Способ и установка для получения продуктов разложения с использованием воды при докритических параметрах

Способ и установка для получения продуктов разложения с использованием воды при докритических параметрах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения продуктов разложения с использованием воды при докритических параметрах и к установке для получения продуктов разложения с использованием воды при докритических параметрах.

Уровень техники

Известно использование реакций разложения в воде с докритическими/сверхкритическими параметрами в качестве способа извлечения полезных веществ из отходов, таких, как пищевые отходы и древесные отходы. Например, известен способ, в соответствии с которым реакциям разложения в воде с докритическими/сверхкритическими параметрами подвергают целлюлозу, крахмал и тому подобные вещества, содержащиеся в большом количестве в биомассе, с целью их разложения на моносахариды или олигосахариды, после чего эти продукты разложения извлекают. Полученные в результате моносахариды и олигосахариды, кроме того, подвергают спиртовой ферментации или сбраживанию с выделением метана для превращения их в газообразный этанол или метан, который легче использовать (см. ссылочный патентный документ JP 2001-262162 А). В известном способе отходы, например древесные отходы, предварительно измельчают на мелкие частицы, после чего измельченную фракцию смешивают с водой для образования суспензии (пульпы), и затем осуществляют реакцию разложения в воде, находящейся при докритических/сверхкритических параметрах.

В этом известном способе реакцию разложения трудно контролировать. Если реакция происходит слишком, активно, бурно, отходы будут разлагаться на двуокись углерода и воду, и полезные вещества не могут быть извлечены. Наоборот, если реакция протекает в недостаточной степени, то будет оставаться большое количество остатка, что ухудшает эффективность технологического процесса. Считают, что причина, по которой с помощью этого способа трудно контролировать реакционный процесс разложения, заключается в том, что реакция гидролиза с использованием воды при докритических параметрах протекает на поверхности твердых компонент отходов. Например, при разложении целлюлозы в воде с докритическими или сверхкритическими параметрами скорость реакции разложения получаемых продуктов разложения, т.е. моносахаридов и олигосахаридов, превышает скорость реакции разложения самой целлюлозы. По этой причине моносахариды и олигосахариды разлагаются на органические кислоты, двуокись углерода или воду; или же они карбонизируются путем полимеризации.

Для решения отмеченной выше проблемы был предложен следующий способ (см. ссылочный патентный документ JP H10-327900 A). В соответствии с этим способом сначала целлюлозу в виде порошка подают в трубу, оборудованную спеченными фильтрами с размерами пор 5 мкм, прикрепленными к обоим концам трубы, и во время непрерывного протекания воды в докритическом состоянии через трубу извлекают олигосахариды, получаемые на поверхности порошка целлюлозы, посредством разложения с использованием воды при докритических параметрах. Затем воду, находящуюся в докритическом состоянии, отводят из реактора, в то же время, обеспечивая ее охлаждение с целью предотвращения протекания реакции, например, разложения олигосахарида. Однако согласно этому способу реакцию осуществляют с периодической порционной загрузкой исходного материала, и поэтому он неприемлем для проведения крупномасштабного производства. Кроме того, существует проблема, которая заключается в том, что поры в спеченных фильтрах имеют тенденцию к закупорке различными продуктами реакции.

