專利名稱：由廢料生產(chǎn)有用產(chǎn)物的方法以及步驟的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢料處理的領(lǐng)域。本發(fā)明進(jìn)一步涉及由廢料來生產(chǎn)有用產(chǎn)物。
背景技術(shù)：
固體廢料，尤其是源于消費(fèi)中心、工業(yè)和林業(yè)部門以及其他部門的廢料的處理產(chǎn)生了許多環(huán)境和健康問題。與固體廢料處理相關(guān)的問題包括廢料日益累積、消除廢料的高費(fèi)用以及不可能性。大部分固體有機(jī)和無機(jī)廢料以專門針對該目的設(shè)計的填埋方式進(jìn)行處理。由使用這些填埋法作為固體廢料的最終目的地而產(chǎn)生的主要不便之處是由它們占用的表面積以及由于污染或由于它們分解而排放和釋放氣體所產(chǎn)生的環(huán)境和社會問題。此外，由于土地成本以及上述問題，填埋場位置遠(yuǎn)離消費(fèi)中心，這會增加例如運(yùn)輸成本。最近幾年來已經(jīng)開發(fā)了用于處理固體廢料的其他技術(shù)，例如高溫焚燒利用熱量來 產(chǎn)生電能。然而，這種技術(shù)產(chǎn)生高污染排放。此外，在應(yīng)用高溫焚燒期間，會產(chǎn)生難以消除并且必須以填埋方式進(jìn)行儲存的灰分。通過開發(fā)多種技術(shù)例如氣化、厭氧消化、煮沸或干燥固體廢料以及微波輻射固體廢料以代替在焚燒爐中燃燒固體廢料，已經(jīng)針對能量回收以及轉(zhuǎn)化不同來源的固體廢料作出了許多努力。使用這些技術(shù)，可以得到例如蒸汽或電力。然而，這些技術(shù)需要使用化石燃料或仍然導(dǎo)致大量的殘余廢料。其他方法包括生物消化器，該生物消化器將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成液體肥料以及處于生物氣體形式的能量。在這些過程中，釋放出多種氨基酸，如胱氨酸、半胱氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸以及鳥氨酸。這些氨基酸是硫的供體，它們可以被轉(zhuǎn)化成腐胺(尸胺)，留下十六硫醇(C16H33SH)作為殘余物。十六硫醇包含H2S,硫化氫，它是有毒的，因為它以類似于氰化物的阻塞效應(yīng)阻斷血紅蛋白中的中心鐵原子。此外，當(dāng)燃燒H2S時，可以形成水和三氧化硫(SO3),隨后導(dǎo)致產(chǎn)生硫酸(H2SO4)(當(dāng)釋放到環(huán)境中時硫酸是有毒的)。通過對有機(jī)廢料進(jìn)行內(nèi)部加熱(由施加微波所導(dǎo)致的內(nèi)部摩擦而引起的)可以將有機(jī)廢料的微波輻射用于消毒過程。該過程不允許循環(huán)有機(jī)處理的物質(zhì)，而僅消毒以及減小它的體積。得到的物質(zhì)，雖然具有減小的體積，仍然需要例如以填埋方式進(jìn)行處理。其他方式是熱解的不同方法，其中通過將熱能施加到有待熱解的物質(zhì)上來進(jìn)行分解。以三種方式(傳導(dǎo)、對流以及輻射)來施加這種熱能。使用的熱源是例如燃燒爐的熱量。而且在熱解期間，會產(chǎn)生釋放到環(huán)境中的氣體。因此，對于處理和轉(zhuǎn)化固體廢料的改善方法存在不斷的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供由廢料，優(yōu)選固體廢料，優(yōu)選有機(jī)廢料，更優(yōu)選固體有機(jī)廢料來生產(chǎn)有用產(chǎn)物的裝置和方法。本發(fā)明提供了由廢料生產(chǎn)有用產(chǎn)物的方法，該方法包括a)提供廢料；b)用波長為700nm至Imm的低頻長波(macro wave)福射廢料，由此使溫度在205° C至900° C之間并且使壓力在1.0巴至19. O巴之間，從而生產(chǎn)炭；c)可選地，在標(biāo)識為DPP B102的固體金屬存在下，對來自步驟b)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，由此使溫度在180° C至500° C之間并且使壓力在O. 98巴至5. 5巴之間，從而生產(chǎn)浙青；d)可選地，對來自步驟b)或c)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)和/或冷凝，由此使溫度在150° C至750° C之間并且使壓力在O. 96巴至200巴之間，從而生產(chǎn)液態(tài)烴；e)可選地，在標(biāo)識為DPP D102的固體金屬存在下，對來自步驟b)、c)或d)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，由此使溫度在50° C至150° C之間并且使壓力在O. 95巴至1.5巴之間，從而生產(chǎn)有機(jī)酸；0可選地，對來自步驟13)、(3)、(1)或6)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行吸收劑洗滌并且在室溫下冷卻，從而生產(chǎn)甲烷氣體和氫氣， 及氧含量0-65%。根據(jù)本發(fā)明的方法在本文中還稱作“RM0方法”或“RM0工藝”。用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明方法的裝置在本文中還稱作“RM0”或“RM0裝置”。根據(jù)本發(fā)明方法的第一主要創(chuàng)新是使用光子輻射波的碰撞效率和效能的概念。在本發(fā)明方法期間，熱傳導(dǎo)和熱對流是不適用的，因為反應(yīng)容器并不直接接觸熱源。這種輻射是在紅外范圍以及在燃燒或加熱熱能源周邊時產(chǎn)生的更高頻率內(nèi)。這種輻射會傳送較大的光子流，這些光子流有效地集中于在圓柱形或球形反應(yīng)容器中提供的廢料物質(zhì)中。光子撞擊產(chǎn)生弓I起廢料分子裂解或碎片化的強(qiáng)度的電磁沖擊波。其結(jié)果是，引起廢料的氣化。當(dāng)與熱傳導(dǎo)相比較時，可以實現(xiàn)磁感應(yīng)的更大的均勻性。因此，負(fù)責(zé)斷裂廢料分子中化學(xué)鍵的機(jī)理是光子能量。該方法在本文中還稱作光子革巴向分子碎片化福角軍(photon targeted molecular fragmentation radiolysis)。本發(fā)明的第二方面在于在同一個過程中方便地對輻解材料進(jìn)行轉(zhuǎn)分子化作用(分子轉(zhuǎn)化作用，transmolecularized)。氣態(tài)物質(zhì)可以更加容易以及安全地進(jìn)行反應(yīng)并且化學(xué)結(jié)合成固態(tài)或液態(tài)。然后在RMO工藝中以冷凝的氣態(tài)形式對所有物質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)靥幚恚又M(jìn)行選擇性沉淀從而由否則將成為污染物的物質(zhì)來得到有用的產(chǎn)物。如本文中所使用的廢料至少部分地是包含碳化合物的有機(jī)物，通常地源自動物和植物材料。如在本文中所使用的，“廢料”定義為這樣的物質(zhì)，它基于所述物質(zhì)的干重，包含9-85%的碳、1-15%的氫以及0-65%的氧，并且，它基于所述物質(zhì)的干重，具有0-50%的硫含量、0-50%的氯含量、0-50%的磷含量、0-50%的溴含量、0-10%的硼含量、0-50%的重金屬含量，并且用其他物質(zhì)補(bǔ)充到100%。優(yōu)選地，廢料包含基于所述廢料的干重，10-80%的碳，更優(yōu)選10-75%的碳。優(yōu)選地，廢料包含基于所述廢料的干重，2-12%的氫，更優(yōu)選3-10%的氫。優(yōu)選地，廢料包含基于所述廢料的干重，0-50%的氧，更優(yōu)選0-40%的氧。優(yōu)選地，廢料具有基于所述廢料的干重，0-25%的硫含量，更優(yōu)選0-15%，甚至更優(yōu)選0-10%，甚至更優(yōu)選0-5%。優(yōu)選地，廢料包含基于所述廢料的干重，0-25%的氯含量，更優(yōu)選0-15%，甚至更優(yōu)選0-10%，甚至更優(yōu)選0-5%。
