用于经由微波辐射对有机物质进行受控还原的设备和过程的制作方法

用于经由微波辐射对有机物质进行受控还原的设备和过程的制作方法
【专利摘要】一种用于在基本上氧气减少的还原气氛中使用微波能还原或解聚有机物质的可控制连续供给系统和过程。在微波巷道中由多个磁控管产生微波能。可以从微波巷道提取气态产物以用于再循环和/或分析。诸如液体收集装置的收集器可以用于单独地收集固体产物的漂浮成分和沉入成分，同时防止还原气氛从系统泄漏。
【专利说明】用于经由微波辐射对有机物质进行受控还原的设备和过程
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用微波辐射对有机物质进行受控还原。
【背景技术】
[0002]在许多情况下理想的是还原有机物质。在原料处理中可能出现这种要求，例如，在从油页岩开采油、或在诸如磨损轮胎的废弃材料的处理。将这种物质积聚在垃圾填埋地等会相当大地促进环境污染。
[0003]诸如通过燃烧对原料的处理和废弃物质的处理本身可能会导致环境污染问题。此外，有机物质的非热解还原的副产物作为用于其它过程的原料可能是有价值的。例如，可以回收轮胎的大量主要部件，即，碳氢化合物(主要是油气)、炭黑和钢。
[0004]可以通过使物质受到微波辐射来进行有机物质的非热解还原。例如，通过引用在此并入供参考的1999年3月2日授权的用于有机物质的受控制还原的方法和设备的美国专利N0.5，877，395描述了一种用于有机物质的受控制非热解还原的方法和设备，包括使物质在还原气氛中受到微波辐射。可以在大规模连续供给系统中执行这种方法。
[0005]因此，不断需要一种用于有机物质的还原的更加有效和可控制的方法。
【专利附图】

【附图说明】
[0006]在仅以示例的方式显示本发明的优选实施例的附图中:
[0007]图1是在用于还原有机物质的系统的供给和微波巷道(tunnel)模块中的透视图；
[0008]图2A是图1的吹扫室的分解透视图；
[0009]图2B是图2A的供给模块中的吹扫室的透视图；
[0010]图2C是在以虚线显示用于吹扫室通风的管道的情况下图2A的进料模块的吹扫室的侧面正视图；
[0011]图2D是用于图2A的进料模块的吹扫室通风口的管道的透视图；
[0012]图3A是图1的微波巷道模块的顶部俯视图；
[0013]图3B是图3A的微波巷道模块的前正视图；
[0014]图3C是沿图3B的线3C-3C截得的微波巷道模块的剖视图；
[0015]图4是用于图1的微波巷道模块的过程气体系统的透视图；
[0016]图5A是出料模块的部分分解透视图；
[0017]图5B是图5A的出料模块的透视图；以及
[0018]图5C是图5A的出料模块的侧面正视图。
【具体实施方式】
[0019]根据本发明，提供了一种用于在基本上没有氧气的还原气氛中使用微波能还原或解聚(depolymerization)有机物质的高度可控制连续供给系统和方法。
[0020]以下仅作为本发明的操作的一个可能理论被提供，而不是本发明的正确性或应用性的任意表示。认为微波能导致较长链分子中的弱分子键的分离以使这些分子减少到简单的形式。这对于解聚过程是有效的。微波能被有机物质吸收，从而使分子振动增加和分子间的键受到应变，这导致窄带红外能的生成。窄带红外能被周围物质重新吸收，从而增加键中的能量的量直到键被破坏为止。键的破坏导致复杂的有机化合物转换成具有低分子量的简单的化合物。使用微波能的解聚比热解快得多，并且从长链聚合物到短链分子的转换更加广泛。
[0021]在一个实施例中，系统包括三个模块:进料模块100、微波巷道模块200、和出料模块300。系统可以由诸如可编程逻辑控制器的控制器控制，所示控制器例如可以在诸如个人计算机的数据处理设备中被实施。如本领域的技术人员所公知的，控制器可以作为可以彼此通信或不通信的多个控制器来实现。
[0022]图1显示连接到微波巷道200以用于还原诸如轮胎2的有机物质的进料模块100 的一个实施例。如图1所示，进料模块100可以经由输送带6接收轮胎2。输送机6可以例如是重力滚子输送机。传送机6可以从在拖车4或任意其它源中的轮胎2收集处输送轮胎 2。轮胎2可以手动或由机器人或任意其它装置被连续放在输送机6上。本发明构思了其中由多个轮胎构成的堆可以连续放在输送机6上的实施例，并且虽然处理参数将会相应地改变，但是本发明的原理保持可适用。
