而微波从原料的内部朝着反应室壁加热。使用非微波加热源，热从热源外壁传递至与原料混合物直接接触的容器壁内部。热然后传递至原料的表面并且然后再次传递通过原料直至原料的内部区域处于接近反应室壁温度的温度下。
[0044]关于这种类型的外部加热的一个问题是在容器壁温度传输与升高容器中心以及原料基质的内部区域中所含的原料温度之间存在时间滞后。混合原料有助于减轻这些状况。尽管如此，数百万个微环境存在于反应器容器环境和原料粒子本身中。这导致在反应室内不同程度的不均匀热分布。这些变化的温度梯度导致不可控的副反应发生以及早期转化产品的降解，这些早期转化产品由于转化反应时间性的延迟而变得过度反应。需要在整个原料和反应产品中产生并保持一致的加热以使得良好的转化经济学得以达成并且是可控的。微波加热是有效的加热方法并且其还用来激活催化部位。
[0045]本发明的实施方案是针对一种反应室系统，其可以用于加工任何含有机碳原料(无论是固体和/或液体)以在将生产液体热解油的温度范围内提取原料中的挥发性有机化合物，可以将这种热解油进一步有效地加工成运输燃料。
[0046]微波被通过微波照射的材料中的水分子吸收。当水分子吸收微波时，分子振动，这通过摩擦生热，并且使热对流传递至周围材料。
[0047]微波被水分子吸收的原因特定针对水分子中氢与氧连接的共价键。水中的氧原子由于其核与氢原子相比的大小而具有与其相关的大电负性并且吸引来自两个氢原子的电子更接近氧原子。这向分子的这一端提供稍带负性的电荷并且两个氢原子则具有稍带正性的电荷。这种扭曲的结果是水分子作用如同小的弱磁铁。水分子的偶极特征允许分子吸收微波辐射并且使其开始如同吉他弦一样振动。键的振动引起摩擦，其转变成热并且然后对流传递出至所照射的材料中。
[0048]为了利用微波辐射的这种特征，本文所描述的反应室系统利用微波照射和加热来加工含有碳并且可以转化成运输燃料的原料。反应器可以由实质上透微波的物质制成，诸如石英，其为实质上透微波辐射的玻璃样材料。因为石英可以被处置成许多形状，所以其提供了用于使反应室成形的设计自由性，但在一个实例中，反应室以管或圆柱体的形状配置。圆柱形形状允许原料在一端送料并且在相对端退出。适合反应室的一个实例将为约四英尺(1.2米)长和约3/16英寸(4.8mm)壁厚的石英管。
[0049]微波反应室由微波反射罩包围。这使得微波辐射反复通过反应室并且在水(如果存在的话)蒸发并驱出之后使含有机碳原料脱挥发分。微波反射罩是反射微波的任何罩。材料包括例如组装成本领域中已知的法拉第笼(Faraday cage)的金属薄片。
[0050]微波辐射由磁控管或其它适合的装置产生。一个或多个微波产生装置，例如磁控管，可以安装在石英管壁外部。磁控管处于不同功率范围内并且可以由计算机控制以使用适当能量照射加工原料以使原料有效地转化成最合需要的燃料产品。在一种应用中，磁控管可以安装在笼上，这个笼将绕着反应器管的外部旋转以及沿着反应器管的长度行进。穿过管内部的长度行进的原料将在柱塞流配置中行进并且可以由固定和/或旋转磁控管照射。计算机可以用于控制微波辐射的功率和/或其它参数以使得具有不同大小和密度的不同原料可以在特定针对原料的不同参数设置下照射并且因此使原料更有效地转化。
[0051]反应器的这些配置将允许原料的有效加工，从相对纯的原料流至包括不同密度、水分含量以及化学组成的原料的混合原料流。可以产生效率，因为燃料产品在其从原料中蒸发时即从反应器室中提取，但剩余原料的进一步加工直至不同燃料产品蒸发并提取时才发生。举例来说，致密的原料(诸如塑料)比不太致密的原料(诸如泡沫或木肩)花费更长时间来加工成可用燃料。本文所描述的系统继续加工致密的原料而不会过度加工来自不太致密的原料的较早转化的产品。这是通过使用固定与旋转微波发生器来实现。
