | 1993-02-04 | 1995-07-25 | Molten Metal Technology, Inc. | Method and apparatus for injection of a liquid waste into a molten bath |
US5714128A (en) * | 1993-03-30 | 1998-02-03 | Ritter; Robert A. | Sequential batch chemical apparatus for destruction of toxic organic compounds |
US5435982A (en) * | 1993-03-31 | 1995-07-25 | Molten Metal Technology, Inc. | Method for dissociating waste in a packed bed reactor |
US5640706A (en) * | 1993-04-02 | 1997-06-17 | Molten Metal Technology, Inc. | Method and apparatus for producing a product in a regenerator furnace from impure waste containing a non-gasifiable impurity |
RU2141076C1 (ru) * | 1993-04-06 | 1999-11-10 | Осмелт Лимитед | Способ обработки углеродсодержащего материала |
AU707438B2 (en) * | 1993-04-06 | 1999-07-08 | Ausmelt Limited | Smelting of carbon-containing material |
US5744117A (en) * | 1993-04-12 | 1998-04-28 | Molten Metal Technology, Inc. | Feed processing employing dispersed molten droplets |
US5537940A (en) * | 1993-06-08 | 1996-07-23 | Molten Metal Technology, Inc. | Method for treating organic waste |
US6258988B1 (en) | 1993-12-23 | 2001-07-10 | Quantum Catalytics, L.L.C. | Method for reforming organics into shorter-chain unsaturated organic compounds |
US5640707A (en) * | 1993-12-23 | 1997-06-17 | Molten Metal Technology, Inc. | Method of organic homologation employing organic-containing feeds |
US5629464A (en) * | 1993-12-23 | 1997-05-13 | Molten Metal Technology, Inc. | Method for forming unsaturated organics from organic-containing feed by employing a Bronsted acid |
US5543558A (en) * | 1993-12-23 | 1996-08-06 | Molten Metal Technology, Inc. | Method for producing unsaturated organics from organic-containing feeds |
US5478370A (en) * | 1994-07-01 | 1995-12-26 | Amoco Corporation | Method for producing synthesis gas |
US5615626A (en) * | 1994-10-05 | 1997-04-01 | Ausmelt Limited | Processing of municipal and other wastes |
US5847353A (en) * | 1995-02-02 | 1998-12-08 | Integrated Environmental Technologies, Llc | Methods and apparatus for low NOx emissions during the production of electricity from waste treatment systems |
US5798497A (en) * | 1995-02-02 | 1998-08-25 | Battelle Memorial Institute | Tunable, self-powered integrated arc plasma-melter vitrification system for waste treatment and resource recovery |
US6018471A (en) * | 1995-02-02 | 2000-01-25 | Integrated Environmental Technologies | Methods and apparatus for treating waste |
US5678244A (en) * | 1995-02-14 | 1997-10-14 | Molten Metal Technology, Inc. | Method for capture of chlorine dissociated from a chlorine-containing compound |
AUPN226095A0 (en) | 1995-04-07 | 1995-05-04 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing metals and metal alloys |
US6270679B1 (en) | 1995-05-19 | 2001-08-07 | Lawrence Kreisler | Method for recovering and separating metals from waste streams |
US6797195B1 (en) | 1995-05-19 | 2004-09-28 | Lawrence Kreisler | Method for recovering and separating metals from waste streams |
US6274045B1 (en) | 1995-05-19 | 2001-08-14 | Lawrence Kreisler | Method for recovering and separating metals from waste streams |
US5753125A (en) * | 1995-05-19 | 1998-05-19 | Kreisler; Lawrence | Method for recovering and separating metals from waste streams |
US6254782B1 (en) | 1995-05-19 | 2001-07-03 | Lawrence Kreisler | Method for recovering and separating metals from waste streams |
US5695732A (en) * | 1995-06-07 | 1997-12-09 | Molten Metal Technology, Inc. | Method for treating a halogenated organic waste to produce halogen gas and carbon oxide gas streams |
US5679132A (en) * | 1995-06-07 | 1997-10-21 | Molten Metal Technology, Inc. | Method and system for injection of a vaporizable material into a molten bath |
US5678236A (en) | 1996-01-23 | 1997-10-14 | Pedro Buarque De Macedo | Method and apparatus for eliminating volatiles or airborne entrainments when vitrifying radioactive and/or hazardous waste |