[0023]在每次将一个轮胎2供应给在转载输送机6的实施例中，每一个轮胎2都由进料输送机102接收。进料输送机102可以是诸如Titan Industries?型号108滑床输送机的皮带输送机。
[0024]当轮胎2由进料输送机102输送时，轮胎可以通过用于确定轮胎2的尺寸的传感器104 (或一组传感器)。在本实施例中，所示的传感器104可以包括用于检测环境光或被向下引导到进料输送机上的光束的障碍物的诸如电子眼的光电检测器。使用电子眼，可以根据光束被轮胎阻碍的时间周期乘以轮胎2在进料输送机102上的已知速度来确定轮胎的尺寸。轮胎2然后可以被输送到下一个输送机台，使得轮胎2以预定间隔在下一个输送机上被间隔开，其中所述预定间隔对于相同尺寸的轮胎来说通常为有规律的间隔。例如，在一些实施例中轮胎之间大约两英寸(5cm)的间隔可能是理想的。可以继续不断地改变接收轮胎 2的进料输送机102和/或下一个输送机台(其可以是称重输送机106或内部输送机120) 的速度以在被下一个输送机台输送的轮胎之间产生期望的间隙。
[0025]任选地，进料模块100还可以包括称重输送机106，所述称重输送机106测量当轮胎2被输送到吹扫室110、114时对轮胎2进行称重。控制器可以使用每一个轮胎的重量以调节诸如当轮胎2通过微波巷道模块200时应该被发射的微波辐射的量的过程参数或系统的任意其它方面的操作。轮胎2可以从进料输送机102被输送到称重输送机106。可选地， 称重输送机106可以直接从转载输送机6接收轮胎2并将轮胎2输送到进料输送机102， 进料输送机102接着将轮胎2输送到吹扫室110、114。称重输送机106可以包括支撑在腿部上以输送轮胎2的诸如Hytrol?型号199-CRR链式驱动机动滚道输送机的机动滚道输送机(live roller conveyer)和绕称重输送机106定位以确定每一个轮胎2的重量的一个或多个负载单元。在一个实施例中，可以使用四个称重传感器；一个称重传感器在称重输送机106的每一侧,在称重输送机106的上游端和下游端(例如，一个称重传感器在带有四个腿部的称重输送机106的一个角部或腿部下方)。[0026]轮胎2从称重输送机106被供应给至少一个吹扫室110。因为已经认为有利的是以多级式方式产生还原气氛，因此在优选的实施例中，提供多个吹扫室，在所示的本实施例中，两个吹扫室110、114。吹扫室110、114被设置成将轮胎2弓丨入到微波巷道200的低氧还
原气氛中。
[0027]参照图2A、2B和2C，每一个轮胎2都被内部吹扫输送机120输送通过吹扫室110、 114。吹扫输送机120可以是滚轴输送机，所示滚轴输送机接收来自如上所述的进料输送机 102或称重输送机106的轮胎2。吹扫室110、114将被注入有诸如氮气的还原气体以驱替吹扫室110、114中的包括氧气的环境空气，并产生还原气氛。轮胎2通过罩进入第一吹扫室110，在本实施例中所述罩显示包括第一闸门108，并且在所选择的一部分环境空气以如下所述的方式被驱替时，轮胎通过吹扫输送机12被输送通过位于第一闸门108的下游的第二闸门112，从而离开第一吹扫室110。第一闸门108和第二闸门112可以是由被控制器所控制的液压缸109操作的自动闸门(flop gate)o
[0028]因此，当第一闸门108和第二闸门112关闭时，第一吹扫室110的内部与在系统外部的环境大气隔离。闸门112为轮胎2打开以进入第二吹扫室114，所述第二吹扫室114相对于第一吹扫室110密封以允许气体在第一吹扫室110与第二吹扫室114之间连通但是使第一吹扫室112和第二吹扫室114的内部与系统外部的环境大气隔离。当轮胎2通过第二闸门112离开第一吹扫室110，并被输送通过第二吹扫室114时，第二门112关闭以使第二吹扫室114的内部与第一吹扫室110的内部隔离。第二吹扫室114中的部分还原气氛被还原气体(或不同的还原气体)进一步驱替以接近微波巷道200的还原气氛。轮胎2通过第三闸门116离开第二吹扫室114。第三闸门116也可以是自动闸门，所述自动闸门提供用于使第二吹扫室114的内部与微波巷道200的还原气氛隔离的密封罩，并且仅当第二吹扫室 114中的空气与处理巷道200内部的空气近似相同时才打开。
