[发明专利]使用微波系统制造的炭

说明书

技术领域

本发明一般涉及从含有机碳原料生产固体炭燃料。

背景技术

绝大多数燃料从有限的地下储备泵抽的原油蒸馏出。随着地球上的原油供应耗 竭，全世界对能量的需求同时增长。在接下来的十年里，剩余的世界上容易得到的原油储备 的耗竭将导致从原油获得燃料的成本显著增加。

发现可以有效地使工业废料、可耗竭材料以及可再生材料转化成适合于运输和/ 或加热的燃料和副产品的工艺的研究是满足不断增长的对能量的需求的重要因素。另外， 得到具有改善的效用的固体副产品的工艺在需求上也日益增加。

通过工艺制造的具有更加有益的特性的固体副产品是满足不断增长的对能量和 食品的需求的重要因素。本发明满足这些需要并且提供优于现有技术的各种优点。

发明内容

描述了一种从通过微波工艺系统的含有机碳原料制造的炭组合物。这个系统包括 在微波反射罩内的至少一个反应室。这个反应室包括至少一个透微波室壁和在反应室内被 配置成在外部供应的无氧气氛中保持含有机碳原料的至少一个反应腔。微波子系统包括至 少一个被配置成当激励时发出微波的装置。微波装置相对于反应室定位以便引导微波穿过 透微波室壁并且进入反应腔中。这个系统还包括提供微波装置与反应室之间的相对运动的 机构。炭组合物实质上不包括自由水。而且，炭组合物包括具有小于10％的孔隙大小变化的 孔隙。

在另一个实施方案中，本发明的炭组合物涉及一种用于使含有机碳化合物转化成 燃料和炭的微波工艺。将含有机碳原料输入不含外部供应的氧气并且在微波反射罩内的实 质上透微波的反应室中。引导微波从微波源穿过反应室的壁以冲击原料。在透微波反应室 与微波源之间提供相对运动。对原料进行微波处理直至其反应以生产燃料和炭组合物。

以上概述并不意图描述炭的每个细节。优于通过相同含有机碳原料的热加工制造 的已知炭的特征和效益连同本发明的更加全面的理解将变得显而易见并且通过结合随附 图式参考以下详细描述和权利要求书而了解。

如本文所用：

“生物炭”意指由在如本文献中所描述的微波系统中加工的“可再生材料原料”制 造的“炭”。

“含有机碳原料”意指含有有机碳的“可再生材料原料”和“不可再生材料原料”。

“炭”意指在如本文献中所描述的微波系统中加工的“含有机碳原料”脱挥发分的 固体产品。

“可再生材料原料”意指来自可以在小于50年内再生的植物或动物材料的含有机 碳原料，并且包括如下材料，例如草、农业植物废料、树的部分以及动物粪肥。

“不可再生材料原料”意指包括所制造的材料以及在小于50年内不可再生的可耗 竭植物和动物材料的含烃原料，并且包括如下材料，例如橡胶(诸如轮胎碎料)、塑料、城市 废料、原油、泥炭以及煤(诸如烟煤和无烟煤)。

附图说明

图1A和1B分别说明了根据本发明的实施方案被配置成使含有机碳材料转化成炭 的系统的侧视图和剖视图；

图1C是根据本发明的实施方案的倾斜反应室系统的图解；

图1D是根据本发明的实施方案的反应室系统的侧视图的图解；

图2A是根据本发明的实施方案使用图1A和1B中所说明的反应室系统用于水/空气 提取和反应工艺的系统的方块图；

图2B说明了根据本发明的实施方案包括反馈控制的反应系统；

图3A示出了包括在安置于具有一个或多个透微波壁的圆柱形反应室外部的圆筒 上布置的多个固定磁控管的系统；

图3B说明了具有支持可以绕着反应室的纵轴旋转而反应室同时绕其纵轴旋转的 磁控管的圆筒的系统；

图3C示出了具有包括导流片的原料运输机构的反应室；

图4说明了除二级热源以外具有旋转磁控管的系统；

图5描绘了磁控管沿着反应室的纵轴移动并且绕着反应室的纵轴旋转的系统；以 及

图6是根据本发明的实施方案用于从含有机碳原料产生燃料的工艺的流程图。