優(yōu)選地，廢料包含基于所述廢料的干重，磷含量為0-25%，0-15%，甚至更優(yōu)選0-10%,甚至更優(yōu)選0-5%。優(yōu)選地，廢料包含基于所述廢料的干重，溴含量為0-25%，0-15%，甚至更優(yōu)選0-10%,甚至更優(yōu)選0-5%。優(yōu)選地，廢料包含基于所述廢料的干重，硼含量為0-5%，0-3%,甚至更優(yōu)選0-2%。優(yōu)選地，廢料包含基于所述廢料的干重，重金屬含量為0-25%，0-15%，甚至更優(yōu)選0-10%,甚至更優(yōu)選0-5%。批量大小優(yōu)選為至少200kg廢料,更優(yōu)選至少500kg,更優(yōu)選至少1500kg。廢料優(yōu)選地包含至少50%的有機(jī)物質(zhì)，優(yōu)選至少60%有機(jī)物質(zhì)，更優(yōu)選至少70%有機(jī)物質(zhì)。“有機(jī)物質(zhì)”在本文中定義為源自活有機(jī)體的物質(zhì)，例如動物、植物或細(xì)菌。
廢料的有機(jī)成分的實例包括，但不限于植物葉子和枝條，果皮，油，谷物以及油料種子的外殼和殼，食物剩余物，大戟，麻瘋樹植物和甘蔗渣，植物廢物，例如煙草、棉花、鋸末、刨花這些植物廢物，以及來自木材加工業(yè)的所有廢料；來自農(nóng)工業(yè)廢料的所有其他有機(jī)廢料，剪枝廢料，雜草以及所有類型的植物剩余部分；動物來源的固體廢料，例如骨、糞便、來自肉類加工業(yè)的固體廢料，以及任何其他類型的動物來源的廢料。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，廢料是有機(jī)廢料。廢料可以包含無機(jī)成分例如硫、氯、磷、溴、硼，和/或重金屬，如砷、鎘、鈷、銅、汞、錳、鎳、鉛、錫以及鉈?；趶U料的干重，廢料中硫含量優(yōu)選為0-50%，更優(yōu)選0-25%，甚至更優(yōu)選0-15%。基于廢料的干重，廢料中氯含量優(yōu)選為0-50%，更優(yōu)選0-25%，甚至更優(yōu)選0-15%?；趶U料的干重，廢料中磷含量優(yōu)選為0-50%，更優(yōu)選0-25%，甚至更優(yōu)選0-15%。基于廢料的干重，廢料中溴含量優(yōu)選為0-50%，更優(yōu)選0-25%，甚至更優(yōu)選0-15%?；趶U料的干重，廢料中硼含量優(yōu)選為0-10%，更優(yōu)選0-5%，甚至更優(yōu)選0-3%?；趶U料的干重，廢料中重金屬含量優(yōu)選為0-50%，更優(yōu)選0-25%，甚至更優(yōu)選0-15%。包含無機(jī)成分的廢料的組分的實例包括，但不限于塑料、紙張、橡膠、輪胎、天然和合成的織物、膠乳、尿布和一次性毛巾、處置藥品(disposed medicine)、毒素和農(nóng)業(yè)化學(xué)品、輪胎、利樂包裝(tetra pack)容器和/或電鍍的(鍍鋅的,galvanized)金屬。根據(jù)本發(fā)明的方法特別適用于處理有害物質(zhì)。廢料優(yōu)選為固體，然而，還可以使用本發(fā)明的方法來處理廢液?？梢杂酶鶕?jù)本發(fā)明的方法來處理基本上所有的有機(jī)物質(zhì)?？蛇x地，由于該過程的快速性和均勻性，在根據(jù)本發(fā)明的方法開始之前，可以減小廢料的體積或可以將廢料切碎。在切碎之后，廢料的尺寸優(yōu)選為10-50cm3，更優(yōu)選10-40cm3，甚至更優(yōu)選15_20cm3。此外，優(yōu)選地對廢料進(jìn)行預(yù)干燥從而將水分含量降低至最大值為35%，優(yōu)選最大值為30%，更優(yōu)選最大值為25%，更優(yōu)選最大值為20%，更優(yōu)選最大值為15%。在一個優(yōu)選實施方式中，將在執(zhí)行本發(fā)明方法期間加工成有用產(chǎn)物的廢料與在執(zhí)行本發(fā)明方法期間并未加工成有用產(chǎn)物但典型地僅被消毒的廢料分開。優(yōu)選地不同時地對這兩種類型的廢料進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明方法的處理。如在本文中所使用的，“有用的產(chǎn)物”優(yōu)選地是炭、浙青、液態(tài)烴、有機(jī)酸、甲烷氣體
和/或氫氣。根據(jù)本發(fā)明的方法在步驟b)期間，產(chǎn)生205° C至900° C之間的溫度、以及I巴至19巴之間的壓力。在步驟b)期間廢料的溫度優(yōu)選在205° C至850° C之間。在一個優(yōu)選實施方式中，在纖維素或纖維素衍生物(試劑DDPAlODdP /或碳化合物(試劑DPPA102)、和/或水(試劑DDPA103)存在下進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)。試劑DDP AlOl是選自由纖維素和纖維素衍生物組成的組中的化合物?！袄w維素衍生物”在本文中定義為通過化學(xué)過程由纖維素衍生的化合物。纖維素衍生物的優(yōu)選實例包括，但不限于纖維素酯，如乙酸纖維素和三乙酸纖維素，纖維素醚，如甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素和羧甲基纖維素。DPP AlOl能夠以1:100至1:10000之間的濃度進(jìn)行使用(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)。優(yōu)選地DPP AlOl能夠以1:500至1:5000之間的濃度進(jìn)行使用(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重),更優(yōu)選約1:1000 (kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)。試劑DPP A102是碳化合物，優(yōu)選微晶碳，更優(yōu)選自燃微晶碳(pyrophorusmicrocrystalline carbon)?！白匀嘉⒕肌痹诒疚闹卸x為具有僅用顯微鏡可以看到的晶體結(jié)構(gòu)并且當(dāng)與空氣接觸時可自發(fā)燃燒的碳。在一個實施方式中，從根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的開始，分批地，例如等比例地，施加DPP A102，直至當(dāng)完成該過程50%時達(dá)到所?！ね臐舛?。DPP A102能夠以1:100至1:10000之間的濃度進(jìn)行使用(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)。優(yōu)選地DPPA102以1:500至1:5000之間的濃度進(jìn)行使用(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)，更優(yōu)選約1:1000(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)。DPP A102可以用來減少反應(yīng)器的氣氛中氧氣的存在以及用來防止形成毒性氧化物。優(yōu)選地，它的應(yīng)用可以減少在本發(fā)明的方法期間氣氛中氧氣的存在。試劑DPP A103是水，優(yōu)選霧化水。優(yōu)選地，在步驟b)結(jié)束時，在排出炭之前，施加DPPA103。試劑DPPA103優(yōu)選地首先作為試劑起作用并隨后被還原。此外優(yōu)選地，它有助于改善步驟b)期間產(chǎn)生的炭的穩(wěn)定性。DPP A103能夠以1:1000至30:10000之間的濃度進(jìn)行使用(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)，優(yōu)選在1:500至30:5000之間(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)，更優(yōu)選約30:1000 (kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)中優(yōu)選地得到炭。氣態(tài)小分子的殘余物優(yōu)選地進(jìn)入所述方法的步驟c)中。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟c)中，在固體金屬存在下，對來自步驟b)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟c)期間，溫度降低到180° C至500° C之間，并且壓力降低到O. 98巴至5. 5巴之間。