[0029]第一吹扫室110和第二吹扫室114可以设置在由钢板或任意其它适当的材料形成的壳体126中，且一个或多个维护入口 128允许接近闸门108、112、116，和/或一个或多个入口 30允许接近将还原气体注入到相应的吹扫室110、114中以驱替所述吹扫室中的环境空气的喷嘴122。一个或多个入口 136还可以被设置成用于接近第二吹扫室114下方的一区域。每一入口都被盖132、134、138关闭。
[0030]在所示实施例的操作中，通过在轮胎2进入微波巷道200之前吹扫轮胎2中及其周围的环境空气来从吹扫室110、114除去氧气。在一个实施例中，通过用经由喷嘴122喷射的氮气(N2)从吹扫室110、114驱替空气来除去氧气。氮气可以由提供近似99.5%纯度的氮气的变压吸附(pressure swing absorption, PSA)发生器(未示出)来供应。例如， BOC商标PSA发生器可以用于基本上供应氮气吹扫气体。如果氮气压力损失，则控制器将以安全有秩序的方式自动关闭系统。氮气发生器可以包括稳压罐(未示出)，所述稳压罐在从主氮气供应源的氮气耗尽时提供氮气的紧急供应。
[0031]在系统启动时，在轮胎2进入系统之前，第一吹扫室110和第二吹扫室114可以被吹扫到预定氧气水平。例如，第一吹扫室110可以被吹扫到小于5%的氧气，而第二吹扫室 114可以被吹扫到小于1%的氧气。如吹扫室110、114被吹扫时，氧气传感器150监测每一个吹扫室110、114中的氧气浓度，并且压力开关152 (图2D中所示)限制吹扫室110、114 中的每一个内的压力。[0032]为了吹扫第一吹扫室110，出口 124中的一个或多个通气阀打开，一个或多个风扇旁通阀或风门154的关闭，并且氮气吹扫阀打开以允许氮气通过一个或多个喷嘴122流入到第一吹扫室110中。如果压力开关152被激活，则氮气吹扫阀关闭直到开关被去激活为止。当氧气传感器150检测到已经达到所选择的还原氧气水平或阈值时，吹扫过程停止，风扇旁通阀打开，并且通气阀关闭。第二闸门112然后打开，并且轮胎2被输送通过闸门112 进入到第二吹扫室114，其中所述第二吹扫室以类似的方式被吹扫到第一吹扫室110的所选择的还原的氧气水平，且与第一吹扫室110同时，或在第一吹扫室110之后、或与在第一吹扫室110的清洗开始之前或之后的吹扫时间段部分重叠。
[0033]当轮胎2被密封在第一吹扫室110中并且和第一闸门108和第二闸门112两者都关闭时，吹扫系统被启动。可以以上述方式从第一吹扫室110吹扫环境空气直到达到第一预定氧气水平。为了启动第一吹扫室110中的吹扫过程，控制器可以从一个或多个吹扫位置传感器(例如，称重传感器和/或电子眼)接收指示轮胎2处于吹扫位置和/或第一闸门108和第二闸门112关闭的信号，这进而会在控制器中触发指示要求启动吹扫并使控制器如上所述执行第一吹扫室110中的吹扫过程的标志。当氧气传感器检测达到第一吹扫室 110中所选择的降低的氧含量时，氮气吹扫阀关闭，风扇旁通阀打开，并且通气阀关闭。指示需要吹扫的控制器标志可以被重置以表示第一吹扫室110的吹扫完成。如果设置第二吹扫室114并且如果在系统的启动时没有吹扫第二吹扫室114，则第二吹扫室114被吹扫到第一吹扫吹扫室110的选择的还原的氧含量水平，且优选地与第一吹扫室110同时，或可选地在第一吹扫室110之后，或与吹扫时间段部分重叠将第二吹扫室114吹扫到第一吹扫室 110的选择的被还原的氧含量水平，使得当放料闸门112打开，第一吹扫室110中降低的氧含量没有被第二吹扫室114中的较高含氧大气污染。
[0034]当轮胎2进入到第二吹扫室114中的吹扫位置，并且第二自动闸门112和第三自动闸门116两者都关闭时，第二吹扫室114中吹扫被启动。以上述方式从第二吹扫室114 吹扫环境空气，直到达到第二预定的降低的氧含量。为了启动第二吹扫室114中的吹扫过程，控制器可以从一个或多个吹扫位置传感器(例如，称重传感器和/或电子眼)接收指示轮胎2处于吹扫位置和/或第二闸门112和第三闸门116关闭的信号，这进而会在控制器中触发指示要求启动吹扫并使控制器如上所述执行第二吹扫室114中的吹扫过程的标志。 当与第二吹扫室114相关联的氧气传感器150检测到达到所需的氧含量时，氮气吹扫阀关闭，风扇旁通阀打开并且通气阀关闭。指示需要进行吹扫的控制器标志可以被重置以表示第二吹扫室114的吹扫完成。轮胎2接着通过第三闸门116从第二吹扫室114被输送出， 经由出口 140从进料模块100被输送出，并被输送到微波巷道模块200的输送机202上。`
