專利名稱：化學(xué)分離與反應(yīng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)分離，將各揮發(fā)性物質(zhì)彼此分離以及用于進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備，特別是涉及一種利用在一旋轉(zhuǎn)容器中的高于環(huán)境的溫度和超過(guò)一英寸汞柱真空的組合而完成這些功能的設(shè)備，所述容器裝有或不裝有現(xiàn)有氣體和蒸氣必須通過(guò)的一個(gè)內(nèi)部過(guò)濾器。由于本發(fā)明所提供的緊湊性，本設(shè)備還可以被構(gòu)形成以一種獨(dú)立的移動(dòng)方式操作。
為了將揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)分離，曾經(jīng)使用并繼續(xù)使用各種熱處理系統(tǒng)。例如，常常使用熱解吸附裝置從土壤和其它固體中去掉像水銀和揮發(fā)性有機(jī)物這樣的物質(zhì)。這些先有技術(shù)的系統(tǒng)采用了加熱的旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)容器，它們?cè)趶脑谛D(zhuǎn)系統(tǒng)中低于1英寸汞柱的少量真空至在不旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中超過(guò)28英寸汞柱的高真空的條件下操作。在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中所用的少量真空為的是防止受環(huán)境限制的物質(zhì)泄漏出干鎦釜和廢氣處理系統(tǒng)外面，而在不旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的高真空則用于縮短處理時(shí)間。雖然該技術(shù)是眾所周知的，但是它有若干要用本發(fā)明克服的缺點(diǎn)和限制。
首先，在現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，與系統(tǒng)的處理率相比，要求在將經(jīng)過(guò)處理的氣體排放到大氣中以前去掉已污染的顆粒和經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的化學(xué)品的廢氣處理裝置是非常大而且昂貴的。由于越來(lái)越嚴(yán)格的空氣排放限制和保護(hù)人類健康和環(huán)境的需要，這些廢氣處理系統(tǒng)將持續(xù)變得越來(lái)越復(fù)雜和費(fèi)錢。主要原因之一是，與現(xiàn)有技術(shù)的熱裝置相聯(lián)的廢氣處理系統(tǒng)之所以如此大和昂貴是由于在操作時(shí)要運(yùn)送大量的被污染的顆粒以及從干鎦釜中排出的燃燒氣體，尾氣和/或漏出的氣體。為了減少?gòu)U氣處理系統(tǒng)的尺寸和復(fù)雜性，采用了間接點(diǎn)火的蒸鎦容器。
通常對(duì)干鎦釜的外面加熱或用干鎦釜內(nèi)的電阻加熱器加熱。這些系統(tǒng)減少了顆粒量并且排除了干鎦釜中存在的燃燒氣體。但是，現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)不能消除從干鎦釜中運(yùn)出顆粒，它們?nèi)匀恍枰喈?dāng)大量的尾氣將蒸發(fā)的化學(xué)品移出干鎦釜。因此，即使是一種改進(jìn)，現(xiàn)有技術(shù)的間接點(diǎn)火的干鎦釜仍然需要比較大和昂貴的廢氣處理系統(tǒng)。
不過(guò)，在本發(fā)明中，將范圍從1至29+英寸汞柱的相當(dāng)大的真空與一內(nèi)過(guò)濾器組合，可在實(shí)際上消除顆粒的搬運(yùn)，并使將蒸發(fā)的化學(xué)品從干鎦釜中去掉所必需的洗選氣體減至最少。本發(fā)明的相當(dāng)大的真空具備至少下列兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。其一，它使細(xì)顆粒在干鎦釜中的懸浮為最少，從而使加到內(nèi)部過(guò)濾器上的灰塵為最少；其二，它建立一壓力梯度，以有助于氣體擴(kuò)散到干鎦釜外面。由此，可以將從干鎦釜中排出的顆粒量和洗選氣體減少到能達(dá)到的實(shí)際最低水平。大大地減少?gòu)U氣處理設(shè)備的尺寸，復(fù)雜性和成本是遠(yuǎn)勝于現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)的改進(jìn)。
