| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2080994
СПОСІБ піролізу ВІДХОДІВ І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ
Ім'я винахідника: Кеннет Майкл Холланд [GB]
Ім'я патентовласника: Кеннет Майкл Холланд [GB]
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1991.07.26
Використання: піроліз відходів широкого кола матеріалів, що не чутливих до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням. Суть винаходу: в способі відходи подають зверху на шар порошкоподібного матеріалу самопливом для здійснення їх самовільного переміщення через порошкоподібний матеріал. Суть винаходу в пристрої: пристрій забезпечений похилим засобом для подачі по ньому самопливом відходів зверху на шар порошкоподібного матеріалу. Останній розташований в резервуарі з можливістю перетікання через його край у міру подачі відходів. Резервуар відкритий зверху і виконаний з матеріалу, стійкого до нагрівання до температури щонайменше 800 o C. Засоби подачі відходів виконані у вигляді труби, що проходить через перший отвір у верхній частині стінки реакційної камери і далі через внутрішню частину камери так, що кінець її розташований над відкритою верхньою частиною резервуара. Частина труби спирається на верхній край стінки резервуара. Джерело мікрохвильового випромінювання розташований на відстані від реакційної камери. Пристрій виконаний з каналом, який проходить від джерела мікрохвильового випромінювання через другий отвір, виконане в стінці камери, до місця, розташованому поблизу відкритої верхньої частини резервуара. Реакційна камера має перше випускний отвір, виконане в нижній частині її стінки і розташоване нижче резервуара так, що матеріал, що перетікає через край резервуара, потрапляє в цей отвір, а кошти видалення газів виконані у вигляді другого випускного отвору у верхній частині реакційної камери для відводу гарячих газів, що виділяються з відходів в процесі піролізу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до способу і пристрою для проведення піролізу відходів і може бути використано для піролізу відходів широкого кола матеріалів, що не чутливих до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням.
Найбільш близьким з відомих є спосіб піролізу відходів матеріалу, що не чутливого до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням, при якому здійснюють нагрів відходів шляхом передачі теплової енергії при їх контакті з розташованим в ємності з інертного до мікрохвильового випромінювання матеріалу шаром порошкоподібного матеріалу, чутливого до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням і містить вуглець в елементарній формі або розкладається під дією мікрохвильового випромінювання до елементарного вуглецю в атмосфері, по суті запобігає утворенню полум'я, при цьому нагрів порошкоподібного матеріалу здійснюють до температури не менше 400 o C і видаляють газ.
Найбільш близьким з відомих є і пристрій для піролізу відходів матеріалу, що не чутливого до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням, що містить розташований в реакційній камері виконаний з інертного до мікрохвильового випромінювання матеріалу резервуар для розміщення в ньому шару порошкоподібного матеріалу, чутливого до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням і містить вуглець в елементарній формі або розкладається під дією мікрохвильового випромінювання до елементарного вуглецю, джерело мікрохвильового випромінювання для нагрівання порошкоподібного матеріалу, засоби регулювання атмосфери в реакційній камері для запобігання утворення полум'я і засоби видалення з реакційної камери газів, що виділяються при піролізі відходів.
Недоліком відомих способу і пристрою є недостатній контакт відходів з вуглець матеріалів.
Технічний результат винаходу підвищення ефективності піролізу і підвищення ефективності роботи пристрою.
У способі це досягається тим, що відходи подають зверху на шар порошкоподібного матеріалу самопливом для здійснення їх самовільного переміщення через порошкоподібний матеріал.
У пристрої це досягається тим, що воно забезпечене похилим засобом для подачі по ньому самопливом відходів зверху на шар порошкоподібного матеріалу, причому останній розташований в резервуарі з можливістю перетікання через його край у міру подачі відходів.
Резервуар відкритий зверху і виконаний з матеріалу, стійкого до нагрівання до температури щонайменше 800 o C.