[0035]如图3所示，微波巷道模块200包括巷道输送机202、微波室206和还被称为磁控管的多个微波信号发生器208。微波室206可以由例如不锈钢的金属板或其它适当的材料制成。微波巷道模块200可以进一步包括防止微波辐射从微波室206泄漏的微波收集装置， 例如，设置在微波室206的入口处的微波不可穿透屏蔽件204和设置在微波室206的出口处的微波不可穿透屏蔽件210。
[0036]巷道输送机202可以包括微波可穿透的环形带输送机。例如，带可以由具有大到足以允许微波辐射通过的开口的不锈钢网或筛形成，使得轮胎2的每一侧都被暴露给微波辐射(轮胎2的下侧接收从在带下方的微波室206的底部被反射的微波辐射)。在巷道输送机202包括环形带输送机的情况下，巷道输送机202可以具有产生连续传送带环的处理路径202a和返回路径202b。轮胎2沿着处理路径202a被输送。
[0037]优选地选择微波室206的整体形状以容纳有机物质和巷道输送机202。对于轮胎 2和环形带输送机来说，矩形横截面的微波室206是有效的。
[0038]多个磁控管208被安装到微波室206的至少一个壁。如图1中所示，磁控管208 可以成行和成列布置。在所示的实施例中，磁控管208被安装到微波室206的顶部，且在结构中具有35排磁控管208，且每一排具有三个磁控管。磁控管208可以包括小微波信号发生器，例如，1.2kW的磁控管。因为微波的集中显著有助于系统的效率，因此可以为每一个磁控管208设置波导224以将由每一个磁控管208产生的微波集中成与相邻微波辐射锥体重叠的锥体。微波辐射锥体的重叠可以提供处理路径202a的更加均匀的微波覆盖率，并且在一个或多个磁控管208失效的情况下进一步提供冗余性。
[0039]由小微波信号发生器中的每一个发射的微波能可以被独立控制，使得可以将在沿着处理路径202a的任意给定位置处的微波能改变并调节到期望的浓度。来自微波发生器中的每一个的输出可以是连续的、脉冲的或以其它方式随意被改变。还可以通过改变输入到磁控管208的电力来改变由每一个磁控管208产生的微波的强度，这是因为在所示的实施例中每一个磁控管208都具有其本身的电力供应装置。还可以调谐磁控管208以用于使得正在被处理的有机物质的效率最佳。例如，对于橡胶轮胎来说，磁控管208可以被有利地调谐以发射大约2250MHz的微波辐射。控制器处理装置和用于设定并改变微波辐射的特性的相关联的软件对 于本领域的技术人员是公知的。
[0040]微波室206和磁控管208可以容纳在由任意适当的材料形成的外壳222中。外壳 222保护磁控管208并且可以配备有排气风扇和通风孔220以耗散由磁控管208产生的热量。
[0041]因为有机物质的表面温度显著地影响被有机物质吸收的微波，因此有利的是监测有机物质的表面温度。假设有机物质的性质正在被还原，则可以根据需要调节输入到微波发生器的电力以保持用于微波吸收的最佳表面温度。因此，当物质移动通过微波室206时进行反应，可以需要较低能量输入来保持有机物质的最佳表面温度。下游微波发生器因此可以被控制以在低电力下操作，以例如当磁控管208接近微波屏蔽件210时减小磁控管208 的排，微波室206中的有机物质的内部温度还作为在还原处理时预测什么产物何时可能从有机物质被消除的手段被监测。
[0042]可以沿着微波室206的一个或多个壁设置一个或多个端口阀218以除去气态产物。端口阀218可以用于收集气态产物，以作为原料被回收和/或监测或测试目的。在还原期间可以分析被收集的气态产物以确定所述气态产物的成分。在多个端口阀218沿着微波室206的长度间隔开的情况下，可以通过分析从沿着处理路径202a的不同点获得的气态产物的成分获得有价值的信息。例如，根据从沿着处理路径202a的不同点获得的样品的成分，可以确定轮胎2在沿着处理路径202a的哪一个点处被破坏，并且可以调节由不同磁控管208产生的微波的强度，从而提高系统的效率。
