用于通过热解从有机材料回收碳和烃的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于通过热解处理从有机投入材料中回收碳和烃化合物的设备，包括：反应器(1)，该反应器包括由套(111)和上端壁部和下端壁部(112、113)限定的室(110)，碎片形式的投入材料(M)旨在被引入该室中；气体入口装置(120)，用于向投入材料提供加热惰性气体(101)，由此气体入口装置(120)通过与入口管道相关联的入口管道(104、129、187.1、187.2)以转移气体的方式连接至气体排放源(102)；以及气体出口(160)，用于从室中引导出气体，其中，气体出口装置(120)包括气体流经的、旨在向室(110)中提供气体(101)的开口(125、146、155、185)，由此，气体流经的开口(125、146、155、185)被布置为使得在提供气体期间生成的压降dP超过在气体通过已引入至室中的投入材料M的过程中的压降dM。本发明专利技术还涉及用于通过热解从有机投入材料中回收碳和烃化合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于通过热解从有机材料回收碳和烃化合物的设备和方法。
技术介绍
在热解过程中，在无氧情况下对有机投入材料进行加热，由此未燃烧的材料转化为以流体和气态形式的产物形式的更简单成分，该更简单成分通过包括缩合等的一系列后续处理步骤回收。在已知为“碳化”的完全热解之后，仅剩下碳。在热解过程之前，投入材料被粉碎为适当尺寸的颗粒，被洗涤并被预热到大约100-150℃，其后，材料被引入至相似于熔炉的反应器以用于转化为气体，该转化通常以大约450-700℃的温度发生。除了水蒸汽以外，从该热解过程获得的已知为“热解气体”的挥发性气体包含可从其中回收油类和气体的一氧化碳、二氧化碳、链烷烃、烯烃以及大量烃化合物。在热解过程之后，可从反应器中的固体含碳残余物中生产碳黑或活性炭。所获得的热解产物作为工业原材料是非常宝贵的，并且通常该产物所具有的品质与以传统方式生产的对应原材料的品质完全比得上。不同类型的热解设备是可用的，其中的一些是连续过程，在该连续过程中，有机材料提供至具有可移动床的反应器，该可移动床通过热量直接或间接提供至材料的滚筒运输。另一类型的热解设备是如下设备：其中，向成批运行的反应器成批提供有机投入材料，由此反应器被密封并且通过供应受热惰性气体来执行材料的热解。在SE531785中披露了这种设备的一个实例。经验显示该过程具有许多优点，其中的一个是它更易于监控并控制在处理过程中的操作参数。在SE531785中描述了如何通过材料床将气体从中心布置的气体分布管道引导至布置在反应器底部处的气体出口，由此通过布置在气体分布管道中的一系列入口单元来调节所提供的气体量，并且其中，通过调节热解气体被导出的气体出口来控制气流的方向。在SE531785中所描述的热解处理的过程中，反应器最初充满有形成在处理过程中下沉的材料床的投入材料，并且以此方式部分处理的投入材料变得更紧凑。出现了投入材料的床中的一些区域或材料的某些颗粒被不均匀处理。由于气体沿着最小阻力的路径流动，所以这种不均匀处理影响气体在材料中的流动方向，由于该过程的持续时间延长(且由此处理成本增加)，所以产生对热解具有负面影响的风险。在热解过程中，聚合热解油类收集在布置于反应器底部处的槽中。已证实重要的是，最小化热解油类的非汽化油类的残余物以及缩合含碳材料残余物的含量，由于这对产品品质具有有害影响。相比其他先前已知的设备，在SE531785中所描述的气体分布管道带来通过投入材料的气流的改进控制并且更好地监控向反应器的气体提供，但是需要进一步改进操作条件和反应器本身内部的参数的控制和调节可能性，以克服与现有技术相关而出现的困难和问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是实现用于通过热解从有机投入材料回收碳和烃化合物的设备，与现有技术设备相比，该设备能够对所提供的投入材料进行更高效且更完全的热解。本专利技术的其他目的是实现用于通过热解从有机投入材料回收碳和烃化合物的设备，该设备能够进行气体在反应器的投入材料中的均匀分布，改进气体通过投入材料的流动的控制，并且在热解发生的完整处理周期过程中向投入材料的完整床有效提供热量。利用用于通过热解从有机投入材料回收碳和烃化合物的具有在权利要求1中指定的特征的设备以及在根据权利要求32的方法中指定的方法步骤来实现上述目的。根据本专利技术的设备的优势是：跨越气体入口单元中的气体流经的开口生成的压降超过投入材料床中的气体的压降，由此实现提供至投入材料的气体的均匀分布。这也导致投入材料中的温度变得更均匀并且能够更准确地监测该温度，这防止或至少降低材料床的某些区域或材料的某些颗粒被不均匀处理的风险。以此方式，实现投入材料的更均匀处理，并且进行更完全的热解。根据本专利技术的设备的进一步优点是：通过从居中布置的气体分布管道以及从布置在反应器室的底部处的气体入口单元提供气体，所获得的气体分布与现有技术反应器相比显著更均匀且更高效。从气体入口单元向布置在反应器的套或上端处的气体出口单元放射状地、倾斜地和对角线地引导气体，并且气体以此方式在短期内穿过大体积投入材料，并且处理将是有效的。在室的底部处布置气体入口的进一步优点是气体通过床的下部中的材料的流动可被单独监控，并且如果需要的话，可增加。进一步优点是：提供的气体在反应器室中仅具有非常短的保持时间，在该保持时间期间，热量散发至投入材料，并且这导致汽化热解油类也快速离开反应器，并且防止油类的再缩合。