Засоби подачі відходів виконані у вигляді труби, що проходить через перший отвір у верхній частині стінки реакційної камери і далі через внутрішню частину камери так, що кінець її розташований над відкритою верхньою частиною резервуара.
Частина труби спирається на верхній край стінки резервуара.
Джерело мікрохвильового випромінювання розташований на відстані від реакційної камери, при цьому пристрій виконаний з каналом, який проходить від джерела мікрохвильового випромінювання через другий отвір, виконане в стінці камери, до місця, розташованому поблизу відкритої верхньої частини резервуара.
Реакційна камера має перше випускний отвір, виконане в нижній частині її стінки і розташоване нижче резервуара так, що матеріал, що перетікає через край резервуара, потрапляє в цей отвір, а кошти видалення газів виконані у вигляді другого випускного отвору у верхній частині реакційної камери для відводу гарячих газів, що виділяються з відходів в процесі піролізу.
Винахід стосується способу піролізу відходів, матеріал яких сам по собі не чутливий до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням, причому цей спосіб включає наступні операції:
а) введення відходів в атмосфері, по суті запобігає утворенню полум'я, в контакт з шаром порошкоподібного матеріалу, який містить вуглець в елементарній формі або матеріал, здатний розкладатися в результаті піролізу мікрохвильовим випромінюванням до елементарного вуглецю, який чутливий до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням;
b) нагрівання порошкоподібного матеріалу мікрохвильовим випромінюванням так, що теплова енергія передається від порошкоподібного матеріалу до відходів, при цьому час і інтенсивність зазначеного випромінювання регулюють так, щоб викликати істотний піроліз відходів, а відходи подають на верхню частину шару порошкоподібного матеріалу з можливістю їх опускання через цей шар і здійснюють піроліз відходів всередині цього шару.
Переважно, щоб потужність мікрохвильового випромінювання і час його дії були такі, щоб порошкоподібний матеріал нагрівався до температури щонайменше 400 o C.
Коли пропонований спосіб здійснюють в атмосфері, в значній мірі вільною від кисню, здійснюють лише небезпека утворення діоксиду або інших отруйних продуктів при використанні деяких видів вихідної сировини. У таких випадках, а й у випадках наявності невеликої кількості кисню (проте недостатнього для того, щоб викликати займання) переважно, щоб порошкоподібний матеріал (і відповідно пластмасові або інші відходи) досягав температури щонайменше 800 o C, яка є досить високою, щоб виключити або звести до мінімуму ризик виділення діоксинів або інших шкідливих речовин піддають піролізу матеріалом.
Якщо матеріал відходів, що підлягають піролізу відповідно до запропонованим способом, розкладається порівняно легко (наприклад поліетилен або нейлон), то температура в межах 400 800 o C виявляється достатньою. При використанні більш термостійких пластмас і галогенізованих пластмас (наприклад політетрафторетилену або полівінілхлориду) температура містить вуглець матеріалу може досягати як мінімум 800 o C.
Винахід стосується і пристрою для здійснення піролізу відходів мікрохвильовим випромінюванням, матеріал яких сам по собі не чутливий до нагрівання цим випромінюванням, причому цей пристрій містить:
a) засоби утримання шару порошкоподібного матеріалу, по суті інертні до мікрохвильового випромінювання і виконані з можливістю перетікання порошкоподібного матеріалу через край;
b) реакційну камеру, що охоплює засоби утримання;
c) кошти подачі відходів на верхню частину шару порошкоподібного матеріалу, що знаходиться в засобах утримання так, що відходи опускаються через цей шар;
d) джерело мікрохвильового випромінювання, розташований щодо засобів утримання так, що випускається їм мікрохвильове випромінювання може викликати нагрівання порошкоподібного матеріалу і істотний піроліз відходів під час їх опускання через шар порошкоподібного матеріалу;
e) засоби регулювання атмосфери у зазначеній камері так, що в ній по суті запобігає утворення полум'я;
f) кошти видалення газів, що виділяються при піролізі відходів, з камери.