[0043]可以通过控制器、通过操作者手动或其组合实现基于这种反馈的对系统的调节。 由于在有机物质的还原的不同阶段可以产生不同浓度组分气体，因此气态产物的位置-特定样品的分析还提供关于在处理中最有效地提取可回收产物的有价值信息。例如，如果这种分析显示在还原的早期阶段放出更大浓度的氢气而在还原的随后阶段放出更大浓度的甲烷气体，则更加有效的是处理来自设置在处理路径202a开始端附近的端口阀的气态产物以用于收集氢气，和处理来自朝向处理路径202a的结束端设置的端口阀的气态产物以用于收集甲烷。
[0044]微波室206可以保持在大气压力稍微以上以促进气态产物的移除。在图4所示的一个实施例中，气态产物可以通过冷凝器232和/或净气器234被压缩机230吸入。冷凝器可以例如被设计成将气体中的重质油基碳氢化合物冷凝成液态，从而可以收集碳氢化合物。可以使用的净气器的示例包括氯/碱性净气器和二氧化硫净气器。压缩机230然后可以将剩余的气态产物压缩到压力容器236中，压缩容器236可向用于发电的内燃机或燃气轮机238供气。由发电机产生的电力可以在操作本系统中使用，并且任意过剩电力可以被供应给电网或以其它有利的方式被使用。可选地，气体可以被进一步处理，从而通过进一步压缩将不同类型的气体分离成液体。收集的液体因此可以被出售或在其它处理中被使用。 基于正在被还原的有机物质的类型和还原处理的效率，在连续操作期间，整个设备可以潜在地由发电机238供电。
[0045]微波隧道模块200在开口 318处连接到出料模块300。出料模块300包括液体密封部302、桨轮组件304、螺旋输送机308和倾斜输送机310。
[0046]隧道输送机202的下游端通过开口 318延伸到出料模块300的液体密封部302中。 巷道输送机202的下游驱动轴314如图5A-5C中所示可以安装到出料模块300中，并且可以由电动机316驱动。半马力防爆SEW-EUR0DWVE变速交流电动机是可以用于本目的的电动机的示例。可以在液体密封部302中提供射流以在输送带沿着返回路径202b返回到微波室206之前清洁巷道输送机202。后导流板312可以被设置成捕获从输送带202滴落或溅出的液体并使所述液体转向回到液体密封部302中。
[0047]液体密封部302用作防止气体从微波室206泄漏同时有助于收集由还原反应产生的固体产物的组成成分的收集装置。
[0048]在图5A-5C的实施例中，当液体密封部302的顶部334的一部分浸没在水位线326 和328下方时，液体密封部302保持诸如水的液体，并类似于U形收集装置作用。来自微波室206的气体因此被圈闭在液体密封部302中。水位线326、328在大气压力下处于相同的水平，然而，当微波室206中的压力高于大气压力时，液体密封部302的水位线在出料模块 300的开口端处可以低于水位线328。
[0049]液体密封部302可以具有被盖324闭合的一个或多个入口 336，从而允许通向液体密封部302内的部件。液体密封部302还可以包括具有朝向液体密封部302的底部以用于排放可以容纳在其中的液体的阀322的孔口 320。供应管组件338还可以被设置成用液体填充液体密封部302以补充液体供应。
[0050]因为在连续操作期间进料模块100的三个闸门118、112、116中的至少两个在任意给定时间被闭合，并且来自微波室206的气 体被出料模块300的液体密封部302圈闭，因此微波室206的还原气氛被保持，并且能够防止气体从设备泄露。进料模块110、微波隧道模块200和出料模块300因此以保持该真空密封的连续性的方式被连接在一起，同时允许进料模块100、微波巷道模块200和出料模块300之间选择性的连通以使有机物质从一个阶段通过到达另一个阶段。[0051]为了分离和收集固体产物的成分，留在巷道输送机202上的固体产物在离开微波室206时从巷道输送机202的端部掉落并进入到液体密封部302的液体中。在用于轮胎2 的非热解还原的系统的上述示例中，固体产物主要包括炭黑和钢。因为炭黑的密度小于水， 因此炭黑漂浮在水上，而钢沉入在水中。炭黑和钢因此可以被水分离，较轻的成分被撇去或以其它方式从水面被吸走。如本领域技术人员所要认识的，可以以类似的方式分离包括其密度小于液体密封部302中液体的一种或多种成分和密度大于所示液体的一种或多种成分的有机物质的任意固体产物。