在步驟c)期間，壓力優(yōu)選地在O. 8巴至I. 2巴之間。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟c)中，優(yōu)選地得到浙青。在一個優(yōu)選實施方式中，在烴或烴混合物(試劑DPP B101)存在下，進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明方法的步驟C)。在步驟c)中固體金屬另外稱作試劑DPP B102 (除非另有說明)。試劑DPP BlOl是烴或烴混合物。所述烴優(yōu)選地選自由重?zé)N組成的組。“烴”在本文中定義為基本上完全由碳和氫組成的化合物?！爸?zé)N”在本文中定義為具有至少15個碳原子的烴。所述烴優(yōu)先選自C15H32至C55H112之間范圍內(nèi)的烴，更優(yōu)選在C21H44至C51Hltl4之間范圍內(nèi)，更優(yōu)選在C25H52至C45H92之間的范圍內(nèi)。在一個優(yōu)選實施方式中，DPP BlOl是重?zé)N的混合物，它可以包含落在上述范圍內(nèi)的重?zé)N的任何組合。DPP BlOl能夠以1:100至1:10000之間的濃度進(jìn)行使用(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)，優(yōu)選在1:500至1:5000之間(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)，更優(yōu)選約1:1000 (kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)。DPP B102是固體金屬，優(yōu)選地選自過渡元素的組的金屬，更優(yōu)選鐵。在一個優(yōu)選實施方式中，DPP B102是固體亞鐵金屬,優(yōu)選地具有相對于氣流較大的表面積?！斑^渡兀素”在本文中定義為在周期表中第3至第12族中的任何金屬元素。優(yōu)選地在步驟c)期間添加DPP B102。在另一個優(yōu)選實施方式中，固體金屬，優(yōu)選地固體亞鐵金屬，是在其中進(jìn)行步驟
c)的反應(yīng)容器的成分。氣態(tài)小分子殘余物優(yōu)選地進(jìn)入所述方法的步驟d)中。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟d)中，對來自步驟c)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)和/或冷凝。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟c)期間，溫度降低到150° C至750° C之間，并且壓力降低到O. 96巴至200巴之間。在步驟d)期間，壓力優(yōu)選地在O. 8巴至20巴之間。在 一個優(yōu)選實施方式中，在烴或烴混合物((試劑DPP ClOl)、和/或氧化劑(試劑DPP C102)存在下，進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明方法的步驟d)?！袄淠痹诒疚闹卸x為物質(zhì)的物理狀態(tài)從氣相變成液相。試劑DPP ClOl是烴或烴混合物。所述烴優(yōu)先選自由油性烴組成的組。“油性烴”在本文中定義為具有最少8個碳原子以及最多24個碳原子的烴。在一個優(yōu)選實施方式中，所述油性烴選自在C8H16至C24H5tl之間范圍內(nèi)的烴，優(yōu)選地在C12H26至C22H46之間范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在C14H3tl至C2tlH42之間范圍內(nèi)。油性烴的混合物可以由落在上述范圍內(nèi)的油性烴的任何組合組成。DPP ClOl優(yōu)選地用于生產(chǎn)類似油的烴。試劑DPP ClOl已經(jīng)在O. 96巴的最小壓力下起作用。DPP ClOl能夠以1:100至1:10000之間的濃度進(jìn)行使用(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重),優(yōu)選在1:500至1:5000之間(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)，更優(yōu)選約1:1000 (kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)。試劑DPP C102是氧化劑。“氧化劑”在本文中定義為氧化另一種物質(zhì)的物質(zhì)，在該過程中它本身被還原。氧化劑的優(yōu)選實例是三氧化鉻、過氧化氫、硝酸、硝酸鈉和硝酸鉀、亞氯酸鹽或氯酸鹽、或高錳酸鉀。在一個優(yōu)選實施方式中，DPP C102是固體三氧化鉻(Cr03)。在本發(fā)明方法的步驟d)期間，試劑DPP C102可以用于生產(chǎn)燃料。它優(yōu)選地在下面指示的溫度和壓力范圍的高端值下進(jìn)行使用。DPP C102能夠以1:100至1:25000之間的濃度進(jìn)行使用(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)，優(yōu)選地在1:500至1:10000之間(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)，更優(yōu)選約1:2500 (kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟d)期間，溫度在150° C至750° C之間，并且壓力在O. 96巴至200巴之間。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟d)中，優(yōu)選地得到液態(tài)烴。依賴于試劑、壓力以及溫度變化，可以得到多種燃料如甲醇、包含十六烷的柴油、包含辛烷或其他燃料品種的汽油，溶劑以及爆炸和防爆添加劑。氣態(tài)小分子殘余物優(yōu)選地進(jìn)入所述方法的步驟e)中。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟e)中，在標(biāo)識為DPP D102的固體金屬存在下，對來自步驟d)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)。在一個優(yōu)選實施方式中，在5%至40%之間有機(jī)酸溶液(試劑DPP D101)和/或濃度為5%至50%之間的硫酸鐵溶液(試劑DPP D103)存在下，進(jìn)行本發(fā)明方法的步驟e)。試劑DPP DlOl是5%至40%之間的有機(jī)酸溶液，優(yōu)選在10%至25%之間，更優(yōu)選約15%。有機(jī)酸溶液優(yōu)選地是有機(jī)酸水溶液。有機(jī)酸溶液的優(yōu)選實例是乙酸溶液、甲酸溶液、檸檬酸溶液、丁酸溶液、馬來酸溶液以及苯甲酸溶液。在一個優(yōu)選實施方式中，DPP DlOl是乙酸溶液，更優(yōu)選地10%至25%之間的乙酸溶液，最優(yōu)選地約15%的乙酸溶液。試劑DProiOl能夠以1:100至1:10000之間的濃度進(jìn)行使用(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重),優(yōu)選地在1:500至1:5000之間(kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)，更優(yōu)選地約1:1000 (kg試劑提供給根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)的廢料的kg干重)。DPP D102是固體金屬。所述金屬優(yōu)選地選自過渡元素的組。更優(yōu)選地，所述金屬是銅。在一個優(yōu)選實施方式中，DPP D102是金屬絲，更優(yōu)選銅絲。在本發(fā)明方法的步驟e) 期間，DPP D102可以用于清洗可燃?xì)怏w。如果存在汞，它優(yōu)選地用于捕獲汞，從而形成不溶于水的萊齊(amalgam)?？蛇x地,可以通過蒸懼來回收萊。試劑D103是5%至50% (反應(yīng)混合物中所述溶液的濃度)之間的硫酸鐵溶液，優(yōu)選地在10%至40%之間，更優(yōu)選地在15%至30%之間。硫酸鐵溶液優(yōu)選地是硫酸鐵水溶液。在一個優(yōu)選實施方式中，如果硫酸鐵溶液的濃度下降到低于15%(反應(yīng)混合物中所述溶液的濃度)，將另外的硫酸鐵溶液加入反應(yīng)混合物中。在本發(fā)明方法的步驟e)期間，DPP D103可以用于清洗可燃?xì)怏w。它優(yōu)選地用來捕獲氰化物，形成不溶于水的亞鐵氰化物。例如DPPD103可以用來防止使用本發(fā)明方法得到的產(chǎn)物中排放氰化物。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟
e)期間，溫度在500° C至150° C之間，并且壓力在O. 95巴至I. 5巴之間。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟e)中，優(yōu)選地得到有機(jī)酸。依賴于試劑、壓力以及溫度，可以得到多種有機(jī)酸。依賴于試劑改變、特異性化學(xué)試劑以及溫度，可以得到用作肥料的數(shù)種有機(jī)酸。氣態(tài)小分子殘余物優(yōu)選地進(jìn)入所述方法的步驟f)中。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟f )中，在約室溫下，對來自步驟e)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行吸收劑洗滌以及冷卻。步驟f)能夠冷凝精油和輕質(zhì)烴以及將它們分離(連同燃料氣體的其他氣態(tài)雜質(zhì)一起)。在吸收劑洗滌期間，在6-9巴下壓縮從步驟e)中得到的氣體。隨后，用水對它進(jìn)行處理從而得到游離的C02、H2S以及硅氧烷。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟f)中，得到例如具有50%至92%之間優(yōu)選純度的甲烷氣體(CH4),以及具有8%至50%之間優(yōu)選純度的氫(H)?？蛇x地，在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟d)與步驟e)之間，在缺少氧的條件下使用熱量，來進(jìn)行水的熱還原。使用這個過程，產(chǎn)生例如氫氣(H+)以及二氧化碳(C02)。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)、C)、d)和/或e)期間，使用試劑可以更快地轉(zhuǎn)化廢料。在一個優(yōu)選實施方式中，將廢料預(yù)熱或輻射直至達(dá)到約205° C的初始溫度，緊接著通過延長輻射，將溫度逐漸提高至約500° C。更優(yōu)選地，將廢料的溫度提高至約700° C。最優(yōu)選地，將廢料的溫度提高至約900° C。在一個優(yōu)選實施方式中，執(zhí)行本發(fā)明的方法，包括上述所有步驟a_e。優(yōu)選地，本發(fā)明的方法包括首先進(jìn)行步驟a)，緊接著進(jìn)行步驟b)，緊接著進(jìn)行步驟C)，緊接著進(jìn)行步驟d)，緊接著進(jìn)行步驟e)。在另一個優(yōu)選實施方式中，執(zhí)行本發(fā)明的方法，包括上述所有步驟a-f。優(yōu)選地，本發(fā)明方法包括首先進(jìn)行步驟a)，緊接著進(jìn)行步驟b)，緊接著進(jìn)行步驟c)，緊接著進(jìn)行步驟d)，緊接著進(jìn)行步驟e)，緊接著進(jìn)行步驟f)。優(yōu)選地順序地開始步驟a)、
b)、c)、d)、e)以及f)。在不同的步驟啟動之后，在后面的步驟啟動之后至少部分地進(jìn)行這些步驟的物理化學(xué)反應(yīng)。例如，在啟動步驟d)之后，引發(fā)步驟d)的物理化學(xué)反應(yīng)，并且步驟c)和/或d)的物理化學(xué)反應(yīng)仍然可以繼續(xù)進(jìn)行。因此，在一個優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明方法包括首先進(jìn)行步驟a)，緊接著開始步驟b)，緊接著開始步驟c)，緊接著開始步驟d)，緊接著開始步驟e)，緊接著開始步驟f)。依賴于廢料并且依賴于所使用的試劑，有可能省略這些步驟中的一個或多個。例如當(dāng)將對特定的，同質(zhì)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行處理時，情況就是如此。例如可以執(zhí)行本發(fā)明的方法，包括上述步驟a、b、e以及f，從而生產(chǎn)炭、有機(jī)酸和氣體。在另一個實施方式中，執(zhí)行本發(fā)明的方法，包括上述步驟a、b、以及f，從而生產(chǎn)炭和氣體。在又另一個實施方式中，執(zhí)行本發(fā)明的方法，包括上述步驟a、b、c以及f，從而生產(chǎn)炭、浙青和氣體。在又另一個實施方式 中，執(zhí)行本發(fā)明的方法，包括上述步驟a、b、c以及d，從而生產(chǎn)炭、浙青、有機(jī)酸以及液態(tài)烴。在本發(fā)明的另一個方面，提供了用于處理廢料的方法，僅包括上述步驟a和b，包括提供廢料，以及用波長為700nm至Imm之間的低頻長波輻射所述廢料，由此使溫度在205° C至900° C之間并且使壓力在I. O巴至19. O巴之間，其中所述廢料具有基于所述廢料干重的以下組成碳含量9-85%,氫含量1-15%以及氧含量0_65%。優(yōu)選地,在纖維素或纖維素衍生物(試劑DDPA101)、碳化合物、優(yōu)選微晶碳、更優(yōu)選自燃微晶碳(DDPA102)、以及水(DDP A103)存在下進(jìn)行所述輻射。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)中，用優(yōu)選波長范圍從700nm至相應(yīng)于紅外波長的低頻長波(即，優(yōu)選波長為700nm至Imm之間)來輻射廢料。有機(jī)廢料的長生物鏈和大分子分解為較小分子。所施加的長波頻率優(yōu)選地在O. ITera-Hz至IOOOTera-Hz之間，更優(yōu)選地在O. 3Tera-Hz至500Tera_Hz之間，甚至更優(yōu)選地在O. 8Tera-Hz至IOOTera-Hz之間。優(yōu)選地施加長波持續(xù)I至4小時。輻射強(qiáng)度在I. Ox 106eV (電子伏特)至20. Ox 106eV，更優(yōu)選地在2. Ox 106eV至10. Ox 106eV，更優(yōu)選地在3. Ox IO6eV (電子伏特)至6. 2x 106eV/小時/千克有機(jī)干物質(zhì)之間。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)期間，產(chǎn)生205° C至900° C之間的溫度，以及I巴至19巴之間的壓力。如本領(lǐng)域已知的，以三種可能的方式(傳導(dǎo)、對流和輻射)將熱能施加到物質(zhì)上來進(jìn)行熱解。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，熱源供給熱能。在一個優(yōu)選實施方式中，熱源是燃燒爐。然而，還可以由多種其他來源來提供熱能。在本發(fā)明的方法中，熱源優(yōu)選地定位在外周，由此一個或多個反應(yīng)容器不與熱源直接接觸。其結(jié)果是，熱傳導(dǎo)和對流被限制并且輻射基本上是唯一的熱能來源。這種輻射具有范圍從700nm至相應(yīng)于紅外的優(yōu)選波長?？梢酝ㄟ^改變由熱源產(chǎn)生的熱量來改變輻射的頻率。例如，如果增加通過熱能源的加熱，則產(chǎn)生更高的頻率。在一個優(yōu)選實施方式中，在本發(fā)明方法中使用的反應(yīng)容器具有圓柱形或球形。反應(yīng)容器進(jìn)一步優(yōu)選地具有雙金屬壁，由此這兩個壁彼此不直接地?zé)徂D(zhuǎn)導(dǎo)接觸。輻射的第一來源優(yōu)選地是熱源，如火或鍋爐。反應(yīng)容器的外部金屬壁由主要熱源來加熱，并且因此本身成為第二輻射源。反應(yīng)容器的外壁防止了通過傳導(dǎo)和對流來傳遞熱能。然而，來自外壁的光子輻射還通過反應(yīng)容器的內(nèi)壁。因此，由內(nèi)壁和第二輻射源(即，反應(yīng)容器的外壁)兩者來輻射包含在所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁中的物質(zhì)。這種輻射傳送有效地集中于包含在優(yōu)選圓柱形或球形反應(yīng)容器中的廢料中的較大光子流。