[0052]混合原料的一个实例将为未分选的城市固体废料。在一些实施中，可以将催化剂添加至原料中，其有助于原料的转化以及可以进行转化的速度。催化剂可以经过设计以在反应器内部的预设加工温度下反应或与冲击微波辐射反应。在一些实施方案中，不需要催化剂。在其它实施方案中，催化剂可以是针对特定原料合理设计的催化剂。
[0053]具有本文所描述的反应器的柱塞流配置将允许针对原料驻留于反应器芯内的停留时间进行调整用于更有效地暴露于微波的热和辐射以生产所需的最终产品。
[0054]入口和/或出口，例如石英入口和/或出口，可以沿着反应室的壁放置以允许压力和/或真空控制。入口和出口可以允许引入惰性气体、反应气体和/或提取产品气体。
[0055]因此，在使用或不使用催化剂的情况下透微波反应室的设计、作为具有固定和/或旋转磁控管的加热和辐射源的微波的使用、柱塞流加工控制将允许加工任何含有机碳原料。
[0056]根据本发明的实施方案的系统包括具有一个或多个实质上透微波壁和微波加热/辐射系统的反应室。微波加热/辐射系统经过布置以引导由加热/辐射系统产生的微波穿过反应室的实质上透微波壁并且进入反应腔中，其中在不实质上加热反应室壁的情况下使原料材料反应。为了提高原料的温度均匀性，反应室和加热/辐射系统可以相对运动，例如，相对旋转和/或平移运动。在一些实施中，加热系统可以绕着固定反应室旋转。在一些实施中，反应室内的原料可以通过使用螺旋片而旋转并且加热/辐射系统保持固定。在一些实施中，反应室可以旋转并且加热系统保持固定。在其它实施中，反应室与加热/辐射系统都可以旋转，例如，沿着逆向的相反方向。为了进一步增加温度均匀性，系统可以包括用于搅拌和/或混合反应室内的原料材料的机构。反应室在反应工艺期间可以倾斜，例如，以迫使原料通过催化床。
[0057]图1A和1B分别说明了用于使含有机碳材料转化成根据本发明的实施方案的液体热解油和炭的系统100的侧视图和剖视图。尽管反应室110可以是任何适合的形状，但反应室110在图1A和1B中以具有圆柱形壁111的圆柱体说明，这个圆柱形壁在用于反应工艺的频率范围和能量下实质上透微波。反应室110包括由圆柱形壁111封闭的反应腔112。系统100包括被配置成移动原料穿过反应室的运输机构118。关于在反应室110内发生的反应的系统100的操作可以类似于柱塞流反应器来模式化。
[0058]如图1A中所说明，系统包括用于移动原料材料穿过反应室110的运输机构118。运输机构118以螺旋钻来说明，不过也可以使用其它适合的机构，例如，输送机。运输机构118可以进一步提供用于在反应室内混合原料。在一些实施方案中，反应室壁111可以具有约3/16英寸(4.8毫米)的厚度。反应室壁111的平滑度有助于原料穿过反应室110移动。
[0059]加热/辐射子系统115可以包括任何类型的加热和/或辐射源，但优选地包括微波发生器116，诸如磁控管，其被配置成发出具有足以加热含有机碳原料至足以促进原料的所需反应的温度的频率和能量的微波113，例如，对于原料的解聚，可以使用在约0.3GHz至约300GHz的频率范围内的微波。举例来说，磁控管的操作功率可以在约1瓦至500千瓦的范围内。磁控管116相对于反应室110定位以便引导微波113穿过反应室110的壁111并且进入反应腔112中以加热并照射其中的材料。机构117提供磁控管116与反应室110之间沿着和/或绕着反应室110的纵轴120的相对运动。在一些实施方案中，举例来说，机构117可以有助于以角度Θ倾斜反应室110和/或磁控管116(参看图1C)以促进原料的反应和/或气体的提取。在图1A-C中所说明的实施方案中，磁控管116定位于旋转机构117上，诸如使磁控管116绕着固定反应室110旋转的可旋转笼或圆筒。在一些实施中，绕着室的旋转可能不完整，但旋转路径可以界定绕着反应室圆周的圆弧。旋转可以沿着圆弧的路径往复