[0052]通过桨轮组件304从水面收集炭黑。桨轮组件304具有从轮332大致径向延伸的桨叶330和驱动轮332旋转的电动机306。可以使用的电动机的示例是1/6马力防爆 SEW-EURODRIVE?变速交流电动机。桨轮组件可以靠近水位线326安装在液体密封部302的顶部334上，使得桨叶330的一部分通过一旋转弧被暴露在水位线326以上以将漂浮的炭黑朝向螺旋输送机308的吸收端吸入和推动。桨叶330可以在轮332的旋转方向上以凹入方式弯曲以更好地将炭黑吸入并推到螺旋输送机308上。虽然基本上平行于水面， 但是桨轮组件304可以倾斜，使得最靠近螺旋输送机308的部分在水中低于最靠近开口 318 的部，以便桨叶330通过最靠近开口 318的旋转弧部分地在水面以上。当螺旋输送机308 的吸入端被部分地浸没在液体中以吸收炭黑时，倾斜桨轮组件304可以提高将炭黑输送到螺旋输送机308上的效率。螺旋输送机308将炭黑输送到诸如打包系统(未示出)的储存装置。螺旋输送机308可以从输出端的吸入端向上倾斜，这可以通过允许曳出液体回流到液体密封部302中而促进炭黑的干燥。
[0053]通过倾斜收集输送机310来收集钢。倾斜收集输送机310与液体密封部302的底部成一行并优选地具有在出料模块的开口端处使负载与液体分离的倾斜部。收集输送机 310例如可以包括刮板输送机或具有铰链钢带输送机的诸如Chip-Tote?输送机的破碎输送机。沉积到液体密封部302中的固体产物的钢部分汇入在倾斜收集输送机310上并在用于收集的出料模块的开口端处通过倾斜收集输送机310从液体中输出出来进入到诸如槽 (未不出)的容器中。
[0054]虽然已经描述了用于还原轮胎的系统和方法，但是本领域的技术人员将要认识到可以修改该系统和方法以处理诸如废轮胎碎片、油页岩和煤的其它有机物质。例如，可以使用上述实施例通过定期将废轮胎碎片堆沉积在进料输送机上来处理废轮胎碎片。对于废轮胎碎片堆来说需要对上述实施例进行一些微小修改以通过第一闸门108、第二闸门112、和第三闸门114，然而所述系统和方法的大致原理可以应用于解聚废轮胎碎片和其它多种类型的有机物质。
[0055]已经以示例的方式如此详细地描述了本发明的不同实施例，对于本领域技术人员来说显而易见的是在不背离本发明的情况下可以进行改变和修改。·
【权利要求】
1.一种用于还原有机物质的系统，包括:进料模块，所述进料模块用于接收包括有机物质的物质并将所述物质输送到还原气氛中，进料模块包括:进料输送机，用于将所述物质输送通过进料模块；至少一个吹扫室；和第一罩，所述第一罩用于使所述至少一个吹扫室与系统外部的环境空气隔离；与所述至少一个吹扫室连通的气体注入系统，用于注入还原气体以从所述至少一个吹扫室驱替空气从而在所述至少一个吹扫室中产生具有低浓度氧气的还原气氛；微波巷道，微波巷道与进料模块密封连通以用于使微波巷道与系统外部的环境空气隔离，微波巷道包括微波不可穿过的微波室，所述微波不可穿过的微波室包括用于产生微波辐射的多个磁控管和用于移除过程气体产物的至少一个端口 ；和巷道输送机，用于从进料模块接收物质并将所述物质输送通过微波室；至少一个第二罩，用于使所述至少一个吹扫室与微波巷道隔离；和至少一个控制器，用于控制进料模块和微波巷道的处理参数。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括至少一个第二吹扫室，所述至少一个第二吹扫室与所述至少一个吹扫室密封连通并通过罩与所述至少一个吹扫室选择性地隔离，藉此第二吹扫室中的空气被所述还原气体或另一种还原气体驱替以在第二吹扫室中产生具有比第一吹扫室中的还原气氛中的氧体浓度低的低浓度氧气的第二还原气氛。
3.根据权利要求1或2所述的系统，还包括出料模块，所述出料模块与微波巷道的出口密封连通以用于分离固体产物以进行收集，所述出料模块包括:`用于保持液体的液体密封部，所述液体密封部包括被构造成至少部分地浸没在液体中从而能够防止来自微波巷道的过程气体泄露的顶部；和用于从出料模块移除固体产物的至少一个机构。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中进料模块进一步包括用于检测物质的重量的称重输送机。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中第一罩和第二罩包括自动闸门。