此外，有許多情況，其中，要分離的基體和/或物質(zhì)的一種或一種以上的組分都是熱敏性的。也就是說(shuō)，一種或更多的物質(zhì)分解成有害的物質(zhì)，和/或一種或更多的基體組分的組織以一種不利地影響后續(xù)的處理或再使用的方式被改變。采用熱與真空的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)可以用于這些狀況。采用真空降低了物質(zhì)的沸點(diǎn)，同時(shí)，根據(jù)所涉及的物質(zhì)，可以允許化學(xué)品在較低的臨界溫度下分離。但是，采用高于環(huán)境的溫度和相當(dāng)大的真空的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)并不旋轉(zhuǎn)，因而是需要長(zhǎng)的處理時(shí)間的小分選系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)不與高溫和相當(dāng)大的真空配合而采用旋轉(zhuǎn)是因?yàn)?，在這些條件下難于密封一熱的旋轉(zhuǎn)容器。不合適的密封使其量不受控制的空氣流入干鎦釜，造成顆粒的運(yùn)出并且加大廢氣處理要求。為了克服現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的低處理率，本發(fā)明采用了加熱的、在相當(dāng)大的真空下操作的旋轉(zhuǎn)容器。
旋轉(zhuǎn)通過(guò)提高向處理材料的傳熱、極大地減少已揮發(fā)的物質(zhì)跑出干鎦釜必須行經(jīng)的路徑長(zhǎng)度、以及最大地減少已揮發(fā)物質(zhì)與顆粒在排出干鎦釜之前由其間的沖擊而引起的干涉提高了處理率。本發(fā)明通過(guò)使用特別設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)套筒和外部安裝的密封構(gòu)形而克服了在相當(dāng)大的真空下密封加熱的旋轉(zhuǎn)容器的問(wèn)題，該外部安裝的密封構(gòu)件使密封易于冷卻和保持在低于密封的最大操作溫度的溫度下。
與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的另一問(wèn)題為，可用于建造干鎦釜的普通材料限制了間接點(diǎn)火裝置的最大操作溫度。因此，其沸點(diǎn)高于這些溫度限的物質(zhì)不能在這些裝置中迅速地?fù)]發(fā)，而是必須采用其內(nèi)部襯有昂貴的耐火材料的加熱裝置處理。但是，在本發(fā)明中，在旋轉(zhuǎn)容器中采用高的真空將物質(zhì)的沸點(diǎn)降低多達(dá)幾百華氏度。這一改進(jìn)允許本發(fā)明以比采用現(xiàn)有技術(shù)時(shí)低的成本揮發(fā)具有高沸點(diǎn)的材料。
最后，污染地點(diǎn)的凈化水平常常由現(xiàn)有最好的顯示技術(shù)確定。通常，如果從保護(hù)人類健康和環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)不能用就地處理達(dá)到可接受的凈化水平，則必須將被污染的材料挖出并運(yùn)送到被處理和掩埋的地點(diǎn)。其它技術(shù)不能使經(jīng)處理的材料的污染達(dá)到可接受的低殘余水平的原因常常是由于不能在材料顆粒內(nèi)從深處將污染物去掉。過(guò)了一些時(shí)候，可以發(fā)現(xiàn)“潔凈”地點(diǎn)被污染，這是因?yàn)樵诮?jīng)過(guò)處理的材料中的化學(xué)品已經(jīng)遷移到材料顆粒的表面并再次在分析試驗(yàn)中被測(cè)出。在本發(fā)明中采用高真空提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即加速整個(gè)分離過(guò)程并最大限度地加大揮發(fā)性化合物從固體內(nèi)部擴(kuò)散到其迅速蒸發(fā)并從干鎦釜中排出的表面上。通過(guò)加大顆粒中心與顆粒表面之間的壓力梯度，可使擴(kuò)散成為最大。與顆粒表面的非常低的壓力相比，顆粒內(nèi)的污染物質(zhì)蒸發(fā)，在顆粒內(nèi)部產(chǎn)生比較高的壓力。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了這樣的目標(biāo)，即通過(guò)有效地在固體基體中從深處去掉污染物質(zhì)而產(chǎn)生可達(dá)到的最低殘余污染水平。
