高级热处理装置和方法中的温度分布制造方法及图纸

将热量从热源(51)施加到第一区域(50)以引起第一热解过程，第一热解过程产生气体混合物，以及将热量从热源(51)施加到第二区域(22)以引起第二热解过程，第二热解过程被施加到气体混合物，其中第二区域位于比第一区域更靠近热源的位置。热解用于在碳质材料中破坏油、焦油和/或PAH。

Temperature distribution in advanced heat treatment devices and methods

The heat from the heat source (51) is applied to the first region (50) to cause the first pyrolysis process, pyrolysis process to produce the first gas mixture, and the heat from a heat source (51) is applied to the second region (22) to cause the second pyrolysis process, second pyrolysis process is applied to the gas mixture, is located closer to the source than the first the second area in which. Pyrolysis is used to destroy oil, tar, and / or PAH in carbonaceous materials.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高级热处理装置和方法中的温度分布
本专利技术总体涉及高级热处理(ATT)方法和装置。ATT用于销毁发热废物并从中产生气体。为避免由于埋藏在垃圾填埋场或海上倾倒而造成的环境破坏，最好对发热废弃物进行销毁。然而，某些形式的销毁会造成气体污染和/或二氧化碳，导致环境破坏，并可能增加全球变暖。
技术介绍
高级热处理(ATT)主要涉及采用热解或气化的技术。ATT在英国政府的环境、食品和农村事务部(DEFRA)制作的题为“城市固体废物的高级热处理”的简报中进行了讨论(https://www.gov.uk/government/publications/advanced-thermal-treatment-of-municipal-solid-waste)。该简报表示常规热解和气化系统的问题是焦油化，其中焦油的堆积可能导致操作问题(例如，如果焦油堆积，会导致阻塞)。纯热解是材料热化学分解以产生气体的过程，其中不存在氧气。如果存在少量的氧气，气体的产生被称为气化。气化中存在的氧气量不足以使燃烧发生。在本申请中，除非另有说明，热解和气化将具有相同的含义。在ATT过程中，气体从进料或“原料”中释放，留下固体物质(炭)作为副产物。本领域的技术人员将理解，在本说明书全篇中使用的术语“原料”涉及具有发热量的任何固体材料。通常在这种情况下设想的原料是废料，诸如生物质、木材或纸、橡胶轮胎、塑料和聚乙烯、或污水固体。它们还包括低质量的化石燃料，诸如褐煤或烟煤。用于产生合成气的ATT单元的原料可以是具有发热量的大多数碳基材料。例如，可以使用化石燃料。然而，在常规的ATT单元中，原料必须在进入单元之前制备，从而为过程增加额外的时间和费用。通常，制备过程的一部分包括干燥原料，因为水可以冷却ATT单元，从而降低ATT过程的效率并增加所得气体中的焦油、油和多环芳烃(PAH)的量。此外，在制备原料时，具有发热量的某些材料可能被拒绝为不符合给定的ATT单元。例如，某些原料材料可能难以使一些燃料特定的ATT技术使用热过程进行分解。然后，释放气体(下文中称为合成气体或“合成气”)可用作燃料以在现场或其他地方产生热量或电力。如果使用碳质材料作为原料，则所得固体残余物(“炭”)通常富含碳。该炭也可用作二次燃料源。通常，常规的热解过程不会导致足够纯以输入到发生器中的合成气。相反，合成气必须首先通过严格的清洁(洗涤)过程，以便从合成气中除去任何剩余的颗粒物质和焦油。焦油和油的保留是温度和停留时间不足的结果。