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中还原气体是氮气。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中所述至少一个吹扫室每一个都包括用于注入还原气体的至少一个喷嘴。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中所述至少一个吹扫室每一个都包括至少一个通气阀，所述至少一个通气阀当打开时允许气体从第一吹扫室或第二吹扫室泄露。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，进一步包括用于所述至少一个吹扫室中的每一个的氧气传感器，所述氧气传感器监测所述至少一个吹扫室中的每一个中的氧气浓度。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的系统，进一步包括用于所述至少一个吹扫室的每一个的压力开关，所述压力开关用于限制所述至少一个吹扫室中的每一个的压力。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的系统，其中多个磁控管安装到微波巷道的顶部并成行成列布置。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的系统，其中每一个磁控管都设有用于集中由磁控管产生的微波辐射的波导。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的系统，其中每一个磁控管都由控制器独立控制，使得能够独立控制由每一磁控管产生的微波辐射。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的系统，进一步包括微波圈闭装置，所述微波圈闭装置在微波巷道的入口和出口中的每一个处以用于防止微波从微波巷道泄露。
15.根据权利要求14所述的系统，其中微波圈闭装置包括微波不可穿过屏蔽件。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的系统，其中微波巷道进一步包括用于所述至少一个端口中的每一个的端口阀。
17.根据权利要求16所述的系统，进一步包括用于通过所述至少一个端口将过程气体产物从微波室吸出来的压缩机。
18.根据权利要求17所述的系统，进一步包括用于将过程气体产物的至少一种成分冷凝成液体的冷凝器。
19.根据权利要求17或18所述的系统，进一步包括用于从过程气体产物移除污染物的净气器。
20.根据权利要求3所述的系统，其中巷道输送机的下游端被定位成使得在所述下游端的固体产物被引导到出料模块的液体中。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的系统，其中固体产物包括漂浮在液体上的产物，并且用于收集固体产物的一个机构包括用于从液体的表面收集漂浮产物的桨轮组件， 所述桨轮组件具有桨叶，并且其中桨轮组件安装到液体密封部的顶部，使得桨叶的一部分通过旋转弧被暴露在液体的表面以上以将漂浮产物推向用于从液体移除漂浮产物的漂浮产物输送机。
22.根据权利要求21所述的系统，其中漂浮产品输送机是螺旋输送机。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的系统，其中固体产物包括沉入液体中的产物， 并且其中用于收集固体产物的一个机构包括在液体密封部中沉入产物沉入到上面以用于从液体移除沉入产物的收集输送机。
24.根据权利要求23所述的系统，其中收集输送机包括用于从液体分离沉入产物的倾斜部。
25.根据权利要求1-24中任一项所述的系统，其中所述物质包括轮胎。
26.根据权利要求25所述的系统，其中进料模块进一步包括用于检测每一个轮胎的尺寸的至少一个传感器。
27.一种用于在包括微波巷道的系统中使用的出料模块，所述微波巷道用于还原有机物质，其中在还原期间产生过程气体，出料模块适于与微波巷道密封连通，以用于防止过程气体的泄露和分离至少一个固体产物以进行收集，所述出料模块包括:用于保持液体的液体密封部，所述液体密封部包括被构造成至少部分地浸没在液体中使得能够防止过程气体泄露的顶部；和用于收集所述至少一个固体产物的至少一个机构。