這產(chǎn)生引起廢料分子裂解或化學(xué)碎片化的強(qiáng)度的電磁波，從而逐步開始使廢料氣化。當(dāng)與熱能的傳導(dǎo)或?qū)α飨啾容^時，通過輻射實現(xiàn)電磁波更大的均勻性。因此，負(fù)責(zé)斷裂廢料分子中化學(xué)鍵的機(jī)理是光子能量。這種方法在本文中還稱作光子靶向分子碎片化輻解。在輻射期間，優(yōu)選地，在用于本發(fā)明方法的反應(yīng)容器內(nèi)達(dá)到205° C至900° C之間的溫度。當(dāng)包含在反應(yīng)容器內(nèi)的廢料溫度達(dá)到約205° C時，典型地引發(fā)分子碎片化。優(yōu)選地通過熱源加熱到至少205° C，更優(yōu)選至少500° C，更優(yōu)選至少700° C以及最優(yōu)選至 少900° C來產(chǎn)生輻射。本發(fā)明的方法是高效和節(jié)能的，因為由輻射傳送的功率隨發(fā)射熱源的溫度指數(shù)地增加。相比之下，在通過對流傳送能量的情況下，它保持與溫度幾乎線性的關(guān)系。在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明方法期間，其中執(zhí)行所述方法的裝置的內(nèi)容物優(yōu)選地基本上與外部環(huán)境隔離，并且存在80%至100%之間的濕度，優(yōu)選地在90%至100%之間，更優(yōu)選地濕度在95%至100%之間。在所述方法期間，氧含量優(yōu)選地低于5%，更優(yōu)選地低于2%，甚至更優(yōu)選地低于O. 5%?？梢允褂迷撨^程中產(chǎn)生的氣體(如蒸汽)壓力來實現(xiàn)該過程，在這種情況下，壓力構(gòu)成上述壓力范圍的較高部分?？商娲?，在該過程期間，可以抽出可燃?xì)怏w，在這種情況下，在該過程期間，壓力構(gòu)成上述壓力范圍的較低部分。使用本發(fā)明的方法，將廢料的長生物鏈和大分子分解成較小分子。通過使用集中的光子輻解來使用低頻長波，該長波穿透深入到分子間空間中，導(dǎo)致長生物鏈的破裂。本發(fā)明的方法為廢料的處理提供了一種解決方案。使用這種方法，可以防止在廢料的燃燒和焚燒期間排放的有毒物質(zhì)污染社區(qū)。由本發(fā)明提供的技術(shù)支持零廢料政策，該政策旨在通過再利用產(chǎn)物來減少垃圾以及污染。它使替代的廢料處理能夠保留材料、節(jié)約能量以及產(chǎn)生燃料和其他有用產(chǎn)物的來源。用本發(fā)明方法得到的產(chǎn)物基本上沒有有毒物質(zhì)。該過程允許循環(huán)超過96%的廢料并且優(yōu)選地不產(chǎn)生危險殘留物。包括上述至少步驟a)和b)的本發(fā)明方法特別適用于固體廢料(包括，但不限于例如醫(yī)院廢料)的總消毒和滅菌。這種方法的一個優(yōu)點是，在消毒和滅菌期間，防止產(chǎn)生對環(huán)境有害的廢料或物質(zhì)。在進(jìn)行本方法之后，可以引起疾病或流行病的感染性病菌不能存活。所述方法的另一個優(yōu)點是，防止處理物質(zhì)的生物分解以及腐敗，從而防止有機(jī)物質(zhì)分解的典型的令人厭惡的氣味。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法還特別適用于非破壞性地處理有機(jī)廢料。根據(jù)本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步用于沉淀有害物質(zhì)。它能夠有效沉淀污染元素，因而通過將它們結(jié)合到可以通過根據(jù)本發(fā)明方法得到的一種或多種產(chǎn)物(如燃料)中來消除有害物質(zhì)。使用這種方法，避免使用以后成為廢物的過濾器。在一個方面，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括在步驟b)和/或步驟c)和/或步驟
d)和/或步驟e)期間沉淀無機(jī)物質(zhì)如硫、氯、磷,和重金屬,如砷、鎘、鈷、銅、萊、猛、鎳、鉛、錫以及鉈。優(yōu)選地使用加入反應(yīng)混合物中的堿試劑來沉淀這類物質(zhì)。在本發(fā)明的這個方面，如果在步驟b)期間沉淀硫、氯、磷以及重金屬，優(yōu)選地在這個步驟期間添加堿試劑，例如，通過添加或通過用包含堿試劑的水溶液來替換步驟b)的水環(huán)境，從而將炭污染物轉(zhuǎn)化成不溶性鹽以及晶體。包含堿試劑的水溶液的溫度優(yōu)選地范圍在20° C至60° C之間。這允許所有半揮發(fā)性和揮發(fā)性物質(zhì)沉淀。硫、氯、和/或磷與來自水溶液的堿混合，從而形成不溶性鹽以及化學(xué)穩(wěn)定的晶體。將水溶液中的這些不溶性鹽和晶體沉淀并且去除。相比之下，在廢料處理的焚燒或熱解過程中，使用高溫將這些分子釋放到環(huán)境中，或經(jīng)常地不完全地，過濾掉。過濾器隨后變成固體廢物。來自本發(fā)明方法步驟b)的氣態(tài)物質(zhì)優(yōu)選地變成步驟c )的輸入。所述輸入可以包含最初包含在廢料中的重金屬。在這種情況下，在步驟c)中進(jìn)行的物理化學(xué)過程導(dǎo)致重金屬結(jié)合到浙青中。如果在步驟c)期間仍然存在磷酸化、硫化或氯化的化合物，在本發(fā)明方法的步驟C)期間進(jìn)行硫、氯和/或磷的另外的沉淀(優(yōu)選地通過添加堿試劑，例如通過添加或通過用包含堿試劑的水溶液來替換水環(huán)境)從而將浙青污染物轉(zhuǎn)化成環(huán)境惰性的晶體分子。將溫度范圍從200° C至300° C的廢料加入到溫度范圍優(yōu)選地在20° C至50° C之間的堿性溶液中。這能夠沉淀所有半揮發(fā)性和揮發(fā)性物質(zhì)。使硫、氯和/或、磷與溶液的堿混合，從而形成不溶性鹽和化學(xué)穩(wěn)定的晶體。將水溶液中的這些不溶性鹽和晶體沉淀并且 去除。通過化學(xué)親和力在溶液中在無機(jī)物質(zhì)和堿試劑之間自動地開始化學(xué)反應(yīng)，而不需要進(jìn)一步添加能量。來自根據(jù)本發(fā)明方法的步驟c)的氣態(tài)物質(zhì)優(yōu)選地是步驟d)的輸入。如果在步驟
d)期間，仍然存在磷酸化、硫化或氯化的化合物，在步驟d)期間進(jìn)行硫、氯和/或磷的另外的沉淀(優(yōu)選地通過添加堿試劑，例如通過添加或通過用包含堿試劑的水溶液來替換水環(huán)境)，從而將液態(tài)烴污染物轉(zhuǎn)化成環(huán)境惰性的晶體分子。通過化學(xué)親和力，在溶液中在無機(jī)物質(zhì)與堿試劑之間自動地開始化學(xué)反應(yīng)，而不需要進(jìn)一步添加能量。將溫度范圍從150° C至250° C的在步驟d)期間處理的物質(zhì)加入到范圍優(yōu)選地在20° C至50° C之間的堿性溶液中。來自根據(jù)本發(fā)明方法步驟d)的殘余氣態(tài)物質(zhì)優(yōu)選地是步驟e)的輸入。如果仍然存在磷酸化、硫化或氯化的化合物，在步驟e)的排出時，進(jìn)行硫、氯和/或磷的另一個另外的沉淀(優(yōu)選地通過添加堿試劑，例如通過添加或通過用包含堿試劑的水溶液來替換水環(huán)境)，從而將污染物轉(zhuǎn)化成環(huán)境惰性的晶體分子。將溫度在90° C至150° C之間的在本方法步驟e)期間處理的物質(zhì)加入優(yōu)選地在20° C至50° C之間的酸性環(huán)境中，并且使硫、氯、磷、氮、硼和溴基團(tuán)與來自溶液的堿進(jìn)行反應(yīng)，從而形成不溶性的、化學(xué)穩(wěn)定的鹽以及晶體。在本發(fā)明方法的步驟c)期間，重金屬(當(dāng)存在于廢料中時)，主要沉淀于浙青中。在后面步驟期間，不沉淀于浙青中的重金屬沉淀于包含堿試劑的水溶液中。優(yōu)選地，重金屬與堿試劑之間并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。通過例如電解，可以將這些重金屬與含有堿試劑的溶液分開。通過它們與無機(jī)物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的能力(這導(dǎo)致這些物質(zhì)的沉淀)來選擇堿試劑?？梢杂糜诔恋頍o機(jī)物質(zhì)的試劑的優(yōu)選實例包括，但不限于氫氧化鈣(Ca (0H)2)、氫氧化鈉(NaOH)以及氫氧化鉀(Κ0Η)。氫氧化鈣優(yōu)選地用于沉淀硫。氫氧化鈣和/或氫氧化鈉優(yōu)選地用于沉淀氯化物(氯)。氫氧化鈣、氫氧化銨和/或氫氧化鉀優(yōu)選地用于沉淀磷。堿試劑優(yōu)選地在15%至27%之間的濃度下進(jìn)行使用。在固體有機(jī)廢料中檢出其他有害物質(zhì)的情況下，可以使用其他試劑?？梢葬槍γ糠N有害物質(zhì)來確定必要的試劑。