Другой предложенный способ включает разложение и растворение остатков электронных приборов, пластмассовых отходов и тому подобного сырья в воде, находящейся в сверхкритическом состоянии, проводимые в псевдоожиженном слое особой формы для отделения твердого неорганического вещества, после чего осуществляют полное разложение полученного продукта на газы и минеральные соли в реакторе высокого давления (см. ссылочный патентный документ JP 2002-210348 А). Используемая для осуществления этого способа аппаратура включает колоннообразный реактор псевдоожиженного слоя, внутри которого установлена вертикальная разделительная перегородка. Вода в сверхкритическом состоянии поступает под давлением в нижнюю часть реактора, в то время как суспензию, в которой измельченные отходы диспергированы в воде сверхкритических параметров, нагнетают в реактор через его верхнюю часть. В результате такой организации ввода и наличия перегородки отходы, содержащие органические вещества, опускаются внутри реактора вниз, затем проходят под вертикальной разделительной перегородкой и далее втекают в противоположную сторону реактора, находящуюся по другую сторону от перегородки. При этом органические вещества растворяются в воде со сверхкритическими параметрами и таким путем вытекают из верхней части реактора. К органическим компонентам, растворенным в воде, находящейся при сверхкритических параметрах, в реактор высокого давления затем добавляют окислитель с тем, чтобы происходило их полное разложение на газы, такие как двуокись углерода, и минеральные соли. Порошок неорганического материала, например, керамического, который содержится в отходах, выгружают из верхней части реактора с псевдоожиженным слоем. Согласно данному способу органическое вещество разлагают и растворяют с помощью воды сверхкритических параметров, по мере транспортирования отходов по предварительно заданному пути в реакторе псевдоожиженного слоя. В качестве растворителя для реакции и экстракции известный способ использует воду в сверхкритическом состоянии, которая имеет низкую плотность и, следовательно, приемлема для полного разложения керамики, пластмассовых отходов и тому подобного сырья, имеющего высокую плотность, на газы и минеральные соли, или для отделения твердых неорганических веществ.

Тем не менее, поскольку органические отходы, содержащие твердое вещество с высоким содержанием воды, имеют плотность, близкую к плотности воды в сверхкритическом состоянии, применение данного способа затруднено в том случае, когда необходимо регулировать протекание реакции разложения или когда необходимо получить определенный продукт разложения с высокой степенью извлечения. Кроме того, данный способ требует усложнения конструкции установки в связи с тем, что сверхкритическую воду и органические отходы подают в псевдоожиженный слой под давлением через различные загрузочные отверстия. Для их принудительной подачи необходимы, по меньшей мере, два аппарата создания высокого давления (средства создания давления), которые являются дорогостоящими. Кроме того, необходимо, чтобы материал реактора был стойким к коррозийному воздействию воды в сверхкритическом состоянии, и поэтому в качестве материалов для изготовления реактора необходимо использовать дорогостоящие материалы, например, сплавы Хастеллой и Инконель. Это увеличивает стоимость оборудования.

Предложен еще один способ, согласно которому для переработки органических отходов посредством разложения перемешанную суспензию, состоящую из воды докритических параметров и органических отходов, вводят в реактор, стойкий к действию высокого давления, путем ее разбрызгивания через верхний торец реактора (см. патентный документ JP 2001-246239 А). Однако даже при использовании вышеупомянутого способа трудно управлять процессом разложения отходов органического материала.

Раскрытие изобретения

В связи с вышеизложенным задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа и установки для непрерывного эффективного получения полезных веществ путем осуществления реакции разложения с использованием воды при докритических параметрах.

Другая задача данного изобретения заключается в том, чтобы в области техники, относящейся к непрерывной переработке материала, содержащего твердое вещество, путем его разложения с использованием воды при докритических параметрах, обеспечить способ и установку для получения необходимых полезных веществ селективно с высокой степенью извлечения, в соответствии с которыми можно регулировать реакцию разложения перерабатываемого материала и обеспечить возможность проведения крупномасштабных производственных процессов при низкой стоимости используемого оборудования.

Автор данного изобретения изучил механизм разложения твердого вещества при докритических параметрах, и в результате предложил раскрытые ниже способ и установку. Далее настоящее изобретение описано более подробно.

