МИКРОВОЛНОВАЯ ОБРАБОТКА СЫРЬЯ, ТАКОГО КАК ВСПУЧИВАЮЩИЙСЯ ВЕРМИКУЛИТ И ДРУГИЕ МИНЕРАЛЫ, И ОБРАБОТКА ЗАГРЯЗНЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Способ вспучивания минерального материала, содержащего межслойную воду между слоями минерала, из гидратированного, невспученного состояния до менее гидратированного вспученного состояния, в котором нагревают межслойную воду в минерале до такой температуры, чтобы вода вызывала вспучивание минерала, путем микроволновой обработки минерала, причем микроволновое излучение характеризуется:
(i) частотой от 1 МГц до 3 ГГц и
6
3
(ii) удельной мощностью, по меньшей мере, 1×10 Вт/м в водной фазе.
2. Способ по п.1, примененный для расслаивания вермикулита.
3. Способ по п.1 или 2, в котором минерал перемещают мимо или сквозь зону микроволнового нагревания/вспучивания материала.
4. Способ по п.3, в котором минерал перемещают мимо или сквозь указанную зону, вообще, горизонтально и/или на ленточном конвейере.
5. Способ по п.1, в котором микроволновое излучение, по существу, ограничивают пределами волновода микроволнового излучения, при этом минерал перемещают сквозь микроволновое устройство, соединенное с волноводом.
6. Способ по п.5, включающий наличие более одной зоны микроволнового нагревания и, по существу, предотвращающий передачу мощности из одной зоны в другую посредством использования фильтра или дросселя, расположенного между этими зонами микроволнового нагревания.
7. Способ по п.1, в котором обеспечивают создание слоя части минерала и приложение энергии микроволнового излучения из-под слоя.
8. Способ по п.7, в котором вспученные частицы минерала поднимаются в верхнюю часть слоя частиц, удаляясь от точки приложения энергии микроволнового излучения, при этом невспученные или менее вспученные более плотные частицы проваливаются в нижнюю часть слоя, приближаясь к точке приложения энергии микроволнового излучения.
9. Способ по п.8, в котором воздействуют на минерал мощностью, по меньшей мере, 1, 5, 10, 20, 30 или более кВт.
10. Способ по п.2, включающий производство, по меньшей мере, 50, 100, 200 или 300 или более кг/ч вспученного вермикулита.
11. Способ по п.1, в котором масса насыпного материала, по существу, проницаема для микроволнового излучения используемой частоты.
12. Способ по п.1, в котором воздействие микроволновым излучением осуществляют в зоне нагревания, и в котором пыль удаляют в зоне нагревания при помощи устройства пылеотделения.
13. Способ по п.1, в котором масса производимого вспученного минерала имеет температуру порядка или менее, чем 150°С во время вспучивания.
14. Способ по п.1, в котором вспученный минерал направляют непосредственно после вспучивания на упаковку без выдерживания в течение значительного времени для охлаждения между этими операциями.
15. Способ по п.1, включающий наличие слоя частиц минерала, по большей части, с однородной толщиной, по меньшей мере, 5 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 10 мм или, по меньшей мере, 20 мм во время осуществления воздействия микроволновым излучением на эти частицы.
16. Способ по п.1, в котором зона микроволнового нагревания простирается, по существу, по всей ширине ленты конвейера, и максимальная плотность энергии микроволнового излучения и/или кумулятивная энергия микроволнового излучения, воздействующая на частицы минерала по мере их прохождения через зону нагревания, является однородной в пределах 20% по ширине ленты.
17. Способ по п.1, который осуществляют передвижным вспучивателем минерала, необязательно, размещенным в или на колесном или гусеничном транспортном средстве.
6
3
18. Способ по п.1, в котором микроволновое устройство характеризуется частотой около 2,45 ГГц, мощностью около 15 кВт и удельной мощностью около 1×10 Вт/м.
6
3
19. Способ по п.1, в котором микроволновое устройство характеризуется частотой около 2,45 ГГц, мощностью около 30 кВт и удельной мощностью около 1×10 Вт/м.
6
3
20. Способ по п.1, в котором микроволновое устройство характеризуется частотой около 900 МГц, мощностью около 75-100 кВт и удельной мощностью около 1×10 Вт/м.
6
3
21. Способ по п.1, в котором микроволновое устройство характеризуется частотой около 900 МГц, мощностью около 150 кВт и удельной мощностью около 1×10 Вт/м.
6
3
22. Микроволновой вспучиватель частиц, предназначенный для вспучивания частиц при помощи микроволнового излучения, включающий зону приема частиц и микроволновой генератор, причем микроволновой генератор выполнен с возможностью генерирования в зоне приема частиц микроволнового излучения с длиной волны, обеспечивающей возбуждение воды и, в ходе эксплуатации, создание поля микроволнового излучения с удельной мощностью, по меньшей мере, 1×10 Вт/м.
23. Вспучиватель по п.22, в котором микроволновой генератор выполнен с возможностью генерирования микроволнового излучения мощностью, по меньшей мере, 1, 5, 10, 20, 30 или более кВт.
24. Вспучиватель по п.22 или 23, дополнительно содержащий систему транспортировки частиц для перемещения подлежащих вспучиванию частиц мимо микроволнового генератора, причем система транспортировки частиц, необязательно, включает ленточный конвейер.
25. Вспучиватель по п.24, дополнительно содержащий станцию подачи частиц, пригодную для подачи подлежащих вспучиванию частиц в систему транспортировки частиц.
26. Вспучиватель по п.24, дополнительно содержащий станцию упаковки, пригодную для упаковки вспученных частиц, когда они покидают систему транспортировки частиц.
27. Вспучиватель по п.24, в котором система транспортировки частиц включает ленточный конвейер, имеющий основание и боковые стенки, проходящие от основания вверх и образующие лоток.
28. Вспучиватель по п.27, в котором высота боковых стенок составляет, по меньшей мере, 5, 10, 20, 25, 30, 40, 50 или более см.
29. Вспучиватель по п.22, в котором микроволновой генератор расположен под зоной приема частиц.
30. Вспучиватель по п.22, в котором в зоне приема частиц расположено устройство пылеотделения, функционирующего в зоне приема частиц.
31. Вспучиватель по п.27, установленный в или на колесном или гусеничном транспортном средстве.
32. Способ микроволновой обработки сырья, в котором воздействуют микроволновым излучением на сырье снизу.
7
-3
33. Способ по п.32, в котором осуществляют воздействие микроволновым излучением частотой около 2,45 ГГц при удельной мощности порядка 10 Вт/м.
7
-3
34. Способ по п.32 или 33, в котором осуществляют воздействие микроволновым излучением для достижения удельной мощности, по меньшей мере, 9, предпочтительно, по меньшей мере 10, более предпочтительно, по меньшей мере 11×10Вт/м.
35. Способ по п.32, используемый для отделения углеводородов от содержащей углеводороды материнской породы, предпочтительно, для обработки одного или более из: нефтезагрязненной выбуренной породы, загрязненных почв и побочных продуктов животноводства.
36. Способ микроволновой обработки исходного материала в полости микроволновой обработки, в котором регулируют водосодержание исходного материала и, необязательно или предпочтительно, включающий следующие стадии, на которых осуществляют:
измерение водосодержания загрязненного углеводородами материала и
добавление к загрязненному углеводородами материалу материала с известным водосодержанием, так, чтобы полученный исходный материал имел регулируемое водосодержание; или
микроволновое устройство, включающее полость микроволновой обработки и устройство загрузки материала, пригодное для регулирования водосодержания исходного материала.
37. Способ добычи нефти или газа, в котором обеспечивают нахождение месторождения или полости, заполненной нефтью или газом, путем разведочного бурения с использованием буровой платформы и последующее извлечение нефти или газа из месторождения или полости, причем разведочное бурение включает бурение с буровым раствором на нефтяной основе и обработку нефтезагрязненной выбуренной породы на месте, на буровой платформе, при помощи способа по любому из пп.32-35.
38. Способ уменьшения содержания углеводородов в загрязненной углеводородами материнской породе, включающий стадии, на которых осуществляют:
регулирование диэлектрических свойств исходного материала, содержащего загрязненную углеводородами материнскую породу;
непрерывную подачу исходного материала в полость обработки;
воздействие на исходный материал в зоне обработки полости обработки микроволновым излучением, пригодным для быстрого нагревания, по меньшей мере, части воды, содержащейся в исходном материале, с образованием пара, причем быстрое образование пара вызывает термодесорбцию, по меньшей мере, части содержащихся в материнской породе углеводородов; и
непрерывное отведение обработанной материнской породы из полости обработки, причем воздействие микроволновым излучением осуществляют в соответствии с любым из пп.32-35.
39. Способ по п.38, в котором регулирование диэлектрических свойств включает регулирование водосодержания и, необязательно или предпочтительно, дополнительно включает стадию измерения, по меньшей мере, одного из следующих параметров: водосодержание и средний размер частиц исходного материала, и дополнительно, необязательно или предпочтительно, включает стадию изменения измеренного водосодержания и/или размера частиц; или
установку микроволновой обработки с непрерывной подачей исходного материала в зону обработки и непрерывным отведением из зоны обработки и системой удаления паров, пригодной для удаления паров, образующихся в ходе обработки материала в зоне обработки; или
9
3
установку микроволновой обработки с расходом исходного материала, по меньшей мере, 50 кг/ч и удельной мощностью, по меньшей мере, 10 Вт/м в нагретой фазе материала в зоне обработки материала; или
установку микроволновой обработки с непрерывно загружаемым туннелем микроволновой обработки высотой, по меньшей мере, 100 мм и шириной, по меньшей мере, 100 мм.
40. Устройство микроволновой обработки для обработки сырья, содержащее зону обработки, в которой осуществляется обработка сырья микроволновым излучением, и входное отверстие для микроволнового излучения или генератор, расположенный в зоне обработки под сырьем так, что он осуществляет облучение сырья снизу, причем устройство, предпочтительно, содержит туннельный микроволной генератор.
41. Устройство по п.40, дополнительно содержащее конвейер для сырья, такой как ленточный конвейер, который в ходе эксплуатации перемещает сырье через зону обработки.
7
-3
7
-3
42. Устройство по п.40 или 41, в котором микроволновой туннель шириной 10 см (±, примерно, 10%) и высотой 10 см (±, примерно, 10%) в ходе эксплуатации находится под управлением устройства управления так, что слой сырья имеет толщину около 4 см, при этом микроволновое излучение характеризуется частотой около 2,45 ГГц, удельной мощностью, по меньшей мере, 10 Вт/м, необязательно, по меньшей мере, 9×10 Вт/м.
43. Применение микроволнового генератора под подлежащим обработке микроволновым излучением этого генератора сырьем для того, чтобы микроволновая обработка сырья была менее чувствительной к высоте или положению сырья.
44. Способ увеличения удельной мощности, воспринимаемой в сырье во время его микроволновой обработки, при помощи волноводной системы направленного микроволнового излучения, в котором осуществляют воздействие микроволновым излучением из-под сырья.