用于處理材料的先有技術(shù)方法和設(shè)備已在美國(guó)專利No.4,268,306、5,183,499、5,244,492和5,300,137中公開(kāi)。
本發(fā)明通過(guò)提供一種能被構(gòu)形成用于移動(dòng)操作的設(shè)備提供了一種用于將揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)分離，將各揮發(fā)性物質(zhì)彼此分離以及用于進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備，該設(shè)備利用在一旋轉(zhuǎn)的容器中采用高于環(huán)境的溫度和大于或等于大約一英寸汞柱的真空。此設(shè)備將顆粒和洗選氣體減少至可忽略不計(jì)的量，從而大大地降低了對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的大而且昂貴的廢氣處理系統(tǒng)的需求。本設(shè)備通過(guò)使用大于或等于約一英寸汞柱的真空和一設(shè)計(jì)獨(dú)特的、與一內(nèi)過(guò)濾器組合的可旋轉(zhuǎn)的密封與密封裝置來(lái)達(dá)到這一目的，所述的內(nèi)過(guò)濾器有效地消除了顆粒逸出干鎦釜。
本發(fā)明將大于或等于約一英寸汞柱的真空與一外部或內(nèi)部的加熱旋轉(zhuǎn)干鎦釜組合并產(chǎn)生一種設(shè)備，該設(shè)備真正地消除了顆粒的帶出并使進(jìn)入干鎦釜因而進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)中的有害氣體為最少，所述干鎦釜通過(guò)使用一內(nèi)過(guò)濾器和密封裝置防止空氣泄漏入干鎦釜中。此外，本發(fā)明的真空降低了許多揮發(fā)性化合物的沸點(diǎn)，因而能有效地處理那些通常用流行的現(xiàn)有技術(shù)的間接點(diǎn)火熱解吸附裝置不能處理的物質(zhì)。
重要的是，通過(guò)將大于或等于約一英寸汞柱的真空、低的洗選氣體體積和一內(nèi)過(guò)濾器與一種傳統(tǒng)的防阻塞逆吹系統(tǒng)組合，就可真正地消除顆粒運(yùn)出。這一組合還可以最大限度地提高處理率。真空通過(guò)在顆粒的中心和表面之間建立一壓力梯度而加速在像土壤顆粒這樣的材料內(nèi)的化合物的揮發(fā)率。這樣，污染物質(zhì)就更快地從被污染的物質(zhì)內(nèi)部擴(kuò)散出。
為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在聯(lián)系附圖作出下列說(shuō)明。在附圖中

圖1是表示本發(fā)明設(shè)備的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；圖2是本發(fā)明設(shè)備的密封部件的一個(gè)實(shí)施例的縱向剖視圖；圖3是本發(fā)明的干鎦釜的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的縱向剖視圖。
現(xiàn)在翻至圖1，在該圖中公開(kāi)了本發(fā)明的整個(gè)設(shè)備10。被處理的材料20可用任何合適的進(jìn)給機(jī)構(gòu)將其送入干鎦釜40中。如果需要的話，材料20也可以用任何數(shù)量的傳統(tǒng)方法如破碎、分級(jí)、篩選、加入化學(xué)品和/或其它添加劑或切碎進(jìn)行制備，由此制備出材料20并將其尺寸減小至能經(jīng)過(guò)設(shè)備10的第一套筒30送入并被處理的合適尺寸。當(dāng)材料20經(jīng)過(guò)第一套筒30輸入時(shí)，它被送入旋轉(zhuǎn)式真空熱處理容器(干鎦釜)40中。可以用包括一螺旋泵的任何合適的機(jī)構(gòu)或其它任何運(yùn)輸方法通過(guò)套筒30將材料20送入干鎦釜40。例如，為了裝載較大的材料20，如金屬管，普通的進(jìn)給裝置可以由一裝載口代替，它允許將較大塊的材料20放入干鎦釜中。材料20也可以堆放在干鎦釜40中。