US5759229A (en) * | 1996-07-29 | 1998-06-02 | Feitler; David | Method for recovering cobalt/manganese/bromine values from residue containing used catalyst |
AUPO426396A0 (en) | 1996-12-18 | 1997-01-23 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing iron |
AUPO426096A0 (en) | 1996-12-18 | 1997-01-23 | Technological Resources Pty Limited | Method and apparatus for producing metals and metal alloys |
US5803894A (en) * | 1996-12-24 | 1998-09-08 | Cement-Lock L.L.C. | Process for preparing enviromentally stable products by the remediation of contaminated sediments and soils |
US5855666A (en) * | 1996-12-24 | 1999-01-05 | Cement-Lock Group, L.L.C. | Process for preparing environmentally stable products by the remediation of contaminated sediments and soils |
AUPO944697A0 (en) * | 1997-09-26 | 1997-10-16 | Technological Resources Pty Limited | A method of producing metals and metal alloys |
US6352758B1 (en) | 1998-05-04 | 2002-03-05 | 3M Innovative Properties Company | Patterned article having alternating hydrophilic and hydrophobic surface regions |
US6245833B1 (en) | 1998-05-04 | 2001-06-12 | 3M Innovative Properties | Ceramer composition incorporating fluoro/silane component and having abrasion and stain resistant characteristics |
US6132861A (en) * | 1998-05-04 | 2000-10-17 | 3M Innovatives Properties Company | Retroreflective articles including a cured ceramer composite coating having a combination of excellent abrasion, dew and stain resistant characteristics |
US6265061B1 (en) | 1998-05-04 | 2001-07-24 | 3M Innovative Properties Company | Retroflective articles including a cured ceramer composite coating having abrasion and stain resistant characteristics |
AUPP442598A0 (en) | 1998-07-01 | 1998-07-23 | Technological Resources Pty Limited | Direct smelting vessel |
AUPP483898A0 (en) | 1998-07-24 | 1998-08-13 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process & apparatus |
MY119760A (en) | 1998-07-24 | 2005-07-29 | Tech Resources Pty Ltd | A direct smelting process |
AUPP554098A0 (en) | 1998-08-28 | 1998-09-17 | Technological Resources Pty Limited | A process and an apparatus for producing metals and metal alloys |
AUPP570098A0 (en) | 1998-09-04 | 1998-10-01 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
AUPP647198A0 (en) | 1998-10-14 | 1998-11-05 | Technological Resources Pty Limited | A process and an apparatus for producing metals and metal alloys |
AUPP805599A0 (en) | 1999-01-08 | 1999-02-04 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
DE19924495A1 (de) * | 1999-05-28 | 2000-11-30 | Merck Patent Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von NaDCI¶4¶ |
AUPQ083599A0 (en) | 1999-06-08 | 1999-07-01 | Technological Resources Pty Limited | Direct smelting vessel |
AUPQ152299A0 (en) | 1999-07-09 | 1999-08-05 | Technological Resources Pty Limited | Start-up procedure for direct smelting process |
AUPQ205799A0 (en) | 1999-08-05 | 1999-08-26 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
AUPQ213099A0 (en) | 1999-08-10 | 1999-09-02 | Technological Resources Pty Limited | Pressure control |
AUPQ308799A0 (en) | 1999-09-27 | 1999-10-21 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
AUPQ346399A0 (en) | 1999-10-15 | 1999-11-11 | Technological Resources Pty Limited | Stable idle procedure |
AUPQ365799A0 (en) | 1999-10-26 | 1999-11-18 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting apparatus and process |
AU2000233489A1 (en) | 2000-01-21 | 2001-07-31 | Integrated Environmental Technologies, Llc. | Methods and apparatus for treating waste |
US6723276B1 (en) * | 2000-08-28 | 2004-04-20 | Paul V. Cooper | Scrap melter and impeller |
US6602321B2 (en) | 2000-09-26 | 2003-08-05 | Technological Resources Pty. Ltd. | Direct smelting process |
US7052661B1 (en) * | 2002-01-31 | 2006-05-30 | Envi Res Llc | Method for abatement of mercury emissions from combustion gases |