硼具有2050° C的熔化溫度以及2550° C的沸騰溫度。這些溫度遠(yuǎn)高于在RMO工藝期間所達(dá)到的溫度。因此，硼連同炭一起排出。在飲用水中以溶解鹽形式存在硼是危險的，但通常對環(huán)境無害。包括沉淀無機(jī)物質(zhì)的根據(jù)本發(fā)明的方法允許在連續(xù)的方法步驟中將化合物和污染物質(zhì)失活并且將它們的活性成分或環(huán)境攻擊性成分中和。在室溫下遞送最終產(chǎn)物，從而防止產(chǎn)生新的毒性化合物(這通常發(fā)生在焚燒期間)。在根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b)和/或步驟c)和/或步驟d)和/或步驟e)期間，沉淀硫、氯、磷、溴和/或硼以及重金屬允許處理化學(xué)和/或生物污染的物質(zhì)例如病理性醫(yī)院廢料以及化學(xué)污染的材料或物質(zhì)例如來自化學(xué)工業(yè)的廢料。此外，它允許處理化學(xué)和/或生物污染的物質(zhì)例如病理性醫(yī)院廢料以及化學(xué)污染的材料或物質(zhì)例如來自化學(xué)工業(yè)、植物檢疫以及動物檢疫物質(zhì)的廢料、以及持久性有機(jī)物質(zhì)(包括在斯德哥爾摩協(xié)議中(Stockholm Agreement))。持久性有機(jī)污染物(POP)是包含某些毒性的化學(xué)產(chǎn)物并且是降解耐受性的。這使它們對于人類健康和環(huán)境是特別有害的。例如可以將根據(jù)本發(fā)明的方法應(yīng)用于包含多氯聯(lián)苯(PCB)、艾氏劑(C12H8Cl6X氯丹(CltlH6Cl8)、狄氏劑(C12H8Cl6O)、五溴二苯醚(C12H2Br8O)、十氯酮(C10Cl10O)、六溴聯(lián)苯(C12H4Br6)以及六氯環(huán)己烷(C6H6Cl6)的廢料。根據(jù)本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步用于消除廢棄·輪胎，從而回收硫、微晶炭、鋼、浙青、以及液態(tài)和氣態(tài)烴，以及用于循環(huán)利用利樂包裝容器，從而回收金屬箔，優(yōu)選鋁箔，浙青以及液態(tài)和氣態(tài)烴。例如可以通過機(jī)械或磁性方式來分離炭和鋼。例如通過機(jī)械方式來分離炭和鋁。例如根據(jù)本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步用于將電鍍(鍍鋅)的金屬去電鍍(去鍍鋅)而不排放具有氧化鋅相關(guān)神經(jīng)麻痹作用的毒性氣體。在焚燒電鍍的金屬期間會散發(fā)出所述毒性氣體，并且它們難以控制和消除?？梢栽诓襟Ec中將在本發(fā)明方法步驟b中去電鍍(去鍍鋅)期間得到的金屬化合物，例如氧化鋅，結(jié)合到浙青中。還提供了可用根據(jù)本發(fā)明的方法得到的產(chǎn)物。在一個實施方式中，本發(fā)明提供了可由根據(jù)本發(fā)明方法步驟b)得到的產(chǎn)物，其中所述產(chǎn)物是炭。炭在本文中定義為暗棕色至黑色石墨樣物質(zhì)，由具有多種有機(jī)化合物以及可選地一些無機(jī)化合物的無定形碳組成。炭可以用作燃料。典型地，用本發(fā)明方法得到的炭包含40%至95%之間的固定炭，優(yōu)選50%至92%之間的固定炭，更優(yōu)選60%至88%之間的固定炭。用本發(fā)明方法得到的炭典型地包含2%至40%之間的揮發(fā)性物質(zhì)，優(yōu)選3%至35%之間的揮發(fā)性物質(zhì)，更優(yōu)選6%至30%之間的揮發(fā)性物質(zhì)。所述炭典型地包含1%至30%之間的灰分，優(yōu)選3至25%之間的灰分，更優(yōu)選6%至20%之間的灰分。在一個優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明提供了可以由根據(jù)本發(fā)明方法的步驟c)得到的產(chǎn)物，其中所述產(chǎn)物是浙青。浙青在本文中定義為暗棕色至黑色高粘性的烴。浙青通常是由在分餾原油之后留下的殘留物產(chǎn)生的或由天然來源(像例如在特立尼達(dá)的浙青湖)得到的。浙青(柏油，asphalt)的主要成分是浙青(地浙青，bitumen)。浙青用于鋪路面,用于屋頂、涂層、地面鋪磚，和用于防水，以及用于工業(yè)產(chǎn)物中。浙青膏(粘稠浙青,asphalt cement)是來自原油蒸懼過程的殘余物。它還稱作浙青(地浙青，bitumen)ο浙青(地浙青，bitumen)是眾多包含硫、氮以及氧的芳烴、鏈燒烴以及多環(huán)化合物的混合物；幾乎完全溶于二硫化碳?？梢詫N分為兩類無環(huán)烴或開鏈烴以及環(huán)烴或閉鏈烴。根據(jù)它們是否包含僅單鍵、雙鍵或三鍵，依次地將開鏈烴細(xì)分為飽和烴或鏈燒烴、乙烯烴或烯烴、以及炔烴(acetylenic hydrocarbon)或炔類(alkynes)。根據(jù)它們是否缺少或具有苯環(huán)，依次地將環(huán)烴細(xì)分為脂環(huán)烴以及苯系烴。可以依次地將兩種基團(tuán)細(xì)分為單環(huán)以及多環(huán)。在多環(huán)苯系基團(tuán)中，可以存在兩個或三個稠合苯環(huán)，它們分別稱作萘環(huán)和蒽環(huán)。浙青中的烴形成膠體溶液，其中最重?zé)N(浙青質(zhì))的分子被較輕烴(樹脂)的分子環(huán)繞，它們之間不分離，而是過渡。油占據(jù)剩余空間。浙青質(zhì)分子具有官能團(tuán)以及自由基基團(tuán)，從而當(dāng)烴中存在某一濃度的浙青質(zhì)時能夠形成膠束。最具代表性的官能團(tuán)是羰基(-CO-)、羧基(-C00-)、酚(Ar-OH)以及羥基(-0H)基團(tuán)，它們在膠束的內(nèi)側(cè)。在浙青質(zhì)中，存在包含在油中的所有金屬，例如Ni、V、Fe、Co、Mn,并連同氧、硫以及氮一起。80%至85%的浙青質(zhì)是碳原子。發(fā)現(xiàn)C:H比率在O. 8至O. 87之間。雜原子含量可以在5%至11%-14%之間。浙青質(zhì)是樹脂縮合的產(chǎn)物。浙青質(zhì)負(fù)責(zé)浙青的結(jié)構(gòu)和硬度特性。樹脂是用于形成浙青質(zhì)的原料并且塑化浙青質(zhì)分子。樹脂在來自原油和浙青的烴中具有非常良好的溶解度，從而有利于形成穩(wěn)定的浙青質(zhì)-樹脂-浙青質(zhì)系統(tǒng)。樹脂反應(yīng)的結(jié)果是，隨著水、氫氣、硫酸以及氨分子的消除，發(fā)生脫氫和縮合過程，并且隨后形成浙青質(zhì)。樹脂具有比浙青質(zhì)更多的分支，因此，它們是較低致密的并且更加無序。極性基團(tuán)(羥基、羧基)以及幾種官能團(tuán) 的含量保證樹脂的乳化能力。依賴于浙青質(zhì)的濃度并且依賴于溫度，可以在分散相以及在系統(tǒng)的分散介質(zhì)兩者中找到處于浙青中的樹脂。樹脂提供浙青的凝集特性。油是浙青的分散介質(zhì)。它的溶解能力是由它的化學(xué)組成(經(jīng)常通過鏈烷烴-萘烴與芳烴的比率)，以及它的分子量確定的。通常地，鏈烷烴-萘烴、以及鏈烷烴側(cè)鏈的芳烴和萘烴在確定的溫度下形成處于油中的分散相。這些油為浙青提供了適當(dāng)?shù)囊恢滦詮亩顾鼈兛杉庸?。用于鋪路的浙青主要是來自精煉原油的那些浙青。這樣得到的浙青的品質(zhì)受所遵循的煉制工藝的影響。當(dāng)控制蒸餾過程時，不存在化學(xué)轉(zhuǎn)化，發(fā)生所謂的直接蒸餾，并且得到的產(chǎn)物是浙青渣油或直接蒸餾浙青。通過在高溫和壓力下使氧氣通過浙青來得到氧化的、吹制的(blown)或吹氣的(insufflated)浙青。它在鋪路中的應(yīng)用受到限制，因為與通過直接蒸餾得到的浙青相比較，它是硬的、脆的、具有更低的延展性，以及更短的耐久性。對于鋪路的浙青膏而言，可以使用稀釋的浙青或浙青乳液。浙青膏是專門針對其直接用于鋪路而制備的浙青。由天然浙青得到的浙青由首字母縮寫NAC來表示，而由油得到的浙青由首字母縮寫AC來表示。