可以注意到有一隔熱的火箱50包圍干鎦釜40?；鹣?0可以用任何能支持隔熱的合適材料建造。在一個(gè)實(shí)施例中，在火箱50與干鎦釜40的壁之間有一包層隔熱材料60。干鎦釜40可以用任何能耐高溫和真空的材料建造。干鎦釜40最好用能耐1100℃的高溫和29+英寸汞柱的真空的材料建造。干鎦釜40最好有一個(gè)與干鎦釜40配合使用的內(nèi)過(guò)濾器70，以防止顆粒進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)。過(guò)濾器70(在至少一個(gè)實(shí)施例中)被做成一個(gè)或更多個(gè)燒結(jié)金屬圓筒的形式，它配有一位于干鎦釜40內(nèi)的傳統(tǒng)逆吹系統(tǒng)(未示出)。設(shè)備10也可以根據(jù)所處理的材料和干鎦釜40的操作參數(shù)不設(shè)置內(nèi)過(guò)濾器70。
在操作時(shí)，已經(jīng)揮發(fā)的材料通過(guò)一導(dǎo)管80并經(jīng)過(guò)套筒90排出干鎦釜40。套筒90在靜止的廢氣管和旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)管80之間有一密封100，它使真空得以保持。已經(jīng)揮發(fā)的材料一旦從干鎦釜中排出，就被通至任意數(shù)量的合適的廢氣處理系統(tǒng)110，用于進(jìn)一步處理或排放至大氣中。在使用時(shí)采用一真空泵120保持干鎦釜40中的恰當(dāng)?shù)恼婵?。根?jù)真空泵的位置，廢氣處理可以在環(huán)境壓力或真空下進(jìn)行。
在操作時(shí)，通過(guò)采用火箱50和隔熱材料60將來(lái)自一熱源130的熱間接地作用在干鎦釜40上。熱源130可以是任何一種傳統(tǒng)型的熱源，并可以采用任何一種能產(chǎn)生合適的溫度的傳統(tǒng)燃料和任何必需的進(jìn)入干鎦釜40中的傳熱。例如，熱源130可以是來(lái)自燃燒的礦物燃料、電阻加熱器、紅外線加熱器和微波加熱器或任何數(shù)量的傳統(tǒng)裝置的熱。另一種方案為，可以將電阻加熱器，紅外線加熱器或微波加熱器裝在干鎦釜40里面，并且干鎦釜不加襯里或在里面用耐火材料做襯里或在外面用能耐高溫的材料隔熱。在操作設(shè)備10的所有時(shí)間內(nèi)，最好用真空泵120在干鎦釜40內(nèi)建立并維持一由1至29+英寸汞柱的真空。
在設(shè)備10中經(jīng)過(guò)處理以后，已經(jīng)揮發(fā)的氣態(tài)材料可以經(jīng)過(guò)包括傳統(tǒng)的分離器、氣/氣相反應(yīng)器、冷凝器、洗滌器、吸收/吸附床、催化反應(yīng)器在內(nèi)的許多種廢氣處理系統(tǒng)110并直接釋放到大氣中。
現(xiàn)在參看圖2，在該圖中進(jìn)一步描述了與本發(fā)明一起使用的套筒90的一優(yōu)選實(shí)施例。要注意，已經(jīng)蒸發(fā)的氣態(tài)材料在其從干鎦釜40排出時(shí)穿過(guò)導(dǎo)管80進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)110。已經(jīng)蒸發(fā)的氣態(tài)材料流經(jīng)過(guò)濾器70。導(dǎo)管80也與旋轉(zhuǎn)的真空密封110和外部的不旋轉(zhuǎn)的管接頭140相連。
在圖2中還示出了清洗氣體或處理氣體流控制裝置150。采用可以為空氣的清洗氣體160執(zhí)行兩個(gè)功能第一，它協(xié)助保持外套筒90的溫度，使之接近周圍空氣的溫度。第二，它協(xié)助防止處理的廢氣進(jìn)入，進(jìn)而防止冷凝的污染物質(zhì)堆積在套筒90里面。此外，由清洗氣體產(chǎn)生的非常小的壓力梯度有助于防止顆粒進(jìn)入套筒90。
重要的是，密封的設(shè)計(jì)還減少了為協(xié)助已揮發(fā)的氣態(tài)物質(zhì)移出干鎦釜40而需要的清洗氣體的量。此外，高真空提高了氣體和蒸氣從干鎦釜40內(nèi)的高濃度區(qū)擴(kuò)散至廢氣處理系統(tǒng)110中的低濃度區(qū)的擴(kuò)散率。
采用密封100使旋轉(zhuǎn)的干鎦釜40可以在高溫下被恰當(dāng)?shù)孛芊?，即使干鎦釜40的尺寸由于膨脹而不斷變化。重要的是，由于本發(fā)明的管路系統(tǒng)中的清洗氣體和旋轉(zhuǎn)管有能力保持密封100與干鎦釜40的接口冷卻，因此可以采用市場(chǎng)上可得到的彈膠體密封件?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)之一是，多數(shù)傳統(tǒng)的密封只能承受高至300～400°F左右的溫度，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于在干鎦釜40內(nèi)產(chǎn)生的1600～1900°F的溫度。雖然目前已經(jīng)研制出高溫密封件，但是它們要比本發(fā)明中所用的密封貴得多。