28.根据权利要求27所述的出料模块，其中所述顶部被部分地浸没，并且所述至少一个固体产物包括漂浮在液体上的产物，其中用于收集固体产物的至 少一个机构包括用于从液体的表面收集漂浮产物的桨轮组件，桨轮组件具有桨叶，并且其中桨轮组件被安装成使得桨叶的一部分被暴露在液体的表面以上以将漂浮产物推向用于从液体移除漂浮产物的漂浮产物输送机。
29.根据权利要求28所述的出料模块，其中漂浮产物输送机包括螺旋输送机。
30.根据权利要求27-29中任一项所述的出料模块，其中所述至少一个固体产物包括沉入液体中的产物，并且其中用于收集所述至少一个固体产物的至少一个机构包括在液体密封部中沉入产物沉入在上面以用于从液体移除沉入产物的收集输送机。
31.根据权利要求30所述的出料模块，其中收集输送机包括用于使沉入产物与液体分离的倾斜部。
32.一种用于还原有机物质的过程，所述过程包括步骤:沿着处理路径提供还原气氛；在还原气氛中产生微波福射；通过还原气氛沿着处理路径输送包括有机物质的物质以将所述物质还原成至少一种固体产物和过程气体产物；在沿着处理路径的至少一个位置处从还原气氛移除过程气体产物；收集所述至少一种固体产物；检测一个或多个过程条件；和通过根据检测的过程条件中的至少一个调节至少一个过程参数来控制过程。
33.根据权利要求32所述的过程，其中所述至少一个处理参数包括微波辐射的水平。
34.根据权利要求32所述的过程，其中微波辐射由多个磁控管产生，并且每一个磁控管都能够被独立调节，使得微波辐射的水平沿着过程路径变化。
35.根据权利要求32-34中任一项所述的过程，其中所述至少一个过程参数包括物质被输送的速度。
36.根据权利要求32-34中任一项所述的过程，其中检测一个或多个过程条件包括检测有机物质的表面温度，其中根据有机物质的检测到的表面温度调节所述至少一个过程参数。
37.根据权利要求32-36中任一项所述的过程，其中检测一个或多个过程条件包括检测还原气氛中的过程气体产物的成分，并且其中根据还原气氛中的过程气体产物的检测到的成分调节所述至少一个过程参数。
38.根据权利要求32-37中任一项所述的过程，其中检测一个或多个过程条件包括检测物质的重量，并且其中根据检测到的物质的重量调节所述至少一个过程参数。
39.根据权利要求32-38中任一项所述的过程，包括以下步骤:从与周围环境空气隔离的至少一个吹扫室驱替空气以产生还原气氛。
40.根据权利要求38所述的过程，其中使用氮气从所述至少一个室驱替空气，直到达到用于所述至少一个室的预定水平为止。
41.根据权利要求32-40中任一项所述的过程，进一步包括以下步骤:将从还原气氛除去的过程气体产物的至少一种成分冷凝成液体。
42.根据权利要求32- 41中任一项所述的过程，进一步包括以下步骤:洗涤从还原气氛移除的过程气体产物。
43.根据权利要求32-42中任一项所述的过程，其中所述至少一种固体产物包括密度小于分离液体的至少一种产物和密度大于分离液体的至少一种产物，并且包括分离至少一种固体产物以用于收集的步骤，所述分离至少一种固体产物以用于收集的步骤包括如下子步骤:将所述至少一种固体产物输送到分离液体中以进行重力分离，藉此至少一种小密度产物漂浮到分离液体的表面，而至少一种大密度产物沉入在分离液体中；从分离液体的表面收集所述至少一种小密度产物；以及从分离液体的表面以下收集所述至少一种大密度产物。
44.根据权利要求32-43中任一项所述的过程，其中检测一个或多个过程条件基本上连续发生，且所述过程被大致连续控制。
45.根据权利要求32-44中任一项所述的过程，其中所述物质包括轮胎。
46.根据权利要求45所述的过程，其中轮胎被连续接收。
47.根据权利要求45或46所述的过程，其中检测一种或多种过程条件包括检测每一个轮胎的尺寸，并且其中根据每一个轮胎的尺寸调节所述至少一个过程参数。
【文档编号】C08C19/00GK103596906SQ201280027027
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年6月1日 优先权日:2011年6月1日
【发明者】斯蒂文·L·坎特, 斯蒂芬·P·西姆斯 申请人:环境废弃物国际公司, 斯蒂文·L·坎特