在室溫下它們是半固體并且需要加熱以達(dá)到用于鋪路的適當(dāng)?shù)囊恢滦浴Ｋ鼈兪侨犴g的、耐久性的、凝集的、以及不可滲透的，并且對于大多數(shù)酸、鹽以及堿具有高耐受性。根據(jù)通過穿透測定法確定的它的一致性程度對來自油的浙青膏進(jìn)行分類。指定了以下類型:40-50、50-60、60-70、70-85、85-100、100-120、120-150 以及150-200。分類的數(shù)字標(biāo)號越低，天然浙青膏“越硬”。稀釋的浙青可以獲自其中已經(jīng)停止蒸餾而沒有提取所有油和氣油的軟浙青廢料，或獲自具有來自油蒸餾的不同溶劑(例如石腦油、煤油、氣油或潤滑油)的熱融化的浙青膏。當(dāng)必須消除石油浙青膏的加熱或在鋪路中使用適當(dāng)加熱時，可以使用它。在使用稀釋的浙青之后，溶劑完全蒸發(fā)留下浙青膏作為殘留物，然后該殘留物發(fā)展必要的接合劑性能。這種蒸發(fā)稱為稀釋的浙青固化。根據(jù)其固化時間來對稀釋的浙青進(jìn)行分類。如果溶劑是石腦油或汽油類型，得到快速固化的浙青。如果溶劑是煤油，得到中速固化的浙青。如果溶劑是具有較小揮發(fā)性的輕油，得到慢速固化的浙青?？焖俟袒?、中速固化以及慢速固化的浙青分別表示為RC (快速固化)、MC (中速固化)以及SC (慢速固化)，緊接著指示以厘沲測量的運(yùn)動粘度程度的數(shù)字。浙青乳液是處于水(正)相中浙青相的膠體分散體或處于浙青(反)相中的分散的水相。在乳化劑存在下，在強(qiáng)烈攪拌的介質(zhì)中通過使水與加熱的浙青結(jié)合來得到浙青乳乳液，所述乳化劑通過有利于分散以及提供圍繞浙青小球的保護(hù)膜來保證對于浙青的穩(wěn)定性，因此使它們保持在懸浮液中。將用于制造乳液的乳化劑或張力活性(tensoactive)產(chǎn)品分為兩類陰離子型和陽離子型。稀釋的浙青和最軟的浙青膏最經(jīng)常地用于制造乳液。然而，更先進(jìn)的步驟還考慮了較硬的浙青膏?？梢酝ㄟ^乳化劑與聚集體之間的化學(xué)反應(yīng)和通過水蒸發(fā)來破壞陽離子型乳液。水浙青物質(zhì)分離的這種現(xiàn)象稱作乳液破裂。在陰離子型元素中，主要通過水蒸發(fā)來發(fā)生乳液破裂。根據(jù)破壞速度，將浙青乳液分為快速破裂乳液(RR)、中速破裂乳液(MR)以及慢速破裂乳液(SR)。浙青混凝土表面由浙青材料與惰性聚集體的混合物組成,根據(jù)混合溫度,將它分類為熱混合浙青混凝土以及冷混合浙青混凝土。90%以上鋪設(shè)的路是用柔性鋪路法來完成 的，從而用于所述類型鋪路法的技術(shù)得以廣泛的推廣和發(fā)展。浙青材料占柔性鋪路法成本的很大一部分。此外，浙青材料大部分源自石油的事實使它們的價格依賴于原油價格以及美元價格。在最近幾年中，這些已經(jīng)具有不可預(yù)測的改變。在構(gòu)建鋪設(shè)道路的鋪路組成中，通過根據(jù)本發(fā)明方法得到的浙青構(gòu)成環(huán)境可承受的、低成本的替代方案。通過其化學(xué)和物理特性，已經(jīng)確定了由根據(jù)本發(fā)明方法得到的物質(zhì)的適用性。用來證實針對從原油得到的浙青膏建立的工業(yè)用途的質(zhì)量的同一分析方法優(yōu)選地用于確定用根據(jù)本發(fā)明方法得到的浙青的組成、特征以及性能水平。已經(jīng)使用美國國家公路與運(yùn)輸協(xié)會(American Association of State Highway and TransportationOfficials) (AASHTO)的標(biāo)準(zhǔn)測試來確定這些特征。AASHTO標(biāo)準(zhǔn)測試是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的并且所有AASHTO標(biāo)準(zhǔn)和測試方法可以在“Standard Specifications forTransportation Materials and Methods of Sampling and Testing，，(30th 版，2010 年出版)以及 AASHTO 的 “AASHTO Provisional Standards，，中找到。通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的浙青是由廢料形成的，該廢料優(yōu)選地包含至少50%，更優(yōu)選至少60%，甚至更優(yōu)選至少70%的有機(jī)物質(zhì)和/或生物質(zhì)。它可以可選地包含無機(jī)雜質(zhì)。它具有替代從石油得到的傳統(tǒng)的浙青產(chǎn)品的可能性。根據(jù)本發(fā)明可用于得到浙青的材料包括，但不限于有機(jī)固體廢料，工業(yè)廢料例如來自石油工業(yè)的廢料，外殼和谷殼，來自木材工業(yè)的廢料例如鋸末、刨花、來自農(nóng)業(yè)和木材生產(chǎn)的廢料以及生物質(zhì)。通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的浙青具有可與石油浙青膏相比較的物理和機(jī)械性能以及相當(dāng)于石油浙青膏的化學(xué)構(gòu)型。下面詳細(xì)說明這些物理和機(jī)械特性。通過根據(jù)本發(fā)明方法得到的浙青在四氯化碳中典型地具有如通過針對在有機(jī)溶劑中浙青物質(zhì)溶解度的AASHTO T44標(biāo)準(zhǔn)測試所確定的95%至100%之間，優(yōu)選98%至100%之間，更優(yōu)選99. 4%至99. 8%之間，例如約99. 6%的溶解度。它優(yōu)選地具有如通過用于確定浙青物質(zhì)中無機(jī)物質(zhì)或灰分的AASHTO T 111標(biāo)準(zhǔn)測試所確定的0. 1%至2%之間，更優(yōu)選0. 2%至I. 0%之間，最優(yōu)選0. 3%至0. 5%之間，例如約0. 4%的灰分含量。通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的浙青優(yōu)選地具有如通過用于確定浙青物質(zhì)的浙青質(zhì)不穩(wěn)定性的AASHTO T 102標(biāo)準(zhǔn)測試所確定的負(fù)的第一和第二奧林薩斯(Oliensis)點滴測試。通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的浙青典型地具有如通過用于確定半固體浙青物質(zhì)比重的AASHTO T 228標(biāo)準(zhǔn)測試所確定的O. 98至I. I克/cm3之間，更優(yōu)選O. 99至I. 05克/cm3之間，甚至更優(yōu)選I. 00至I. 03克/cm3之間，最優(yōu)選約I. 017克/cm3的比重。通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的浙青典型地具有-I. 15至-I. 25之間，優(yōu)選-I. 17至-I. 23之間，更優(yōu)選約-I. 21的穿透指數(shù)(針入度指數(shù)，penetration index)。通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的浙青的分類優(yōu)選地相應(yīng)于50-60穿透(針入度)等級的浙青膏。通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的浙青優(yōu)選地具有如通過針對浙青物質(zhì)延展性的AASHTO T 51標(biāo)準(zhǔn)測試所確定的108至120cm之間，更優(yōu)選110至115cm之間，更優(yōu)選約112cm的延展性。 通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的浙青優(yōu)選地具有如通過用于乙二醇中浙青(浙青)(asphalt (bitumen))的軟化點的AASHTO T 53標(biāo)準(zhǔn)測試所確定的47°至53。之間，更優(yōu)選48. 5°至51°之間，最優(yōu)選約49. 2°的軟化點。優(yōu)選地，如通過AASHTO T 72標(biāo)準(zhǔn)Saybolt Furol粘度測試所確定的，通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的浙青的熱敏感性可與表I中指示的數(shù)值相比較。表I.通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的浙青的熱敏感性的說明。