У типовому випадку кошти утримання містять відкритий зверху резервуар, виконаний, переважно, з матеріалу, що витримує температуру, щонайменше, близько 800 o C або близько 1000 o C, такого як нержавіюча сталь або кераміка.
Відходи подаються на верхню частину порошкоподібного матеріалу, щоб забезпечити максимальний контакт з ним в міру опускання відходів через шар порошкоподібного матеріалу. Чим більше ступінь контакту між відходами і порошкоподібною матеріалом, тим ефективніше передається енергія від порошкоподібного матеріалу до відходів, відповідно досягається інтенсивний піроліз останніх. У кращому варіанті здійснення винаходу засоби подачі містять трубу, що проходить через перший отвір у верхній частині стінки камери і далі всередину камери так, що кінець труби розміщений над відкритою частиною резервуара. У типовому випадку частина труби спирається на верхній край стінки резервуара.
У кращому варіанті здійснення винаходу засоби подачі відходів розташовані похило, щоб відходи могли легко ковзати по ним і потрапляти в засоби утримання. Зазвичай похилі засоби подачі орієнтовані так, що відходи можуть подаватися в засоби утримання по суті безперервно. В інших варіантах здійснення винаходу відходи можуть подаватися напівбезперервна або переривчасто (наприклад в апаратах періодичної дії). Застосування таких похилих засобів подачі відходів зводить до мінімуму необхідність в механічних засобах подачі відходів в засоби утримання.
Переважно подавати відходи так, щоб порошкоподібний матеріал міг перетікати через край резервуара, коли відходи, матеріал яких більш щільний, опускаються на дно резервуара, зміщуючи при цьому менш щільний вуглецевий матеріал наверх (насипний питома вага високодисперсного елементарного вуглецю дорівнює приблизно 0,5, а матеріал відходів, наприклад пластмаса, має, як правило, насипний питома вага приблизно 0,8 1,0). Порошкоподібний матеріал, що перетікає з нерухомого шару, переважно реціркуліровать щонайменше частково в процес. Швидкість подачі відходів у великій мірі залежить від потужності мікрохвильового розряду, використовуваного при піролізі.
Зазвичай джерело мікрохвильового випромінювання віддалений від камери, при цьому передбачено канал від джерела мікрохвильового випромінювання через другий отвір в стінці камери до місця поблизу відкритої частини резервуара. Цей канал визначає траєкторію мікрохвильового випромінювання від його джерела до засобів утримання порошкоподібного матеріалу.
У кращому варіанті здійснення винаходу камера забезпечена першим і другим випускними отворами. Перше випускний отвір виконано в нижній частині стінки камери і знаходиться зазвичай безпосередньо під засобами утримання порошкоподібного матеріалу, такий стан отвори найбільш доцільно з точки зору надходження в нього порошкоподібного матеріалу, перетікає через край коштів утримання. Перше отвір зазвичай повідомлено з першими засобами охолодження порошкоподібного матеріалу, що забезпечують відновлення з нього по суті твердого вуглецевого продукту. Засоби видалення газів, що виділяються в процесі піролізу, містять, як правило, друге вихідний отвір, повідомлене із засобами охолодження газів, що надходять далі в сепаратор "рідина-газ", який розділяє виділилися гази на нафтопродукти і відпрацьовані гази. Друге випускний отвір в кращому варіанті розташовано у верхній частині камери, що є найбільш зручним для надходження в нього будь-яких горючих газів, які виділяються з відходів, які перебувають під час піролізу в засобах утримання порошкоподібного матеріалу. Засоби регулювання атмосфери, що запобігають по суті освіту полум'я, містять, як правило, перший і другий повітряні затвори, причому перший повітряний затвор перебуває на траєкторії руху відходів в засобах подачі, а другий повітряний затвор розташований за засобами охолодження порошкоподібного матеріалу по ходу його руху.