此外，注意到有熱塞子170，它們有助于在干鎦釜40與套筒90之間和在套筒140與廢氣處理系統(tǒng)110之間維持溫度差。
現(xiàn)在參看圖3，在設(shè)備10的一個(gè)實(shí)施例中，干鎦釜40是一個(gè)圓筒形的容器，它有內(nèi)螺旋片或螺旋和提升器180。與干鎦釜40一起使用的還有支承滾子190，因而它可以在火箱50中容易地旋轉(zhuǎn)。一旦已經(jīng)由真空泵120建立起真空，干鎦釜40就由一合適的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)(未示出)旋轉(zhuǎn)。沿干鎦釜40的內(nèi)壁放置螺旋片和提升器180的作用為加強(qiáng)從干鎦釜40至被處理的材料20的傳熱。干鎦釜40的旋轉(zhuǎn)和采用螺旋片與提升器180還通過(guò)引起材料的崩落和/或滾動(dòng)而加大曝露在真空中的材料20的表面積，從而使蒸氣和氣體排出干鎦器40所需要的路徑長(zhǎng)度為最小，并使在蒸氣跑出干鎦釜的運(yùn)動(dòng)中由蒸氣分子與顆粒之間的相互作用而產(chǎn)生的干涉為最小。
采用螺旋片和提升器180還允許干鎦釜40裝至一比傳統(tǒng)的干鎦釜更大的床深，從而提高產(chǎn)量。已經(jīng)揮發(fā)的物質(zhì)迅速地從干鎦釜40中去掉使在干鎦釜40中產(chǎn)生的熱分解度為最小，導(dǎo)致較明確的廢氣流并使廢氣處理系統(tǒng)110的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單。
在干鎦釜40內(nèi)可以采用鏈、鋼球或其它裝置，以進(jìn)一步減小在處理時(shí)的顆粒尺寸。干鎦釜40的內(nèi)部最好包含一能在于干鎦釜40內(nèi)建立的條件下連續(xù)使用的燒結(jié)金屬過(guò)濾器70。所有的從干鎦釜40出去的氣體都經(jīng)過(guò)過(guò)濾器70，其作用為防止顆粒進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)110。通常，將過(guò)濾器70共軸線地或偏置地裝在干鎦釜40的上三分之一處并可在干鎦釜內(nèi)旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)。
要注意，裝置10可以放在拖車或機(jī)動(dòng)有軌車上，或者空載并組裝在要處理材料的任何地方。雖然在本專利中所描述的處理是一種分批處理，但它也可以按連續(xù)供料的模式使用。此外，也可以通過(guò)使用設(shè)備10進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以在干鎦釜40內(nèi)建立必需的熱與氣壓條件。
還有，本發(fā)明的設(shè)備10對(duì)通過(guò)使用干鎦釜40去掉自由水和結(jié)合水、從像有機(jī)離子交換樹(shù)酯這樣的放射性非揮發(fā)性物質(zhì)中和放射性金屬同位素中分離非放射性揮發(fā)性物質(zhì)，以及將非放射性固體分解成一種或更多種氣體，例如將用在核反應(yīng)堆廢水處理中的非放射性碳酸鈣轉(zhuǎn)變成氧化鈣和二氧化碳而減少放射性材料的體積是特別有用的。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)很清楚地理解，它只是作為說(shuō)明性的和示例性的，不能被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明的精神與范圍只由所附權(quán)利要求書來(lái)限制。
權(quán)利要求