进一步优点是：气体通过布置在套上的出口单元从室引导出，由此实现对气体穿过投入材料的流动的有效控制。出口单元配备有控制工具，使得可监控气流的方向。出口单元的设计也防止汽化热解油类在投入材料中再缩合。根据本专利技术的设备的进一步优点是：投入材料的更高效热解使得最终产物基本上没有挥发性气体的残余物(气味)，即，产物基本上不由焦炭组成而是由纯碳(碳黑)组成，并且其中，从投入材料产生的基本上所有油类已被汽化并且与发出的处理气体一起从反应器移除。本专利技术的更多与众不同的特征和优点通过非独立权利要求而更加清晰。附图说明下面将参考附图更详细地描述本专利技术，附图示出：图1以剖视图示意性示出根据本专利技术的设备的实施方式。图2示意性示出根据本专利技术的布置在反应器中的气体分布管道。图2a示出气体分布管道的细节的截面的视图。图3以剖视图示意性示出反应器的另一实施方式。图3a示出室的底部的细节。图4示出气体管线设备的细节的立体图。图5以剖视图示意性示出反应器的另一实施方式。图6详细示出气体出口单元。具体实施方式图1示出根据本专利技术的用于通过热解从有机投入材料回收碳和烃化合物的设备。该设备(以剖视图示出)包括以分批方式起作用的设计为具有室110的容器的反应器1，该室旨在接收碎片形式的投入材料。反应器容器1由可抗高温的不锈钢或相似材料制造，并且示出竖直直立延伸的圆柱体的形式，该圆柱体的高度超过其直径。反应器的容器由大量腿状支撑件108支撑。室110向外受到由周围圆柱形壁形成的套111的限定，该套布置为与贯穿反应器的竖直中心轴线105同心。室110进一步由上端壁部112和下端壁部113限定，该上端壁部和下端壁部中的每一个大体垂直于中心轴线105且彼此平行。投入材料M可由包含适于热解的有机物质的任意精细划分的材料组成。这种材料可由各种来源的有机材料构成，不仅是新的、未处理的材料，而且也是包含旨在回收的有机材料的先前使用的材料。这种材料由例如，丢弃轮胎或其他塑料材料的成碎片橡胶材料构成。在电子部件、家用机器以及类似物的回收过程中，该设备也适于物质和成碎片材料的热解。来自以橡胶产品运行的工业的废物也适于在用于回收成分物质以及碳黑和热解油类的产生的设备中进行处理。上端壁部设计有可被封闭的开口，该开口总体由114表示。开口包括可自动打开的舱口115，该舱口配备有锁定装置117，利用该锁定装置能够在相对周围大气气密的封闭条件下抵靠上端壁部112锁定舱口115。投入材料M通过开口引入至反应器室110，并且在过程开始之前，室最初填充至至少75％，在图1中由M开始表示。在处理结束时，投入材料下沉至由M结束表示的下部水平。反应器进一步具有气体入口单元120，以用于在压力下通过入口管道104.1和104.2从气体排放源102向室110提供惰性或无活性加热气体101，以用于投入材料的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过热解从有机投入材料回收碳和烃化合物的设备，包括：‑反应器(1)，包括室(110)，所述室由套(111)和上端壁部和下端壁部(112、113)限定并且碎片形式的投入材料(M)旨在引入所述室中，‑气体入口装置(120)，用于向所述投入材料提供加热惰性气体(101)，由此所述气体入口装置(120)通过与所述气体入口装置相关联的入口管道(104、129、187.1、187.2)以转移气体的方式连接至气体排放源(102)，‑气体出口(160)，用于从所述室中引导出所述气体，‑其特征在于：所述气体入口装置(120)包括气体流经的、旨在向所述室(110)中提供所述气体(101)的开口(125、146、155、185)，由此，气体流经的所述开口(125、146、155、185)被布置为使得在提供所述气体期间生成的压降dP超过在所述气体穿过已引入至所述室中的所述投入材料M的过程中的压降dM。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.20 SE 1450593-71.一种用于通过热解从有机投入材料回收碳和烃化合物的设备，包括：-反应器(1)，包括室(110)，所述室由套(111)和上端壁部和下端壁部(112、113)限定并且碎片形式的投入材料(M)旨在引入所述室中，-气体入口装置(120)，用于向所述投入材料提供加热惰性气体(101)，由此所述气体入口装置(120)通过与所述气体入口装置相关联的入口管道(104、129、187.1、187.2)以转移气体的方式连接至气体排放源(102)，-气体出口(160)，用于从所述室中引导出所述气体，-其特征在于：所述气体入口装置(120)包括气体流经的、旨在向所述室(110)中提供所述气体(101)的开口(125、146、155、185)，由此，气体流经的所述开口(125、146、155、185)被布置为使得在提供所述气体期间生成的压降dP超过在所述气体穿过已引入至所述室中的所述投入材料M的过程中的压降dM。2.根据权利要求1所述的设备，包括：所述气体入口装置(120)包括轴向延伸至所述室(110)中的居中布置的气体分布管道(121)，由此所述气体分布管道包括示出气体流经的所述开口(125)的入口单元(122.1、122.2)，其中，所述入口单元(122.1、122.2)被设计为使得所述气体分布管道示出截锥体形式。3.根据权利要求2所述的设备，包括：气体流经的所述开口(125)跨越所述气体分布管道的周面(124)均匀分布。4.根据权利要求2所述的设备，包括：气体流经的所述开口(125)以增加数量的开口在向下方向上跨越所述气体分布管道的下端分布。