На кресленні показано пропонований пристрій.
 |
Відповідно до креслення відходи та порошкоподібний вуглецевмісний матеріал подаються разом через повітряний затвор 18 в знаходиться в реакторі 8 піролізні камеру 9, виконану з нержавіючої сталі і має вогнетривку футеровку. Матеріал в камері експонується мікрохвильового випромінювання від мікрохвильового генератора 10. |
Порошкоподібний матеріал, включаючи матеріал відходів, який розклався в результаті піролізу до елементарного вуглецю, перетікає через край піролізної камери 9 і проходить через охолоджувач 11 вуглецю і повітряний затвор 12, після чого він відновлюється в вигляді твердого вуглецевого продукту 17. Вуглеводневі гази, що утворюються в процесі піролізу, виводяться з реактора 8 і через охолоджувач 13 вуглеводневих газів надходять в сепаратор 14 "рідина-газ", який розділяє їх на нафтопродукти 15 і (кислотні) відпрацьовані гази 16. відпрацьовані гази можуть потім пропускатися через скрубер перед їх випуском в атмосферу.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб піролізу відходів матеріалу, що не чутливого до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням, при якому здійснюють нагрів відходів шляхом передачі теплової енергії при їх контакті з розташованим в ємності з інертного до мікрохвильового випромінювання матеріалу шаром порошкоподібного матеріалу, чутливого до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням і містить вуглець в елементарній формі або розкладається під дією мікрохвильового випромінювання до елементарного вуглецю в атмосфері, по суті, що запобігає утворенню полум'я, при цьому нагрів порошкоподібного матеріалу здійснюють до температури не менше 400 o С і видаляють газ, який відрізняється тим, що відходи подають зверху на шар порошкоподібного матеріалу самопливом для здійснення їх самовільного переміщення через порошкоподібний матеріал.
2. Пристрій для піролізу відходів матеріалу, що не чутливого до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням, що містить розташований в реакційній камері виконаний з інертного до мікрохвильового випромінювання матеріалу резервуар для розміщення в ньому шару порошкоподібного матеріалу, чутливого до нагрівання мікрохвильовим випромінюванням і містить вуглець в елементарній формі або розкладається під дією мікрохвильового випромінювання до елементарного вуглецю, джерело мікрохвильового випромінювання для нагрівання порошкоподібного матеріалу, засоби регулювання атмосфери в реакційній камері для запобігання утворення полум'я і засоби видалення з реакційної камери газів, що виділяються при піролізі відходів, що відрізняється тим, що воно забезпечене похилим засобом для подачі по ньому самопливом відходів зверху на шар порошкоподібного матеріалу, причому останній розташований в резервуарі з можливістю перетікання через його край у міру подачі відходів.
3. Пристрій за п.2, що відрізняється тим, що резервуар відкритий зверху і виконаний з матеріалу, стійкого до нагрівання до щонайменше 800 o С.
4. Пристрій за п.3, що відрізняється тим, що кошти подачі відходів виконані у вигляді труби, що проходить через перший отвір у верхній частині стінки реакційної камери і далі через внутрішню частину камери так, що кінець її розташований над відкритою верхньою частиною резервуара.
5. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що частина труби спирається на верхній край стінки резервуара.
6. Пристрій за пп.2 5, що відрізняється тим, що джерело мікрохвильового випромінювання розташований на відстані від реакційної камери, при цьому пристрій виконаний з каналом, який проходить від джерела мікрохвильового випромінювання через другий отвір, виконане в стінці камери, до місця, розташованому поблизу відкритої верхньої частини резервуара.
7. Пристрій за пп.2 6, що відрізняється тим, що реакційна камера має перше випускний отвір, виконане в нижній частині її стінки і розташоване нижче резервуара так, що матеріал, що перетікає через край резервуара, потрапляє в цей отвір, а кошти видалення газів виконані у вигляді другого випускного отвору у верхній частині реакційної камери для відводу гарячих газів, що виділяються з відходів в процесі піролізу.
Версія для друку
Дата публікації 19.02.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.