1.一種用于將揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)分離和將各揮發(fā)性物質(zhì)彼此分離的化學(xué)處理及反應(yīng)設(shè)備，包括一外殼；一可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在外殼內(nèi)的真空熱處理容器；一與容器的至少一端連接的可旋轉(zhuǎn)的套筒和密封裝置；用于將被處理的材料送入容器中的裝置；一設(shè)置在容器內(nèi)的內(nèi)過(guò)濾器；用于將揮發(fā)性物質(zhì)輸出附著內(nèi)過(guò)濾器的容器的裝置；用于旋轉(zhuǎn)容器的裝置；用于冷卻可旋轉(zhuǎn)的套筒和密封裝置的裝置；用于在容器內(nèi)建立和維持在1至29英寸汞柱之間的真空壓力，從而在操作設(shè)備時(shí)降低揮發(fā)性物質(zhì)的沸點(diǎn)的裝置；以及用于將容器加熱至足以蒸發(fā)揮發(fā)性物質(zhì)的溫度的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括多個(gè)與容器兩端相連的熱塞子，它們用于協(xié)助防止冷凝物堆積，并協(xié)助在容器和可旋轉(zhuǎn)的套筒與密封裝置之間維持溫度差。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，用于將被處理的材料輸入容器的裝置是一傳統(tǒng)的螺旋加料器。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，內(nèi)過(guò)濾器是一燒結(jié)金屬過(guò)濾器。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括多個(gè)在容器內(nèi)部的提升機(jī)構(gòu)，用于加強(qiáng)從容器壁至被處理的材料的傳熱，并用于通過(guò)引起物質(zhì)的崩落和滾動(dòng)加大曝露在真空中的被處理的材料的表面積。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，用于輸送揮發(fā)性物質(zhì)的裝置還包括一固定在可旋轉(zhuǎn)的套筒和密封裝置上的導(dǎo)管和一外部管接頭。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一廢氣處理系統(tǒng)，它可操作地與用于將揮發(fā)性物質(zhì)送出容器的裝置相連。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，用于加熱容器的裝置產(chǎn)生可高達(dá)1100℃的熱。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一設(shè)置在外殼與容器之間的隔熱包層。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為，用于冷卻的裝置包括一與可旋轉(zhuǎn)的套筒和密封裝置相連的清洗氣體流控制裝置，它用于使清洗氣體流入容器，將可旋轉(zhuǎn)的套筒和密封裝置的溫度保持成接近環(huán)境空氣的溫度，并用于防止處理廢氣進(jìn)入，這樣可防止污染物質(zhì)的冷凝物在可旋轉(zhuǎn)的套筒與密封裝置內(nèi)聚集。
11.一種用于處理材料以將揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)分離和將各揮發(fā)性物質(zhì)彼此分離的設(shè)備，包括一外殼；一可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在外殼內(nèi)的真空熱處理容器，該容器可繞一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；一用于接收被處理的材料的第一套筒，該第一套筒可繞上述軸線旋轉(zhuǎn)并穿過(guò)外殼從容器向外伸出；一可繞上述軸線旋轉(zhuǎn)并穿過(guò)外殼從容器向外伸出的第二套筒，它位于與第一套筒相對(duì)的端部上；一可旋轉(zhuǎn)的真空密封，它在從容器向外延伸的一端上與第二套筒相連；用于在外殼內(nèi)使容器繞軸線旋轉(zhuǎn)的裝置；一用于將揮發(fā)性物質(zhì)送出容器的排氣導(dǎo)管，該排氣導(dǎo)管從容器內(nèi)部穿過(guò)第二套筒沿軸線向外延伸；一真空泵，它可操作地與排氣導(dǎo)管相聯(lián)，用于在容器內(nèi)產(chǎn)生一在1～29英寸汞柱之間的真空壓力，從而降低揮發(fā)性物質(zhì)的沸點(diǎn)；用于將容器加熱至足以使材料中的揮發(fā)性物質(zhì)蒸發(fā)的溫度的裝置；以及，用于冷卻第二套筒和可旋轉(zhuǎn)的真空密封的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一設(shè)置在容器內(nèi)并與排氣導(dǎo)管相連的過(guò)濾器。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括至少一個(gè)牢固地裝在容器內(nèi)的提升機(jī)構(gòu)，用于加強(qiáng)從容器至材料的傳熱并用于攪動(dòng)材料，以便加強(qiáng)處理。