При докритических параметрах воды процесс разложения происходит весьма активно, хотя не так активно, как при сверхкритических параметрах. Когда подлежащий переработке материал, поступающий из впускной трубы, контактирует с водой в реакторе при докритических условиях, процесс разложения происходит с течением времени. Другими словами, разрушение молекул происходит в соответствии с продолжительностью обработки материала. Если процесс разложения перерабатываемого материала протекает слишком активно, органическое вещество разлагается на двуокись углерода и воду, и становится невозможным извлечь некоторые вещества, которые могут быть получены в процессе разложения, например, органические кислоты и аминокислоты. По этой причине, для извлечения полезных веществ необходимо отводить из реактора жидкость, содержащую желательные продукты разложения, именно в то время, когда разложение достигает необходимой степени, и перерабатываемый материал разлагается на желательные полезные продукты. Когда жидкость, которая подвергалась разложению до необходимой кондиции, отводится из реактора и переводится из докритического состояния в нормальное, растворяющая способность воды уменьшается. Соответственно, полученные вещества разделяют на фазы так, что компоненты с меньшей гидрофильностью находятся в маслянистой фазе, в то время как компоненты с большей гидрофильностью находятся в водяной фазе. В результате полезные вещества могут быть эффективно извлечены.

В настоящем изобретении жидкость, содержащая продукты разложения, непрерывно отводится через одну или большее количество выпускных труб реактора с образованием в реакторе стационарных или псевдостационарных профилей концентрации продуктов. Время переработки материала в реакторе определяется расстоянием от входа и величиной расхода материала. В соответствии с конструктивным выполнением согласно настоящему изобретению желательный продукт разложения отводят через выпускную трубу, расположенную от входа на таком расстоянии, где концентрация желательного продукта разложения наиболее высокая или близка к самой высокой. Следовательно, полезные вещества могут быть извлечены эффективно. Возможны случаи, в которых установившиеся профили концентрации не формируются. Например, если при разложении органическое вещество прилипает к грязи или песку, то песок или грязь которые не могут быть разложены, будут накапливаться в виде неподвижного слоя или псевдоожиженного слоя в нижней части химического реактора. Во избежание такой ситуации в днище реактора выполняют отверстие для удаления твердого вещества с тем, чтобы твердые частицы, в случае их накопления, периодически можно было удалять из нижней части колонны.

Когда жидкость, содержащая продукты разложения, отводят из реактора, то она уже не будет находиться в докритическом состоянии, и поэтому процесс разложения прекратиться. Однако на самом деле разложение продолжается до тех пор, пока не завершится. По этой причине предпочтительно, чтобы жидкость, содержащая продукт разложения, выводилась из реактора в месте, находящемся немного ближе к впускной трубе от того места, где концентрация желательного вещества достигает своего пика. Кроме того, в том случае, когда в течение всего времени разложению подвержен один и тот же материал, выпускную трубу устанавливают в оптимальном положении, в то время как при необходимости обработки различных материалов, положение конкретной выпускной трубы выбирают, исходя из количества имеющихся выпускных труб и величины перепада давления.

Наиболее существенная особенность настоящего изобретения заключается в том, что время нахождения в реакторе как перерабатываемого материала, так и жидкости, можно регулировать независимо. Для обеспечения достаточной степени разложения перерабатываемого материала твердое органическое вещество, содержащееся в материале, можно удерживать в реакторе до тех пор, пока оно не разложится полностью. Если исходный твердый материал состоит из органического вещества и неорганического вещества, например, в случае переработки костей, он может удерживаться в реакторе до тех пор, пока органическое вещество, содержащееся в твердом исходном материале, не перестанет существовать полностью. Время нахождения жидкости в реакторе регулируется только за счет скорости потока, и оно меньше времени нахождения (продолжительности обработки) твердого материала. Чрезмерное разложение или карбонизация тех содержащихся в перерабатываемом материале компонент, которые растворены в воде при докритических параметрах, или небольших молекул, полученных посредством гидролиза органических веществ, содержащихся в обрабатываемом материале, могут быть предотвращены путем осуществления пиролиза. В соответствии с настоящим изобретением скорость потока в реакторе меньше, чем во впускной трубе, поскольку диаметр впускной трубы для исходного материала меньше диаметра реактора. В зависимости от диаметра частиц перерабатываемого твердого вещества и за счет использования силы тяжести и удельного веса твердого вещества, частицы твердого вещества образуют в реакторе неподвижный слой, псевдоожиженный слой и слой распада вещества в воде с докритическими параметрами (в котором реализуется поршневой режим течения). Когда диаметр частицы уменьшается за счет разложения, частица перемещается из неподвижного слоя в псевдоожиженный слой и, последовательно, в слой распада вещества в воде с докритическими параметрами. По меньшей мере, псевдоожиженный слой и слой распада вещества в воде с докритическими параметрами формируются в определенном порядке. Для участка потока, представляющего собой слой распада вещества в воде с докритическими параметрами, регулируют расстояние транспортирования и скорость потока с целью изменения соотношения времени нахождения твердого вещества и воды с докритическими параметрами в реакторе для регулирования степень разложения перерабатываемого материала и извлечения в результате целевого продукта разложения.

При этом твердое вещество, которое разложилось недостаточно, остается в неподвижном слое и разлагается в воде с докритическими параметрами. В то же время, компоненты, полученные путем разложения, растворяются в воде, находящейся в докритическом состоянии, и находятся в слое распада вещества в воде с докритическими параметрами. Указанный слой с докритическими параметрами протекает в реакторе в направлении стороны, расположенной ниже по потоку. Следовательно, путем регулирования расстояния и скорости, можно регулировать продолжительность реакции разложения. Когда некоторая порция или весь слой распада вещества в воде с докритическими параметрами, который протекает через реактор, отводится из реактора на соответствующем расстоянии от входа, реакция разложения прекращается и какое-либо разложение далее не происходит, поэтому можно извлечь целевой продукт разложения. Например, в том случае, когда твердое вещество является не полностью органическим материалом, но в его состав входит также неорганическое вещество, содержащее органическое вещество, например, в случае костей, органическое вещество в костях разлагается и растворяется водой в докритическом состоянии, и в результате частицы уменьшаются до частиц меньшего размера и, в конце концов, превращаются в порошок фосфата кальция. Во время этого процесса формируются три слоя, а именно, неподвижный слой из частиц, размер которых превышает минимальный необходимый для ожижения частицы; псевдоожиженный слой, образованный из частиц, имеющих размер, меньший минимального для псеводоожижения; и слой распада вещества в воде с докритическими параметрами, включающий порошкообразный фосфат кальция, который превращается в тонкодисперсные частицы и достигает такой же скорости, что и вода с докритическими параметрами, т.е. реализуется режим поршневого течения. Путем регулирования расстояния, которое проходит в реакторе поток воды с докритическими параметрами, можно регулировать степень разложения органического вещества и извлекать целевой продукт разложения. Необходимо отметить, что даже в том случае, если содержащееся в костях органическое вещество включает токсичные вещества или патогенные вещества, например, патогенные прионы, они могут разлагаться при проведении процесса разложения. Кроме того, и в тех случаях, когда разрушенные частицы становятся меньше за счет разложения в воде с докритическими параметрами, например, в случае переработки пластмасс, также реализуются режимы с неподвижным слоем, псевдоожиженным слоем и поршневым режимом течения, как и описанном выше случае. Данный способ позволяет проводить технологический процесс в непрерывно работающей установке, которая является эффективней установки, функционирующей с периодической загрузкой сырья.

Ниже раскрыты конкретные способы и устройства (установки), соответствующие данному изобретению.

В соответствии с настоящим изобретением способ получения продуктов разложения в воде докритических параметров включает в себя: (1) непрерывную подачу исходного перерабатываемого материала в реактор, внутренний объем которого поддерживают при докритических параметрах воды, через предусмотренную для реактора впускную трубу, и (2) непрерывный отвод жидкости, содержащей продукт разложения с помощью одной или большего количества выпускных труб, расположенных на различном расстоянии от места расположения впускной трубы реактора с тем, чтобы регулировать время нахождения в реакторе жидкости, содержащей продукт разложения.

Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает способ получения продуктов разложения в воде с докритическими параметрами, включающий: (1) непрерывную подачу исходного перерабатываемого материала в реактор, внутренний объем которого поддерживают при докритических параметрах воды, через предусмотренную для реактора впускную трубу, и (2) непрерывный отвод жидкости, содержащей продукт разложения, через одну или большее количество выпускных труб, размещенных на различном расстоянии от места расположения впускной трубы реактора, для формирования желательных установившихся профилей концентрации продукта разложения в реакторе, и (3) отвод желательного продукта разложения через одну или большее количество выпускных труб, выбранных из имеющихся одной или большего количества выпускных труб, расположенных на том уровне, где имеет место высокая концентрация желательного продукта разложения. Необходимо отметить, что термин "непрерывно" здесь подразумевает включение в него значения "периодически".

Настоящее изобретение обеспечивает также способ получения продуктов разложения в воде с докритическими параметрами, включающий: (1) непрерывную подачу перерабатываемого материала, содержащего твердое вещество, характеризующееся низкой скоростью разложения в воде с докритическими параметрами и плотностью, отличающейся от плотности воды с докритическими параметрами, в реактор вертикального расположения, внутренний объем которого поддерживают при докритических параметрах для воды, через впускную трубу реактора; (2) регулирование за счет использования одной или большего количества выпускных труб, расположенных на различных уровнях по высоте реактора относительно уровня расположения впускной трубы реактора, положения выпускной трубы, из которой осуществляют отвод жидкости, содержащей продукт разложения, и количества труб, из которых осуществляют отвод жидкости, с формированием установившегося потока воды с докритическими параметрами, находящейся в установившемся состоянии, при этом установившийся поток протекает в направлении, противоположном направлению, в котором опускается или всплывает твердое вещество, и протекает со скоростью меньшей, чем скорость опускания или скорость всплытия твердого вещества; (3) формирование в установившемся потоке, в направлении вниз по ходу движения потока, в нижеследующем порядке, по меньшей мере, псевдоожиженного слоя, в котором твердое вещество разрушается с образованием мелких частиц за счет взаимодействия с водой, находящейся в докритическом состоянии, при этом указанные мелкие частицы сжижаются в потоке, и слоя распада вещества в воде с докритическими параметрами, в котором частицы перерабатываемого материала превращаются в еще более мелкие частицы или полностью превращаются в растворимый материал и перемещаются в потоке вместе с водой, находящейся в докритическом состоянии; (4) последующее формирование, в зависимости от типа перерабатываемого материала, неподвижного слоя, в котором твердое вещество остается в неподвижном состоянии даже при наличии потока, при этом неподвижный слой образуется выше по ходу движения потока от псевдоожиженного слоя; и (5) отвод жидкости, содержащей желательный продукт разложения, из реактора, причем из слоя распада вещества в воде с докритическими параметрами, используя одну или большее количество выпускных труб из имеющихся одной или большего количества выпускных труб.

Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает способ получения продуктов разложения в воде с докритическими параметрами, включающий в себя: (1) создание вынужденного установившегося потока смеси перерабатываемого материала, содержащей твердое вещество и воду с докритическими параметрами, при нахождении воды в докритическом состоянии, протекающего в направлении, противоположном направлению движения твердого вещества; (2) формирование в установившемся потоке, в направлении вниз по ходу движения потока, в нижеследующем порядке, по меньшей мере, псевдоожиженного слоя, в котором твердое вещество за счет взаимодействия с водой, находящейся в докритическом состоянии, распадается на мелкие частицы, которые сжижаются в потоке, и слоя распада вещества в воде с докритическими параметрами, в котором частицы перерабатываемого материала превращаются в еще более мелкие частицы или полностью превращаются в растворимый материал и перемещаются в потоке с водой, находящейся в докритическом состоянии; (3) последующее формирование, в зависимости от типа перерабатываемого материала, неподвижного слоя, в котором твердое вещество остается в неподвижном состоянии даже при наличии потока, при этом неподвижный слой образуется выше по ходу движения потока от псевдоожиженного слоя; и (4) регулирование расстояния, которое проходит слой распада вещества в воде с докритическими параметрами, с целью изменения соотношения времени нахождения твердого вещества и времени нахождения воды при докритических параметрах и регулирования степени разложения компонентов перерабатываемого материала, которые растворимы в воде с докритическими параметрами, с получением в результате целевого продукта процесса разложения.

Такая совокупность признаков также позволяет извлекать целевые продукты разложения, как и вышеизложенный способ.

В описанном выше способе получения продуктов твердое вещество может оседать в смеси, находящейся в установившемся состоянии, а поток смеси может протекать в направлении, противоположном направлению действия сил тяжести; в качестве альтернативы, твердое вещество при нахождении смеси в установившемся состоянии может всплывать, а смесь может протекать в направлении действия сил тяжести. В настоящем изобретении предпочтительно, чтобы поток смеси протекал в направлении, противоположном действию сил тяжести при оседании твердой фазы в смеси, находящейся в установившемся состоянии. Вместе с тем, предпочтительно, чтобы поток смеси протекал в направлении действия сил тяжести, когда твердое вещество всплывает в смеси, находящейся в установившемся состоянии.

В раскрытом выше способе получения продуктов предпочтительно, чтобы при нахождении смеси в установившемся состоянии скорость течения смеси была меньше скорости оседания или всплывания твердого вещества в смеси.

Предпочтительно смесь представляет собой суспензию.

В описанном выше способе получения продуктов предпочтительно, чтобы температура реакции разложения в воде с докритическими параметрами находилась в интервале от 130°С до 374°С, а давление реакции было равным или большим, чем давление насыщенного водяного пара при температуре реакции.

В соответствии с настоящим изобретением вместо использования воды только с докритическими параметрами возможно использование воды при докритических параметрах и воды при сверхкритическим параметрах. Температура реакции воды в докритическом состоянии может составлять, например, от 130°С до 374°С, а давление от 0,3 МПа до 100 МПа, более предпочтительно температура составляет от 150°С до 350°С, а давление от 0,5 МПа до 100 МПа, еще более предпочтительно температура находится в интервале от 170°С до 300°С, а давление в интервале от 0,8 МПа до 100 МПа.

Предпочтительно, чтобы перерабатываемым материалом был материал, выбранный из группы, включающей в себя пищу, продукты животноводства, сельскохозяйственные продукты, морские продукты, древесина, природные органические вещества, пластмассы, хлорированные органические соединения, резина, волокно, и их отходы, а также отходы, образующиеся при очистке бытовых нечистот и сточных вод.

Раскрытые выше способы производства продуктов разложения с помощью воды докритических параметров могут осуществляться с использованием установки, такой, как описана ниже.

В соответствии с настоящим изобретением установка для переработки материала путем разложения с использованием воды докритических параметров содержит: реактор, сконфигурированный для разложения перерабатываемого материала с использованием воды докритических параметров; средства нагрева, предназначенные для нагревания смеси, образованной из воды и перерабатываемого материала, с созданием и поддерживанием докритических параметров воды, и средства сжатия, предназначенные для создания давления смеси; средства ввода, предназначенные для ввода перерабатываемого материала в реактор; впускную трубу для ввода перерабатываемого материала в реактор, выпускную трубу для отвода из реактора смеси, состоящей из продукта разложения и воды, при этом выпускная труба расположена в определенном месте или местах, отличающихся от места расположения впускной трубы, так, что возможно большое количество мест расположения выпускной трубы.

Кроме того, установка для проведения процесса разложения в воде с докритическими параметрами в соответствии с настоящим изобретением может содержать: реактор вертикального расположения, сконфигурированный для разложения перерабатываемого материала с использованием воды при докритических параметрах; средства нагрева, предназначенные для нагревания смеси, образованной из воды и перерабатываемого материала, и средства сжатия, предназначенные для создания давления смеси, обеспечивающие создание и поддерживание докритических параметров воды; средства ввода, предназначенные для ввода перерабатываемого материала в реактор; впускную трубу для ввода перерабатываемого материала в реактор и выпускную трубу для отвода смеси, состоящей из продукта разложения и воды, из реактора, при этом реактор расположен по существу вертикально, выпускная труба установлена, по меньшей мере, в верхней концевой части или нижней концевой части реактора; при этом создают вынужденное течение введенной исходной смеси перерабатываемого материала и воды с докритическими параметрами, при нахождении воды с докритическими параметрами в установившемся состоянии, в направлении, противоположном направлению перемещения твердого вещества, с образованием в потоке, в направлении вниз по ходу его течения в нижеследующем порядке, по меньшей мере, псевдоожиженного слоя, в котором твердое вещество при взаимодействии с водой с докритическими параметрами распадается на мелкие частицы, которые сжижаются в потоке, и слоя распада вещества в воде с докритическими параметрами, где частицы перерабатываемого материала превращаются в еще более мелкие частицы или полностью превращаются в растворимый материал и перемещаются в потоке с водой, находящейся в докритическом состоянии; в последующем формируется, в зависимости от типа перерабатываемого материала, неподвижный слой, в котором твердое вещество остается в неподвижном состоянии даже при наличии потока, при этом неподвижный слой образуется выше по ходу движения потока от псевдоожиженного слоя; причем положение выпускной трубы регулируется с тем, чтобы отводить слой распада вещества в воде с докритическими параметрами, и регулировать расстояние, которое проходит указанный слой распада вещества в воде с докритическими параметрами.

Предпочтительно, чтобы выпускная труба была расположена в большом количестве мест на боковой стенке реактора вдоль направления течения потока. Выпускная труба может быть выполнена в виде подвижной выпускной трубы, которая может непрерывно перемещаться вдоль направления движения потока.

Реактор вертикального расположения может быть снабжен средствами, с помощью которых внутреннее пространство реактора может быть видимым. Кроме того, предпочтительно, чтобы реактор вертикального расположения представлял собой цилиндрический резервуар, впускная труба была выполнена с круговым сечением, а отношение внутреннего диаметра впускной трубы к внутреннему диаметру цилиндрического реактора вертикального расположения находилось в интервале от 1/5 до 1/15.

Описанная выше установка может содержать большое количество реакторов вертикального расположения.

Кроме того, установка для проведения процесса разложения с использованием воды с докритическими параметрами может содержать трубчатый реактор, предназначенный для проведения вторичной реакции, присоединенный к выпускной трубе указанного реактора вертикального расположения, а отношение внутреннего диаметра трубчатого реактора для проведения вторичной реакции к внутреннему диаметру реактора вертикального расположения, выполненного в виде цилиндрического резервуара, составляет от 1 до 1/5.

Предпочтительно, чтобы установка содержала большое количество трубчатых реакторов для проведения вторичной реакции, при этом указанные трубчатые реакторы были соединены друг с другом последовательно и/или параллельно.

Предпочтительно, чтобы установка была оборудована средствами нагревания или охлаждения для регулирования температуры реакции в трубчатом реакторе, служащем для проведения вторичной реакции.

Реактор вертикального расположения предпочтительно может быть снабжен обратным клапаном, а давление реакции в реакторе вертикального расположения может регулироваться с использованием обратного клапана.

Предпочтительно перед обратным клапаном может быть размещена труба охлаждения.

Способ получения продуктов разложения с использованием воды с докритическими параметрами и установка для проведения процесса разложения с использованием воды докритических параметров в соответствии с настоящим изобретением позволяют свободно по отдельности установить продолжительность реакции для твердого вещества и продолжительность реакции для растворимого материала путем регулирования времени нахождения в реакторе движущегося слоя распада вещества в воде с докритическими параметрами. В результате реакцией разложения перерабатываемого материала можно легко управлять. Помимо того, способ получения продуктов разложения в воде с докритическими параметрами и установка для проведения процесса разложения в воде с докритическими параметрами в соответствии с настоящим изобретением обеспечивают возможность непрерывной переработки исходного материала и, следовательно, приемлемы для проведения крупномасштабных производственных процессов. Кроме того, докритические условия обеспечивают более спокойное протекание реакционных процессов по сравнению со сверхкритическими условиями проведения процесса, что позволяет уменьшить стоимость используемого оборудования. Регулирование времени пребывания слоя распада вещества в воде с докритическими параметрами обеспечивает возможность получения желательных полезных веществ по отдельности с высокими степенями их извлечения.

Наилучший пример осуществления изобретения

Материал, который может быть подвержен переработке путем разложения с использованием способа получения продуктов разложения в воде с докритическими параметрами и установки для проведения процесса обработки путем разложения с использованием воды с докритическими параметрами, соответствующих настоящему изобретению, может включать: природные органические вещества, например продукты животноводства, сельскохозяйственные продукты, морские продукты, древесину и растения, и отходы указанных материалов; пищевые продукты и их отходы; синтетические органические вещества, включающие пластмассы и хлорированные органические соединения, резину, волокна, и их отходы; а также отходы, полученные при очистке бытовых нечистот и сточных вод, включая активный ил и избыточный ил. Подлежащие переработке исходные материалы могут представлять собой один из видов твердого вещества или смеси нескольких видов твердых веществ. Кроме того, в этих материалах может содержаться вода.

Примеры материалов, которые могут быть подвержены переработке, включают в себя также такие материалы, как рыбная подвздошная кость, внутренности кальмара, отходы из внутренностей гребешков и отходы из внутренностей осьминогов; рыбные отходы, в том числе кости, костные части, внутренности; мясные отходы, например мясо, кости, мозг, кожа, внутренности, жир, мясную и костную мука; патогенные прионы, которые извлекают из животных, таких как крупный рогатый скот и свиньи; такие материалы как овощные отходы, сердцевина кукурузного початка, солома; такие материалы как древесина, бамбук, стволы и кожура дерева, опилки и древесные отходы; и такие материалы как активный ил и избыточный ил, и экскременты животных. Если обрабатываемый материал содержит твердое вещество, например кости, то такой обрабатываемый материал обычно измельчают или дробят для обеспечения его соответствия размеру входного отверстия используемой аппаратуры, а также условиям, относящимся к насосу, используемому для создания давления, размерам трубопровода и так далее, или для удовлетворения требованию сокращения времени протекания реакции, с тем, чтобы затем можно было осуществлять процесс разложения этого материала с использованием воды, находящейся в докритическом состоянии.

Необходимо, однако, отметить, что подлежащий переработке материал, используемый при реализации предложенных способа и установки для переработки материала с целью производства продуктов разложения с использованием воды в докритическом состоянии, в соответствии с настоящим изобретением не ограничен материалом, содержащим твердое вещество. Например, перерабатываемым материалом может быть жидкость, которая слабо растворима в воде с докритическими параметрами, образует в воде с докритическими параметрами отдельную фазу, и может осаждаться или подниматься в воде с докритическими параметрами. В соответствии с настоящим изобретением при использовании такой жидкости можно регулировать время реакции для жидкости и время реакции для продуктов, полученных при разложении этой жидкости, в воде с докритическими параметрами. Кроме того, с помощью способа или установки согласно настоящему изобретению становится возможным выбрать соответствующие условия проведения реакции разложения с использованием воды в докритическом состоянии для перерабатываемого