US20070253807A1 (en) | 2006-04-28 | 2007-11-01 | Cooper Paul V | Gas-transfer foot |
US20050013715A1 (en) * | 2003-07-14 | 2005-01-20 | Cooper Paul V. | System for releasing gas into molten metal |
US7470392B2 (en) * | 2003-07-14 | 2008-12-30 | Cooper Paul V | Molten metal pump components |
US7731891B2 (en) * | 2002-07-12 | 2010-06-08 | Cooper Paul V | Couplings for molten metal devices |
US7402276B2 (en) | 2003-07-14 | 2008-07-22 | Cooper Paul V | Pump with rotating inlet |
US7507367B2 (en) * | 2002-07-12 | 2009-03-24 | Cooper Paul V | Protective coatings for molten metal devices |
US7906068B2 (en) | 2003-07-14 | 2011-03-15 | Cooper Paul V | Support post system for molten metal pump |
US7110430B2 (en) * | 2004-05-21 | 2006-09-19 | Ajax Tocco Magnethermic Corporation | Induction furnace for melting semi-conductor materials |
US20060228294A1 (en) * | 2005-04-12 | 2006-10-12 | Davis William H | Process and apparatus using a molten metal bath |
US7450296B2 (en) * | 2006-01-30 | 2008-11-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method and system for patterning alignment marks on a transparent substrate |
US20100121128A1 (en) * | 2006-04-19 | 2010-05-13 | Hance Robert L | Method and apparatus for thermochemical conversion of materials |
KR20090107488A (ko) * | 2006-11-07 | 2009-10-13 | 호우 키아프 게 | 석탄 가스화 유닛 및 합성가스 전력플랜트를 갖는 진보된 해양 선박 전력플랜트 |
US9205490B2 (en) | 2007-06-21 | 2015-12-08 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Transfer well system and method for making same |
US9156087B2 (en) | 2007-06-21 | 2015-10-13 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal transfer system and rotor |
US8613884B2 (en) | 2007-06-21 | 2013-12-24 | Paul V. Cooper | Launder transfer insert and system |
US9409232B2 (en) | 2007-06-21 | 2016-08-09 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal transfer vessel and method of construction |
US9643247B2 (en) | 2007-06-21 | 2017-05-09 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal transfer and degassing system |
US8366993B2 (en) * | 2007-06-21 | 2013-02-05 | Cooper Paul V | System and method for degassing molten metal |
US9410744B2 (en) | 2010-05-12 | 2016-08-09 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Vessel transfer insert and system |
US8337746B2 (en) | 2007-06-21 | 2012-12-25 | Cooper Paul V | Transferring molten metal from one structure to another |
US8444911B2 (en) | 2009-08-07 | 2013-05-21 | Paul V. Cooper | Shaft and post tensioning device |
US8524146B2 (en) | 2009-08-07 | 2013-09-03 | Paul V. Cooper | Rotary degassers and components therefor |
US10428821B2 (en) * | 2009-08-07 | 2019-10-01 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Quick submergence molten metal pump |
US8535603B2 (en) | 2009-08-07 | 2013-09-17 | Paul V. Cooper | Rotary degasser and rotor therefor |
US8449814B2 (en) * | 2009-08-07 | 2013-05-28 | Paul V. Cooper | Systems and methods for melting scrap metal |
US8714914B2 (en) | 2009-09-08 | 2014-05-06 | Paul V. Cooper | Molten metal pump filter |
US9108244B2 (en) * | 2009-09-09 | 2015-08-18 | Paul V. Cooper | Immersion heater for molten metal |
US8309049B2 (en) | 2009-10-19 | 2012-11-13 | Battelle Energy Alliance, Llc | Molten metal reactor and method of forming hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide using the molten alkaline metal reactor |
US9114984B2 (en) * | 2012-06-25 | 2015-08-25 | Battelle Energy Alliance Llc | System and process for upgrading hydrocarbons |
US20140026485A1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | Co2Fuel, Llc | Single Layer Gas Processing |
US20150275108A1 (en) * | 2012-10-25 | 2015-10-01 | How Kiap Gueh | Gasification devices and methods |
US9903383B2 (en) | 2013-03-13 | 2018-02-27 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal rotor with hardened top |
US9011761B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-04-21 | Paul V. Cooper | Ladle with transfer conduit |
US10052688B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-08-21 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Transfer pump launder system |
US10465688B2 (en) | 2014-07-02 | 2019-11-05 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Coupling and rotor shaft for molten metal devices |
US10947980B2 (en) | 2015-02-02 | 2021-03-16 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal rotor with hardened blade tips |
RU2616082C1 (ru) * | 2015-12-29 | 2017-04-12 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Способ получения диоксида углерода |
US10267314B2 (en) | 2016-01-13 | 2019-04-23 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Tensioned support shaft and other molten metal devices |
US11814285B2 (en) | 2017-11-16 | 2023-11-14 | The Regents Of The University Of California | Simultaneous reaction and separation of chemicals |
US11149747B2 (en) | 2017-11-17 | 2021-10-19 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Tensioned support post and other molten metal devices |
EP3693337A1 (en) | 2019-02-05 | 2020-08-12 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Use of molten salt to separate carbon from a molten metal catalyst |
US11471938B2 (en) | 2019-05-17 | 2022-10-18 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Smart molten metal pump |
EP3950294A1 (en) | 2020-08-05 | 2022-02-09 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Melt pyrolysis of hydrocarbon feedstock containing nitrogen and/or hydrogen sulphide |
US11873845B2 (en) | 2021-05-28 | 2024-01-16 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal transfer device |
CN115259131B (zh) * | 2022-06-23 | 2024-04-30 | 长江水利委员会长江科学院 | 一种利用污泥制备多功能生物炭的绿色方法及该生物炭的应用 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2647045A (en) * | 1948-12-06 | 1953-07-28 | Rummel Roman | Gasification of combustible materials |
US2923260A (en) * | 1952-08-21 | 1960-02-02 | Union Rheinische Braunkohlen | Gasification of fuels |
US2953445A (en) * | 1955-08-11 | 1960-09-20 | Rummel Roman | Gasification of fuels and decomposition of gases |
US3533739A (en) * | 1968-04-01 | 1970-10-13 | Black Sivalls & Bryson Inc | Combustion of sulfur-bearing carbonaceous fuel |
US3744438A (en) * | 1968-12-24 | 1973-07-10 | Pyro Magnetics Corp | Incinerating |
US3647358A (en) * | 1970-07-23 | 1972-03-07 | Anti Pollution Systems | Method of catalytically inducing oxidation of carbonaceous materials by the use of molten salts |
US3668120A (en) * | 1971-04-22 | 1972-06-06 | Wayne A Patterson | Treatment of organic waste products |
DE2261795C3 (de) * | 1972-12-16 | 1975-05-28 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur Herstellung von Chlorwasserstoff durch thermische Spaltung organischer chlorenthaltender Stoffe |
US3812620A (en) * | 1973-03-22 | 1974-05-28 | Gen Electric | Apparatus and process for segregating and decomposing heterogeneous waste materials |
US4017271A (en) * | 1975-06-19 | 1977-04-12 | Rockwell International Corporation | Process for production of synthesis gas |
US4187762A (en) * | 1977-02-14 | 1980-02-12 | Buzby Nicholas L | Drive and motion synchronizing apparatus for a hydraulic system |
US4187672A (en) * | 1977-11-17 | 1980-02-12 | Rasor Associates, Inc. | Apparatus for converting carbonaceous material into fuel gases and the recovery of energy therefrom |
DE2843997A1 (de) * | 1978-10-09 | 1980-04-10 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren zur herstellung von spaltgas in einem metallbad |
US4244180A (en) * | 1979-03-16 | 1981-01-13 | Rasor Associates, Inc. | Process for producing fuel gases from carbonaceous material |
US4246255A (en) * | 1979-04-02 | 1981-01-20 | Rockwell International Corporation | Disposal of PCB |
SE416656B (sv) * | 1979-04-12 | 1981-01-26 | Boliden Ab | Forfarande for utvinning av olja och/eller gas ur kolhaltiga material |