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括：所述气体分布管道的上端(121.2)所布置的水平高于所述反应器的高度的一半的水平。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括：气体流经的所述开口(125、155、185)布置为防止所述投入材料M穿透至所述入口装置中，由此气体流经的每个开口(125、155、185)示出上部突出边缘部分(125.1)和下部收回边缘部分(125.2)。7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括：所述室(110)示出旨在支撑所述投入材料M的底板(130)，其中，所述底板(130)具有围绕所述气体分布管道的下端(121.1)的内周缘(132)以及连接至所述套的内表面(111.1)的外周缘(131)，并且隔室形成在所述下端壁部(113)与所述底板(130)之间。8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括：所述底板(130)包括气体入口装置(120)。9.根据权利要求7或8所述的设备，包括：所述气体入口装置(120)包括沿着所述底板的周缘(131)布置的、转移气体的狭缝(137)。10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括：所述气体入口装置(120)包括气体管线设备(140)，所述气体管线设备布置在底部上并且示出所述气体流经的至少一个开口(146)，该至少一个开口布置为使得所述气体(101)能够以无阻碍方式提供至已引入至所述室(110)中的所述投入材料M。11.根据权利要求10所述的设备，包括：每个所述气体管线设备(140)示出面向所述室(110)内的上表面(144)以及包括气体流经的所述至少一个开口(146)的朝向所述底板(130)定向的下表面(145)。12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括：布置在所述底部(130)处的所述气体入口装置(120)和最下方的所述入口单元(122.1)具有共用入口管道(104.1)，以用于从所述气体排放源(102)提供所述气体(101)。13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括：所述气体入口装置(120)包括布置在所述套的内表面(111.1)处的入口壁表面(150)以及形成在所述入口壁表面与所述套之间的提供气体的隔室(151)，其中，气体流经的所述开口(155)布置在所述入口壁表面(150)处，以用于向已引入至所述室中的所述投入材料M提供所述气体。14.根据权利要求13所述的设备，包括：所述入口壁表面(150)具有紧挨着所述上端壁部(112)布置在所述套(111)处的上端(150.1)以及与所述出口装置(160)相连布置的下端(150.2)。15.根据权利要求13所述的设备，包括：所述入口壁表面(150)具有紧挨着所述上端壁部(112)布置在所述套(111.1)处的上端(150.1)以及与所述底板(130)相连布置的下端。16.根据权利要求13-15所述的设备，包括：布置在所述入口壁表面(150)处的气体流经的所述开口(155)的总面积与布置在所述气体分布管道(124)的周面(124)处的气体流经的所述开口(125)的总面积相对应。17.根据权利要求13-16所述的设备，包括：气体流经的所述开口(155)跨越所述入口壁表面(150)均匀分布。18.根据权利要求13-17所述的设备，包括：气体流经的所述开口(155)以增加数量的开口在向下方向上跨越所述入口壁表面(150)分布。19.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括：所述气体入口装置(120)包括围绕所述套的完整内表面(111)和所述下端壁部(113)布置的连续入口表面(180)，并且包括：示出周面(184)的气体分布管道(183)，由此在所述入口表面(180)与所述套(111)和所述下端壁部(113)之间分别形成提供气体的隔室(186)，由此气体流经的所述开口(185)布置在所述入口表面(180)处，以用于向已引入至所述室(110)中的所述投入材料M提供所述气体(101)。20.根据权利要求19所述的设备，包括：气体流经的所述开口(185)以增加数量的开口(185)在向下方向上跨越所述入口表面(180)分布。21.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括：提供气体的所述隔室(186)包括布置在所述室(110)中的相互不同的高度水平处的节段(188、189)，其中，相关的所述节段配备有独立的相关联的入口管道(187.1、187.2)，以便向位于提供气体的所述隔室(186)中的相关所述节段(188、189)引导气体(101)。22.根据权利要求21所述的设备，包括：气体流经的所述开口(185)以增加数量的开口(185)在向下方向上跨越更接近每个节段(188、18...

【专利技术属性】
技术研发人员：本特斯图雷·埃斯哈，奥洛夫·埃斯哈，
申请(专利权)人：SESIP股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE