RU2737007C1 - Complex for microwave pyrolysis of organic materials - Google Patents

Complex for microwave pyrolysis of organic materials Download PDF

Info

Publication number
RU2737007C1
RU2737007C1 RU2020121462A RU2020121462A RU2737007C1 RU 2737007 C1 RU2737007 C1 RU 2737007C1 RU 2020121462 A RU2020121462 A RU 2020121462A RU 2020121462 A RU2020121462 A RU 2020121462A RU 2737007 C1 RU2737007 C1 RU 2737007C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working chamber
microwave
thermally insulated
reactor
insulated working
Prior art date
Application number
RU2020121462A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Юрьевич Песков
Татьяна Олеговна Крапивницкая
Дмитрий Игоревич Соболев
Михаил Юрьевич Глявин
Андрей Николаевич Денисенко
Original Assignee
Николай Юрьевич Песков
Татьяна Олеговна Крапивницкая
Дмитрий Игоревич Соболев
Михаил Юрьевич Глявин
Андрей Николаевич Денисенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Юрьевич Песков, Татьяна Олеговна Крапивницкая, Дмитрий Игоревич Соболев, Михаил Юрьевич Глявин, Андрей Николаевич Денисенко filed Critical Николай Юрьевич Песков
Priority to RU2020121462A priority Critical patent/RU2737007C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2737007C1 publication Critical patent/RU2737007C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64Heating using microwaves

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to processing of organic materials, can be used in chemical, petrochemical industry, agriculture and heat engineering, in particular for processing of combustible minerals. Device comprises lines for transfer of microwave radiation from magnetrons into heat-insulated working chamber of microwave reactor, made in form of waveguides with radiotransparent barrier windows and adjustment systems (matching) to minimize SHF wave reflection in the form of moving pistons driven by tuning screws, as well as a system for pumping reaction products with a vacuum pump and cooled settlers.EFFECT: invention provides expansion of functional capabilities due to possibility of prolonged operation of reactor at lower pyrolysis temperatures (250-500°C), deep processing of raw materials, production of an oily fraction, which can be used as fuel, as well as ensuring efficient uninterrupted operation of microwave radiation sources.4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике переработки органических материалов, может быть применено в химической, нефтехимической промышленности, сельском хозяйстве и теплоэнергетике, в частности для переработки горючих ископаемых.The invention relates to a technique for processing organic materials, can be used in the chemical, petrochemical industry, agriculture and heat power engineering, in particular for the processing of fossil fuels.

Из патента РФ №2293104 известен реактор для быстрого пиролиза торфа, используемого в качестве сырья для производства пиролизного топлива, электроэнергии и кокса. Реактор представляет собой трехсекционную камеру-реактор с верхним вводом торфа и выводом пиролизного газа, нижним выводом кокса и двумя горизонтально ориентированными газовыми горелками в объеме рабочей камеры, а также соединенными с горелками подогреваемыми металлическими пластинами, служащими также катализаторами химической реакции разложения.A reactor for fast pyrolysis of peat used as raw material for the production of pyrolysis fuel, electricity and coke is known from the RF patent No. 2293104. The reactor is a three-section chamber-reactor with an upper peat inlet and a pyrolysis gas outlet, a lower coke outlet and two horizontally oriented gas burners in the working chamber, as well as heated metal plates connected to the burners, which also serve as catalysts for the chemical decomposition reaction.

Недостатком данного устройства является то, что из-за высокой скорости процесса реакция быстрого пиролиза происходит с недостаточно глубокой переработкой исходного материала. Кроме того, реактор обладает существенными потерями тепловой энергии, уносимой с охлаждающей жидкостью, и эта энергия далеко не всегда может быть эффективно использована (в силу отсутствия необходимости или технической возможности использования охлаждающей жидкости в системе отопления).The disadvantage of this device is that, due to the high speed of the process, the reaction of fast pyrolysis occurs with insufficiently deep processing of the starting material. In addition, the reactor has significant losses of thermal energy carried away with the cooling liquid, and this energy can not always be efficiently used (due to the absence of the need or technical possibility of using the cooling liquid in the heating system).

Известен также реактор микроволнового пиролиза для переработки смешанных органических и металлических отходов (патент США №7951270), состоящий из системы ввода сырья, системы вывода продуктов реакции, источников излучения и двух круглых рабочих камер, оснащенных механическими системами перемешивания сырья и перемещения его между камерами и подставками из поглощающего СВЧ-излучение материала.Also known is a microwave pyrolysis reactor for processing mixed organic and metal waste (US patent No. 7951270), consisting of a feed input system, a reaction product output system, radiation sources and two round working chambers equipped with mechanical systems for mixing the raw material and moving it between chambers and supports from a material that absorbs microwave radiation.

Недостатком данного устройства является в основном локальный характер нагрева сырья, поскольку основная часть излучения поглощается подставками, и как следствие неравномерное разложение сырья. Предложенная в данном изобретении система перемешивания не гарантирует решения проблемы неравномерного нагрева, поскольку направление чередования максимумов и минимумов плотности электромагнитной энергии внутри рабочей камеры может не соответствовать траектории, по которой производится перемешивание.The disadvantage of this device is mainly the local nature of the heating of the raw material, since the bulk of the radiation is absorbed by the supports, and as a result, the uneven decomposition of the raw material. The mixing system proposed in this invention does not guarantee a solution to the problem of uneven heating, since the direction of alternation of the maxima and minima of the electromagnetic energy density inside the working chamber may not correspond to the trajectory along which the mixing is performed.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является реактор пиролиза углеводородсодержащего сырья для получения синтез-газа, известный из патента РФ №2614168. Реактор состоит из теплоизолированного корпуса, системы подачи сырья, источников СВЧ-излучения и системы вывода продуктов реакции. В качестве источника излучения используются несколько магнетронов, излучение от которых сквозь отверстия в металлическом корпусе направляется внутрь реактора.Closest to the proposed invention is a reactor for pyrolysis of hydrocarbon-containing raw materials for the production of synthesis gas, known from the RF patent No. 2614168. The reactor consists of a thermally insulated body, a feed system, microwave sources, and a system for withdrawing reaction products. Several magnetrons are used as a radiation source, the radiation from which is directed through the holes in the metal case into the reactor.

Недостатками данного устройства являются, во-первых, отсутствие возможности работы при более низких температурах пиролиза, поскольку образующиеся в этих условиях конденсированная вязкая фракция будет осаждаться в системе вывода продуктов реакции и засорять ее. Кроме того, в зависимости от характеристик поглощения СВЧ-излучения обрабатываемым материалом может наблюдаться отражение значительной части мощности обратно внутрь источника излучения, что приводит к прекращению генерации излучения или выходу источника из строя. Условия пиролиза в данном реакторе соответствуют быстрому пиролизу, продуктами которого являются только газообразная фракция с низкой молярной массой и углеродистый остаток. С точки зрения полноты и эффективности переработки сырья более предпочтительным является медленный пиролиз при более низкой температуре, при котором могут быть получены жидкие фракции из более тяжелых углеводородов, а также меньший процент сырья преобразуется в твердый остаток. Существенным также является ограничение 50 мм на размер фракции исходного сырья, что может потребовать предварительного измельчения.The disadvantages of this device are, firstly, the inability to operate at lower pyrolysis temperatures, since the condensed viscous fraction formed under these conditions will precipitate in the reaction product output system and clog it. In addition, depending on the characteristics of the absorption of microwave radiation by the material being processed, a significant part of the power can be reflected back into the radiation source, which leads to the termination of radiation generation or the failure of the source. The pyrolysis conditions in this reactor correspond to fast pyrolysis, the products of which are only a gaseous fraction with a low molar mass and a carbonaceous residue. From the point of view of completeness and efficiency of raw material processing, slow pyrolysis at a lower temperature is more preferable, at which liquid fractions can be obtained from heavier hydrocarbons, and a smaller percentage of the raw material is converted into a solid residue. The limitation of 50 mm on the size of the fraction of the feedstock is also essential, which may require preliminary grinding.

Задачами настоящего изобретения являются осуществление работы устройства для пиролиза органических материалов в различных режимах пиролиза, в частности при давлении ниже атмосферного и низких температурах пиролиза (250-500°С), дающих возможность обеспечить глубокую переработку сырья с выделением маслянистой фракции и возможность работы с более крупными фракциями сырья, а также обеспечение эффективной бесперебойной работы как источников СВЧ-излучения устройства, так и всего устройства в целом.The objectives of the present invention are the implementation of the device for the pyrolysis of organic materials in various pyrolysis modes, in particular at a pressure below atmospheric and low pyrolysis temperatures (250-500 ° C), making it possible to provide deep processing of raw materials with the release of an oily fraction and the ability to work with larger fractions of raw materials, as well as ensuring effective uninterrupted operation of both the microwave sources of the device and the entire device as a whole.

Положительный эффект достигается тем, что комплекс для микроволнового пиролиза органических материалов содержит теплоизолированную рабочей камеры СВЧ-реактора, систему загрузки сырья и систему выгрузки твердого остатка, один или нескольких магнетронов с управляемым высоковольтным источником питания.The positive effect is achieved by the fact that the complex for microwave pyrolysis of organic materials contains a thermally insulated working chamber of a microwave reactor, a feedstock loading system and a solid residue unloading system, one or more magnetrons with a controlled high-voltage power supply.

Новым является то, что комплекс дополнительно включает систему управления комплексом, соединенную с высоковольтным источником питания, системой контроля параметров реакции и системой откачки продуктов реакции, включающей форвакуумный насос, охлаждаемые систему первичного фракционирования для сбора тяжелый маслянистых фракций и систему вторичного фракционирования для сбора летучих фракций, при этом все магнетроны соединены с теплоизолированной рабочей камерой СВЧ-реактора линиями передачи излучения, представляющими собой волноводы с радиопрозрачными барьерными окнами и системами подстройки, выполненными в виде подвижных поршней, приводимых в движение подстроечными винтами.What is new is that the complex additionally includes a complex control system connected to a high-voltage power supply, a reaction parameter control system and a reaction product pumping system, including a foreline pump, a cooled primary fractionation system for collecting heavy oily fractions and a secondary fractionation system for collecting volatile fractions. In this case, all magnetrons are connected to the heat-insulated working chamber of the microwave reactor by radiation transmission lines, which are waveguides with radio-transparent barrier windows and adjustment systems made in the form of movable pistons driven by adjusting screws.

В частном случае реализации изобретения по п. 2 формулы новым является то, что места ввода излучения в теплоизолированную рабочую камеру СВЧ-реактора посредством линий передачи излучения расположены таким образом, чтобы разные магнетроны возбуждали в объеме теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора различные моды объемного резонатора.In the particular case of the implementation of the invention according to claim 2 of the formula, it is new that the places of radiation input into the thermally insulated working chamber of the microwave reactor by means of radiation transmission lines are located so that different magnetrons excite different modes of the cavity resonator in the volume of the thermally insulated working chamber of the microwave reactor.

В частном случае реализации изобретения по п. 3 формулы новым является то, что внутренний слой стенок теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора выполнен из поглощающего СВЧ-излучение материала.In the particular case of the implementation of the invention according to claim 3 of the formula, it is new that the inner layer of the walls of the thermally insulated working chamber of the microwave reactor is made of a material that absorbs microwave radiation.

В частном случае реализации изобретения по п. 4 формулы новым является то, что скребковый механизм для удаления твердого остатка из теплоизолированной рабочей камеры реактора выполнен с возможностью перемешивания сырья в процессе пиролиза.In the particular case of the implementation of the invention according to claim 4 of the formula, it is new that the scraper mechanism for removing the solid residue from the thermally insulated working chamber of the reactor is made with the possibility of mixing the raw material during pyrolysis.

Предлагаемое изобретение поясняется Фиг. 1, где представлена схема комплекса для микроволнового пиролиза торфа. Данный рисунок поясняет предлагаемое изобретение, но не ограничивает его.The invention is illustrated in FIG. 1, which shows a diagram of a complex for microwave pyrolysis of peat. This figure illustrates the invention, but does not limit it.

В общем случае реализации изобретения по п. 1 формулы комплекс для микроволнового пиролиза органических материалов (см. Фиг. 1) состоит из теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора 1, системы загрузки сырья 2 и системы выгрузки твердого остатка 3, скребкового механизма 4 для удаления твердого остатка из теплоизолированной рабочей камеры реактора 1, одного или нескольких магнетронов 5 с управляемым высоковольтным источником питания 6, соединенных с теплоизолированной рабочей камерой СВЧ-реактора 1 линиями передачи излучения 7, представляющими собой волноводы с радиопрозрачными барьерными окнами 8 и системами подстройки 9, выполненными в виде подвижных поршней, приводимых в движение подстроечными винтами, системы контроля параметров реакции 10, включающей датчик температуры, манометр и газовый счетчик, системы откачки продуктов реакции 11, включающей форвакуумный насос 12, охлаждаемые систему первичного фракционирования 13 для сбора тяжелый маслянистых фракций и систему вторичного фракционирования 14 для сбора более легких летучих фракций, а также систему управления комплексом 15.In the general case of implementation of the invention according to claim 1 of the formula, a complex for microwave pyrolysis of organic materials (see Fig. 1) consists of a thermally insulated working chamber of a microwave reactor 1, a feedstock loading system 2 and a solid residue unloading system 3, a scraper mechanism 4 for removing solid the remainder from the thermally insulated working chamber of the reactor 1, one or more magnetrons 5 with a controlled high-voltage power supply 6, connected to the thermally insulated working chamber of the microwave reactor 1 by radiation transmission lines 7, which are waveguides with radio-transparent barrier windows 8 and tuning systems 9, made in the form movable pistons driven by adjusting screws, a reaction parameter control system 10, including a temperature sensor, a pressure gauge and a gas meter, a reaction product pumping system 11, including a foreline pump 12, a cooled primary fractionation system 13 for collecting heavy oil fractions and a secondary f 14 classification for collecting lighter volatile fractions, as well as a complex control system 15.

Предложенный комплекс осуществляет работу следующим образом: сырье загружают внутрь теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора 1 через систему загрузки сырья 2. После окончания загрузки система управления комплексом 15 активирует систему откачки продуктов реакции 11, которая посредством форвакуумного насоса 12 удаляет воздух и лишнюю влагу для уменьшения объема кислорода и потерь энергии на сушку сырья и стабилизирует давление, отслеживаемое системой контроля параметров реакции 10. После стабилизации давления система управления комплексом 15 включает управляемый высоковольтный источник питания 6 и вводит в работу один или несколько магнетронов 5. Для реализации процесса пиролиза достаточно одного из магнетронов 5, но для наращивания мощности комплекса их количество нужно увеличивать. Излучение от одного или нескольких магнетронов 5 по линиям передачи излучения 7 с радиопрозрачными барьерными окнами 8 и системами подстройки 9 поступает внутрь теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора 1 и обеспечивает нагрев сырья до температуры начала реакции. При этом системы подстройки 9, выполненные в виде подвижных поршней, приводимых в движение подстроечными винтами, заранее отрегулированы в соответствии с характеристиками поглощения сырья и служат для минимизации отражения излучения обратно в направлении одного или нескольких магнетронов 5, что обеспечивает эффективную бесперебойную работу последних. То обстоятельство, что линии передачи излучения 7 выполнены в виде волноводов с радиопрозрачными барьерными окнами 8, позволяет осуществлять работу теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора 1 с топливом при давлении ниже атмосферного, что дает возможность эффективно откачивать газообразные, а также конденсируемые жидкие (при стандартных условиях) продукты пиролиза. Кроме того, длины волноводов линий передачи излучения 7 при естественном перепаде температур обеспечивают конденсацию маслянистых продуктов реакции на своих стенках и, таким образом, обеспечивают отсутствие загрязнения барьерных окон 8 этими продуктами. При нагреве сырья начинается реакция пиролиза, и выделяющиеся продукты реакции посредством системы откачки продуктов реакции 11 сразу удаляются из объема теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора 1, конденсируясь в системе первичного фракционирования 13 и системе вторичного фракционирования 14. Оставшийся несконденсированным пиролизный газ посредством форвакуумного насоса 12 собирается отдельно. При этом в процессе пиролиза система откачки продуктов реакции 11 позволяет осуществлять отбор проб для контроля качества продуктов реакции и изменения параметров нагрева в случае необходимости. После достижения максимальной температуры реакции, отслеживаемой системой контроля параметров реакции 10, система управления комплексом 15 уменьшает мощность вплоть до остановки работы одного или нескольких магнетронов 5. После окончания пиролиза теплоизолированная рабочая камера СВЧ-реактора 1 некоторое время охлаждается, затем давление выравнивается с атмосферным и углеродистый остаток выгружают через систему выгрузки твердого остатка 3 с помощью скребкового механизма 4.The proposed complex operates as follows: the raw material is loaded inside the thermally insulated working chamber of the microwave reactor 1 through the feedstock loading system 2. After the loading is completed, the control system of the complex 15 activates the system for pumping out reaction products 11, which removes air and excess moisture by means of the foreline pump 12 to reduce the volume oxygen and energy losses for drying the raw material and stabilizes the pressure monitored by the reaction parameters control system 10. After the pressure stabilization, the control system of the complex 15 turns on a controlled high-voltage power supply 6 and puts into operation one or more magnetrons 5. To implement the pyrolysis process, one of the magnetrons 5 is sufficient , but to increase the capacity of the complex, their number must be increased. Radiation from one or more magnetrons 5 through radiation transmission lines 7 with radio-transparent barrier windows 8 and adjustment systems 9 enters the thermally insulated working chamber of the microwave reactor 1 and provides heating of the raw material to the temperature of the start of the reaction. At the same time, the adjustment systems 9, made in the form of movable pistons driven by adjusting screws, are pre-adjusted in accordance with the absorption characteristics of the raw materials and serve to minimize the reflection of radiation back in the direction of one or more magnetrons 5, which ensures the efficient uninterrupted operation of the latter. The fact that the radiation transmission lines 7 are made in the form of waveguides with radio-transparent barrier windows 8 makes it possible to operate the thermally insulated working chamber of the microwave reactor 1 with fuel at a pressure below atmospheric pressure, which makes it possible to efficiently pump out gaseous as well as condensable liquid (under standard conditions ) pyrolysis products. In addition, the lengths of the waveguides of the radiation transmission lines 7 at a natural temperature difference ensure the condensation of oily reaction products on their walls and, thus, ensure the absence of contamination of the barrier windows 8 with these products. When the raw material is heated, the pyrolysis reaction begins, and the evolved reaction products by means of the reaction product pumping system 11 are immediately removed from the volume of the thermally insulated working chamber of the microwave reactor 1, condensing in the primary fractionation system 13 and the secondary fractionation system 14. The remaining uncondensed pyrolysis gas is collected by means of the foreline pump 12 separately. At the same time, in the process of pyrolysis, the system for pumping out the reaction products 11 allows sampling to control the quality of the reaction products and change the heating parameters, if necessary. After reaching the maximum reaction temperature, monitored by the reaction parameters control system 10, the control system of the complex 15 decreases the power until one or several magnetrons 5 stop working. After the end of pyrolysis, the thermally insulated working chamber of the microwave reactor 1 cools down for some time, then the pressure is equalized to atmospheric and carbonaceous the remainder is discharged through the solid residue unloading system 3 using a scraper mechanism 4.

Предложенный комплекс может осуществлять работу в разных режимах, в том числе при высоких температурах пиролиза и высоких давлениях, в зависимости от характеристик обрабатываемого сырья и используемых технологий. Однако за счет наличия линий передачи излучения с радиопрозрачными барьерными окнами и системами подстройки, которые защищают один или несколько магнетронов от отражаемого обратно СВЧ-излучения и дают возможность работы при пониженном давлении, он может также, в отличие от прототипа, при низких температурах пиролиза за счет более длительной термической деструкции исходного сырья и более низкой скорости реакции в теплоизолированной рабочей камере СВЧ-реактора осуществлять глубокую переработку сырья вне зависимости от размера его фракции с выделением помимо газовой еще дополнительно и маслянистой фракции, которую можно использовать как топливо, с более низкой скоростью реакции в теплоизолированной рабочей камере СВЧ-реактора.The proposed complex can operate in different modes, including at high pyrolysis temperatures and high pressures, depending on the characteristics of the processed raw materials and the technologies used. However, due to the presence of radiation transmission lines with radio-transparent barrier windows and tuning systems that protect one or more magnetrons from reflected back microwave radiation and make it possible to operate at reduced pressure, it can also, unlike the prototype, at low pyrolysis temperatures due to longer thermal destruction of the feedstock and a lower reaction rate in the thermally insulated working chamber of the microwave reactor, carry out deep processing of the feedstock, regardless of the size of its fraction, with the release, in addition to the gaseous fraction, which can be used as fuel, with a lower reaction rate in heat-insulated working chamber of the microwave reactor.

В частном случае реализации изобретения по п. 2 формулы места ввода излучения в теплоизолированную рабочую камеру СВЧ-реактора 1 посредством линий передачи излучения 7 расположены таким образом, чтобы разные магнетроны 5 возбуждали в объеме теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора 1 различные моды объемного резонатора. Это достигается за счет размещения мест ввода излучения от различных магнетронов 5 в тех точках поверхности резонатора, где отношение амплитуды поля одной из мод к амплитудам полей остальных мод является максимальным. Поляризация вводимого излучения задается в соответствии с поляризацией поля моды резонатора в месте ввода при помощи поворота каждого из магнетронов 5 с соответствующей ему одной из линий передачи излучения 7 вокруг продольной оси ее волновода либо при помощи специальных волноводных преобразователей. Моды теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора 1 рассчитываются стандартными алгоритмами вычислительной электродинамики (FEM, FDTD) при нормальной загрузке сырьем. За счет такого размещения мест ввода излучения обеспечивается равномерный по объему прогрев сырья, а также уменьшение взаимного влияния магнетронов 5 друг на друга, приводящего к нарушению их теплового режима работы.In the particular case of the implementation of the invention according to claim 2 of the formula, the place of radiation input into the heat-insulated working chamber of the microwave reactor 1 by means of radiation transmission lines 7 are arranged so that different magnetrons 5 excite different modes of the cavity resonator in the volume of the thermally insulated working chamber of the microwave reactor 1. This is achieved by placing the places for inputting radiation from different magnetrons 5 at those points of the resonator surface where the ratio of the field amplitude of one of the modes to the amplitudes of the fields of the remaining modes is maximum. The polarization of the input radiation is set in accordance with the polarization of the resonator mode field at the input point by rotating each of the magnetrons 5 with one of the radiation transmission lines 7 corresponding to it around the longitudinal axis of its waveguide or using special waveguide converters. The modes of the thermally insulated working chamber of the microwave reactor 1 are calculated by standard algorithms of computational electrodynamics (FEM, FDTD) under normal loading with raw materials. Due to such an arrangement of the radiation input points, a uniform heating of the raw material throughout the volume is ensured, as well as a decrease in the mutual influence of magnetrons 5 on each other, leading to a violation of their thermal mode of operation.

В частном случае реализации изобретения по п. 3 формулы внутренний слой стенок теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора 1 выполнен из поглощающего СВЧ-излучение материала для компенсации теплопотерь через стенки и обеспечения более равномерного распределения температуры внутри теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора 1 и предотвращения конденсации продуктов пиролиза на ее стенках.In the particular case of the implementation of the invention according to claim 3 of the formula, the inner layer of the walls of the thermally insulated working chamber of the microwave reactor 1 is made of a material absorbing microwave radiation to compensate for heat losses through the walls and to ensure a more uniform temperature distribution inside the thermally insulated working chamber of the microwave reactor 1 and to prevent condensation of products pyrolysis on its walls.

В частном случае реализации изобретения по п. 4 формулы скребковый механизм 4 для удаления твердого остатка из теплоизолированной рабочей камеры реактора 1 выполнен с возможностью перемешивания сырья в процессе пиролиза, что дает возможность еще более равномерного прогрева сырья.In the particular case of the implementation of the invention according to claim 4 of the formula, the scraper mechanism 4 for removing the solid residue from the thermally insulated working chamber of the reactor 1 is made with the possibility of mixing the raw material during pyrolysis, which makes it possible to even more uniform heating of the raw material.

Claims (4)

1. Комплекс для микроволнового пиролиза органических материалов, содержащий теплоизолированную рабочую камеру СВЧ-реактора, систему загрузки сырья и систему выгрузки твердого остатка, один или нескольких магнетронов с управляемым высоковольтным источником питания, отличающийся тем, что дополнительно включает систему управления комплексом, соединенную с высоковольтным источником питания, системой контроля параметров реакции и системой откачки продуктов реакции, включающей форвакуумный насос, охлаждаемые систему первичного фракционирования для сбора тяжелый маслянистых фракций и систему вторичного фракционирования для сбора летучих фракций, при этом все магнетроны соединены с теплоизолированной рабочей камерой СВЧ-реактора линиями передачи излучения, представляющими собой волноводы с радиопрозрачными барьерными окнами и системами подстройки, выполненными в виде подвижных поршней, приводимых в движение подстроечными винтами.1. A complex for microwave pyrolysis of organic materials, containing a thermally insulated working chamber of a microwave reactor, a system for loading raw materials and a system for unloading a solid residue, one or more magnetrons with a controlled high-voltage power supply, characterized in that it additionally includes a control system of the complex connected to a high-voltage source power supply, a system for monitoring reaction parameters and a system for pumping out reaction products, including a foreline pump, cooled primary fractionation system for collecting heavy oily fractions and a secondary fractionation system for collecting volatile fractions, while all magnetrons are connected to the thermally insulated working chamber of the microwave reactor by radiation transmission lines, which are waveguides with radio-transparent barrier windows and tuning systems made in the form of movable pistons driven by adjusting screws. 2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что места ввода излучения в теплоизолированную рабочую камеру СВЧ-реактора посредством линий передачи излучения расположены таким образом, чтобы разные магнетроны возбуждали в объеме теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора различные моды объемного резонатора.2. The complex according to claim 1, characterized in that the points of radiation input into the heat-insulated working chamber of the microwave reactor by means of radiation transmission lines are located so that different magnetrons excite different modes of the cavity resonator in the volume of the thermally insulated working chamber of the microwave reactor. 3. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что внутренний слой стенок теплоизолированной рабочей камеры СВЧ-реактора выполнен из поглощающего СВЧ-излучение материала.3. The complex according to claim 1, characterized in that the inner layer of the walls of the thermally insulated working chamber of the microwave reactor is made of material that absorbs microwave radiation. 4. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что скребковый механизм для удаления твердого остатка из теплоизолированной рабочей камеры реактора выполнен с возможностью перемешивания сырья в процессе пиролиза.4. The complex according to claim 1, characterized in that the scraper mechanism for removing the solid residue from the thermally insulated working chamber of the reactor is configured to mix the raw material during pyrolysis.
RU2020121462A 2020-06-29 2020-06-29 Complex for microwave pyrolysis of organic materials RU2737007C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121462A RU2737007C1 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Complex for microwave pyrolysis of organic materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020121462A RU2737007C1 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Complex for microwave pyrolysis of organic materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2737007C1 true RU2737007C1 (en) 2020-11-24

Family

ID=73543643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020121462A RU2737007C1 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Complex for microwave pyrolysis of organic materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2737007C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2816575C1 (en) * 2023-10-13 2024-04-02 Татьяна Олеговна Крапивницкая Universal microwave complex for processing caustobiolites

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2293104C1 (en) * 2005-09-13 2007-02-10 Владимир Александрович Котельников Peat fast pyrolysis reactor
US7303684B2 (en) * 2004-01-09 2007-12-04 Chang Yul Cha Process for microwave alternative destruction-adsorption
US7361303B2 (en) * 2000-09-22 2008-04-22 Environmental Waste International Inc. Medical waste treatment unit
US7951270B2 (en) * 2003-12-22 2011-05-31 Cambridge University Technical Services Limited Microwave induced pyrolysis reactor and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7361303B2 (en) * 2000-09-22 2008-04-22 Environmental Waste International Inc. Medical waste treatment unit
US7951270B2 (en) * 2003-12-22 2011-05-31 Cambridge University Technical Services Limited Microwave induced pyrolysis reactor and method
US7303684B2 (en) * 2004-01-09 2007-12-04 Chang Yul Cha Process for microwave alternative destruction-adsorption
RU2293104C1 (en) * 2005-09-13 2007-02-10 Владимир Александрович Котельников Peat fast pyrolysis reactor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2816575C1 (en) * 2023-10-13 2024-04-02 Татьяна Олеговна Крапивницкая Universal microwave complex for processing caustobiolites

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4376034A (en) Method and apparatus for recovering carbon products from oil shale
US20130156655A1 (en) System and Method Using a Microwave-Transparent Reaction Chamber for Production of Fuel from a Carbon-Containing Feedstock
US5507927A (en) Method and apparatus for the controlled reduction of organic material
US5487873A (en) Method and apparatus for treating hazardous waste or other hydrocarbonaceous material
JP2010540216A (en) Method and apparatus for multi-resonant structure process / reaction chamber
CN107723015B (en) Downdraft type device for fast pyrolysis of biomass
EP2782667A2 (en) Apparatus and method for processing biomass
CN201625531U (en) Multifunction ultrasound-microwave collaboration chemical reactor
US9540580B2 (en) Char made with a microwave-transparent reaction chamber for production of fuel from an organic-carbon-containing feedstock
US4505787A (en) Process for production of a carbide by-product with microwave energy and aluminum by electrolysis
RU2361731C1 (en) Method of reprocessing worn-out tires and/or industrial rubber products and device to this end
CN108203217A (en) A kind of oil-based drill cuttings continuous-type microwave pyrolysis plant and technique
RU2737007C1 (en) Complex for microwave pyrolysis of organic materials
CN107892930B (en) A kind of method of fruit stone class waste fast pyrolysis oil production
JP2015525814A (en) Biomass hydrothermal liquefaction method and biomass hydrothermal liquefaction system
CN102948254A (en) Microwave and radio frequency material processing
KR100652474B1 (en) Tire recycling apparatus and method thereof
RU2725790C1 (en) Pyrolysis high-temperature processing plant for organic raw materials
CN107987858A (en) A kind of production technology and technology of HIGH-POWERED MICROWAVES pyrolysis biomass
Kuester Design, operation and analysis of microwave heated chemical reactors
WO2013025569A2 (en) Method for the sublimation or pyrolysis of hydrocarbons using rf energy to break covelant bonds
RU2816423C1 (en) Installation for processing solid organic waste
Danilaev et al. Obtaining carbon dendrites from the products of conversion of polymer materials
RU2817118C1 (en) Microwave energy supply device
Idris et al. Effect of microwave susceptor design on the heating profile of co-pyrolysis between empty fruit bunches and waste truck tire