權(quán)利要求
1.一種用于由廢料產(chǎn)生炭、浙青、液態(tài)烴、有機(jī)酸、甲烷氣體和/或氫氣的方法，包括 a)提供廢料； b)用波長為700nm至Imm的低頻長波來輻射所述廢料，由此使溫度在205°C至900° C之間并且使壓力在I. O巴至19. O巴之間，從而生產(chǎn)炭； c)可選地，在標(biāo)識為DPPB102的固體金屬存在下，對來自步驟b)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，由此使溫度在180° C至500° C之間并且使壓力在O. 98巴至5. 5巴之間，從而生產(chǎn)浙青； d)可選地，對來自步驟b)或c)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)和/或冷凝，由此使溫度在150° C至750° C之間并且使壓力在O. 96巴至200巴之間，從而生產(chǎn)液態(tài)烴； e)可選地，在標(biāo)識為DPPD102的固體金屬存在下，對來自步驟b)、c)或d)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，由此使溫度在50° C至150° C之間并且使壓力在O. 95巴至I. 5巴之間，從而生產(chǎn)有機(jī)酸； f )可選地，對來自步驟b)、c)、d)或e)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行吸收劑洗滌并且在室溫下冷卻，從而生產(chǎn)甲燒氣體和氫氣， 其中所述廢料具有基于所述廢料干重的以下組成碳含量9-85%、氫含量1-15%以及氧含量0-65%。
2.一種用于處理廢料的方法，包括提供廢料，以及用波長為700nm至Imm之間的低頻長波輻射所述廢料，由此使溫度在205° C至900° C之間并且使壓力在I. O巴至19. O巴之間，其中所述廢料具有基于所述廢料干重的以下組成碳含量9-85%，氫含量1-15%以及氧含量0-65%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中 在纖維素或纖維素衍生物、碳化合物、和/或水存在下進(jìn)行所述輻射；和/或 在烴或烴混合物存在下進(jìn)行步驟c);和/或 在烴或烴混合物、和/或氧化劑存在下進(jìn)行步驟d);和/或 在5%至40%之間的有機(jī)酸溶液、和/或固體金屬、和/或濃度為5%至50%之間的硫酸鐵溶液存在下進(jìn)行步驟e)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的方法，進(jìn)一步包括 使在步驟b)中得到的所述炭與所述氣態(tài)殘余物分離，和/或 使在步驟c)中得到的所述浙青與所述氣態(tài)殘余物分離，和/或 使在步驟d)中得到的所述液態(tài)烴與所述氣態(tài)殘余物分離，和/或 使在步驟e)中得到的所述有機(jī)酸與所述氣態(tài)殘余物分離，和/或 使在步驟f)中得到的所述甲烷氣體和氫氣與所述殘余物分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，進(jìn)一步包括，在步驟b)和/或步驟c)和/或步驟d)和/或步驟e)期間，使用加入到反應(yīng)混合物中的堿性試劑來沉淀無機(jī)物質(zhì)，例如硫、氯、磷、溴和/或硼以及重金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或3-5中任一項所述的方法，進(jìn)一步包括在步驟e)與f)之間進(jìn)行水的熱還原。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述廢料包含至少50%的有機(jī)物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述廢料包括植物葉子和枝條，果皮，谷物和油料種子的外殼以及殼，食物殘余物，大戟、麻瘋樹植物和/或甘蔗渣，植物廢物，如煙草、棉花、鋸末、刨花的這些植物廢物，和/或來自木材工業(yè)的所有廢料，和/或來自農(nóng)工業(yè)廢料的所有其他有機(jī)廢料，剪枝廢料，雜草和/或所有類型的植物剩余部分，動物來源的固體廢料如骨、糞便、來自肉類加工業(yè)的固體廢料和/或動物來源的任何其他類型的廢料，塑料，紙張，橡膠，輪胎，天然和合成的織物，膠乳，尿布和/或一次性毛巾。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法，其中所述廢料包含無機(jī)組分例如硫、氯、磷、溴、硼和/或重金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法，其中所述廢料包括輪胎、利樂包裝容器和/或電鍍金屬。
11.一種可以用根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的方法得到的產(chǎn)物。
12.可以由根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的方法的步驟b)得到的產(chǎn)物，其中所述產(chǎn)物是炭。
13.可以由根據(jù)權(quán)利要求I和3-10中任一項所述的方法的步驟c)得到的產(chǎn)物，其中所述產(chǎn)物是浙青。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的產(chǎn)物，其中所述浙青的硫含量低于O.5%。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的產(chǎn)物，其中所述浙青具有在四氯化碳中98%至99. 9%之間的溶解度以及O. 1%至1.0%之間的灰分含量，并且其中當(dāng)進(jìn)行奧林薩斯點滴試驗時所述浙青顯示陰性測試結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于由廢料產(chǎn)生炭、瀝青、液態(tài)烴、有機(jī)酸、甲烷氣體和/或氫氣的方法，包括a)提供廢料；b)用具有700nm至1mm之間波長的低頻長波(macro wave)來輻射所述廢料，由此使溫度在205°C至900°C之間并且使壓力在1.0巴至19.0巴之間，從而生產(chǎn)炭；c)可選地，在標(biāo)識為DPP B102的固體金屬存在下，對來自步驟b)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，由此使溫度在180°C至500°C之間并且使壓力在0.98巴至5.5巴之間，從而生產(chǎn)瀝青；d)可選地，對來自步驟b)或c)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)和/或冷凝，由此使溫度在150°C至750°C之間并且使壓力在0.96巴至200巴，從而生產(chǎn)液態(tài)烴；e)可選地，在標(biāo)識為DPP D102的固體金屬存在下，對來自步驟b)、c)或d)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，由此使溫度在50°C至150°C之間并且使壓力在0.95巴至1.5巴之間，從而生產(chǎn)有機(jī)酸；f)可選地，對來自步驟b)、c)、d)或e)的氣態(tài)殘余物進(jìn)行吸收劑洗滌并且在室溫下冷卻，從而生產(chǎn)甲烷氣體以及氫氣，其中所述廢料具有基于所述廢料干重的以下組成碳含量9-85%、氫含量1-15%、以及氧含量0-65%。本發(fā)明進(jìn)一步涉及可以通過這類方法得到的產(chǎn)物以及用于執(zhí)行這類方法的裝置。
文檔編號C10L5/42GK102892872SQ201180018918
公開日2013年1月23日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月19日
發(fā)明者迪特爾·彼得·彼得魯, 阿爾多·馬里奧·伊希尼奧·阿科斯塔阿亞拉, 安德烈斯·阿納斯塔西奧·巴里奧斯梅西爾, 萊昂·艾薩克·薇拉薇拉 申請人:恩爾彼有限公司, 恩爾彼S.A.C.I.公司