DE3024977A1 (de) * | 1980-07-02 | 1982-01-28 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren zur herstellung von reaktionsgasen |
DE3203435A1 (de) * | 1982-02-02 | 1983-08-11 | Klöckner-Werke AG, 4100 Duisburg | Verfahren zur gaserzeugung und metallgewinnung in einem schmelzbadreaktor, insbesondere eisenbadreaktor |
US4447262A (en) * | 1983-05-16 | 1984-05-08 | Rockwell International Corporation | Destruction of halogen-containing materials |
US4574714A (en) * | 1984-11-08 | 1986-03-11 | United States Steel Corporation | Destruction of toxic chemicals |
US4602574A (en) * | 1984-11-08 | 1986-07-29 | United States Steel Corporation | Destruction of toxic organic chemicals |
US4848250A (en) * | 1988-08-25 | 1989-07-18 | Wunderley John M | Refuse converter |
US5191154A (en) * | 1991-07-29 | 1993-03-02 | Molten Metal Technology, Inc. | Method and system for controlling chemical reaction in a molten bath |
-
1990
- 1990-07-24 US US07/557,561 patent/US5177304A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-07-23 DE DE69102702T patent/DE69102702T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-23 WO PCT/US1991/005196 patent/WO1992001492A1/en active IP Right Grant
- 1991-07-23 AT AT91914453T patent/ATE107868T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-07-23 EP EP91914453A patent/EP0540655B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-23 ES ES91914453T patent/ES2059146T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-23 AU AU83131/91A patent/AU8313191A/en not_active Abandoned
- 1991-07-23 JP JP03513373A patent/JP3130534B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-23 CA CA002087252A patent/CA2087252A1/en not_active Abandoned
- 1991-07-23 DK DK91914453.5T patent/DK0540655T3/da active
- 1991-07-23 BR BR919106695A patent/BR9106695A/pt not_active Application Discontinuation
- 1991-07-23 RU RU9193004857A patent/RU2069686C1/ru active
-
1992
- 1992-10-16 US US07/963,306 patent/US5298233A/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 4574714, кл. 110 - 346, 1986. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69102702D1 (de) | 1994-08-04 |
WO1992001492A1 (en) | 1992-02-06 |
DE69102702T2 (de) | 1994-11-24 |
JPH06500763A (ja) | 1994-01-27 |
DK0540655T3 (da) | 1994-11-14 |
EP0540655B1 (en) | 1994-06-29 |
ATE107868T1 (de) | 1994-07-15 |
BR9106695A (pt) | 1993-06-08 |
EP0540655A1 (en) | 1993-05-12 |
US5298233A (en) | 1994-03-29 |
US5177304A (en) | 1993-01-05 |
CA2087252A1 (en) | 1992-01-25 |
AU8313191A (en) | 1992-02-18 |
JP3130534B2 (ja) | 2001-01-31 |
ES2059146T3 (es) | 1994-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2069686C1 (ru) | Способ каталитической переработки углеродсодержащего сырья в ванне расплавленного металла | |
EP0603197B1 (en) | Method and system for controlling chemical reaction in a molten bath | |
US5354940A (en) | Method for controlling chemical reaction in a molten metal bath | |
EP0200743B1 (en) | Destruction of toxic chemicals | |
US20230031504A1 (en) | Two-stage plasma process for converting waste into fuel gas and apparatus therefor | |
US5776420A (en) | Apparatus for treating a gas formed from a waste in a molten metal bath | |
RU2096685C1 (ru) | Способ обработки отходов и способ преобразования отходов в атмосферные газы | |
US5585532A (en) | Method for treating a gas formed from a waste in a molten metal bath | |
US4602574A (en) | Destruction of toxic organic chemicals | |
RU2105785C1 (ru) | Способ обработки неорганических твердых отходов | |
JPH10506981A (ja) | 都市廃棄物その他廃棄物の処理 | |
Herlitz | Plasma technology. Use of high-temperature plasma shows promise for metal recovery and hazardous destruction | |
Pitea et al. | Innovative thermal technologies for treating or destroying hazardous organic wastes | |
CA2139220C (en) | Treatment of waste | |
JPS6179908A (ja) | 有害廃棄物の分解方法 |