14.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征為，用于冷卻的裝置包括一與在容器和可旋轉(zhuǎn)的真空密封之間的第二套筒連接的清洗氣體流控制裝置，它用于使清洗氣體流穿過(guò)第二套筒流入容器，從而使第二套筒的熱膨脹減為最小，以致可旋轉(zhuǎn)的真空密封能保持合適的密封。
15.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括設(shè)置在容器與外殼之間的支承滾子。
16.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一在從容器向外伸出的端部上與第一套筒相連的可旋轉(zhuǎn)的真空密封。
17.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一與排氣導(dǎo)管可操作地相連的廢氣處理系統(tǒng)。
18.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征為，用于加熱容器的裝置產(chǎn)生可高達(dá)1100℃的熱。
19.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括設(shè)置在第二套筒內(nèi)、位于容器與可旋轉(zhuǎn)的真空密封之間的熱填料，用于在容器與可旋轉(zhuǎn)的真空密封之間提供一熱密封。
20.一種用于處理材料以將揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)分離，并將各揮發(fā)性物質(zhì)彼此分離的設(shè)備，包括一外殼；一可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在外殼內(nèi)的真空熱處理容器，該容器可繞一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；一用于接收被處理的材料的第一套筒，該第一套筒可繞上述軸線旋轉(zhuǎn)并穿過(guò)外殼從容器向外延伸；一可繞上述軸線旋轉(zhuǎn)并穿過(guò)外殼從容器向外延伸的第二套筒，它位于與第一套筒相對(duì)的端部上；一可旋轉(zhuǎn)的真空密封，它在從容器向外延伸的端部上固定在第二套筒上；用于在外殼中使容器繞軸線旋轉(zhuǎn)的裝置；一用于將揮發(fā)性物質(zhì)送出容器的排氣導(dǎo)管，該排氣導(dǎo)管從容器內(nèi)部穿過(guò)第二套筒沿軸線向外延伸；一真空泵，它可操作地與排氣導(dǎo)管相連，用于在容器內(nèi)產(chǎn)生一在1至29英寸汞柱之間的真空壓力，從而降低揮發(fā)性物質(zhì)的沸點(diǎn)；用于將容器加熱至大約500～1100℃的裝置；以及，用于冷卻第二套筒和可旋轉(zhuǎn)的真空密封的裝置。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于將揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)分離,將各揮發(fā)性物質(zhì)彼此分離,和用于進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備,尤其是涉及這樣一種設(shè)備,它在執(zhí)行這些功能時(shí)采用在一旋轉(zhuǎn)的容器中將高于環(huán)境的溫度與高于一英寸汞柱的真空組合,該容器裝有或不裝設(shè)一內(nèi)過(guò)濾器,排出的氣體和蒸氣必須通過(guò)該過(guò)濾器。由于本發(fā)明所提供的緊湊性,該設(shè)備也可以被構(gòu)形成以獨(dú)立的移動(dòng)方式操作。
文檔編號(hào)B01J19/20GK1202841SQ96198576
公開(kāi)日1998年12月23日 申請(qǐng)日期1996年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月18日
發(fā)明者蘭迪·奧鮑, 格雷戈里·G·霍克 申請(qǐng)人:謝普拉蒂尼公司