这些油和焦油可以含有多环芳香烃，PAH(也称为多环芳烃)，其是可能由碳质材料(诸如木材、煤、油等)的不完全燃烧形成的有机污染物。PAH可能对人类健康有害，并且可能具有毒性和/或致癌性质。因此优选地，离开热解系统的气体不含油和焦油，并且因此不含PAH。PAH通常具有高熔点和沸点。沸点可以例如为500℃或以上。例如，苉(C22H14)的沸点约为520℃，并且熔点约为365℃，以及晕苯(C24H12)的沸点约为525℃，并且熔点约为440℃。因此，热化学分解或“裂解”PAH需要非常高的温度，并且使用常规的热解方法难以除去PAH。在一些变型中，热解系统包括旋转蒸馏器，在其中发生热解过程。蒸馏器的旋转有助于机械地分解原料。为了提供足够的结构强度，常规的旋转蒸馏器可以由诸如钢或镍合金的材料制成。此类材料不是特别有效的热导体，这意味着用于加热旋转蒸馏器的大部分能量不会转移到蒸馏器内的原料和/或气体。因此，将蒸馏器内部的温度提高至足以完全裂解PAH的水平是困难的。因此，离开常规蒸馏器的合成气含有颗粒焦油和油，包括PAH。可以增加在蒸馏器内的停留时间以裂解PAH，这降低了原料的吞吐量，并因此降低了热解系统的效率。WO2005/116524描述了一种工厂设备，其包括两个气化器。来自主气化器的炭被用作副气化器中的燃料。主气化器是由旋转的稍微倾斜的金属壳体或管组成的旋转窑，其沿其长度输送燃料。来自窑外部的副气化器的废气对管加热。WO2005/116524还描述了一种用于将具有发热量的碳质材料或其它材料转换为高质量气体的装置和方法，优选地为往复式气体发动机提供燃料以产生电力。湿润的燃料进入设备，随后其被干燥。然后，干燥的燃料通过网(trammel)检查尺寸。正确尺寸的燃料通过网，以及过大的燃料进入废物传送机，其中燃料交付以进行粉碎，然后燃料可以正确地确定尺寸。然后，将正确尺寸的干燥燃料压实形成圆柱形燃料塞，以最小化空气量，并通过进料系统进料到设置有内部叶片构造的气化器中，其允许进料在大面积的蒸馏器中均匀分布。通过布置WO2005/116524释放的气体在气体骤冷单元中被冷却和清洁。许多常规ATT系统具有的一个问题是无法完全裂解或分解某些材料。因此，离开这些ATT系统的合成气含有剩余的微粒，诸如焦油和油，其必须在使用合成气之前从合成气中除去。本领域已知使用CO2气氛可以提高由热解过程产生的合成气的产率。“AnInvestigationintotheSyngasProductionFromMunicipalSolidWaste(MSW)GasificationUnderVariousPressureandCO2Concentration”(在2009年5月18日至20日美国弗吉尼亚州尚蒂伊举行的第17届北美废物能源会议上的Kwon等人，Proc第17届北美废物能源会议NAWTEC17，NAWTEC17-2351号文件)公开了二氧化碳注入还能减少炭，并产生显著较高比例的CO。此外，二氧化碳注入降低了多环芳烃(PAH)的水平，这可以与气化过程中的焦油和焦炭形成直接相关。WO2005/116524的布置包括主气化器和副气化器。主气化器是由旋转的稍微倾斜的金属壳体或管组成的旋转窑，其沿其长度输送燃料。来自窑外部的副气化器的废气对管加热。WO2009/133341涉及对气化器的改进。内部叶片附接到旋转容器或蒸馏器，并且以此方式构造使得原料最初落在最靠近纵向轴线的叶片的内表面上。然后，原料通过叶片之间的间隙落下，以到达旋转容器的外室。在向延伸进入蒸馏器内部的增加的表面积提供加热气体时，叶片允许将进料材料均匀分布在蒸馏器的增加的表面积上。解决问题的方法专利技术人设计了新型和创新的高级热处理装置和方法。将对本专利技术的具体方面进行广泛的描述。在从属权利要求中阐述了具体方面的优选特征。根据本专利技术，提供了一种热解方法，其包括将热量从热源施加到第一区域以引起第一热解过程，第一热解过程产生气体混合物；将热量从热源施加到第二区域以引起第二热解过程，第二热解过程被施加到气体混合物；其中第二区域位于比第一区域更靠近热源的位置。根据本专利技术，提供了一种气化方法，其包括将热量从热源施加到第一区域以引起产生气体混合物的第一气化过程；将热量从热源施加到第二区域以引起对气体混合物的第二气化过程；其中第二区域位于比第一区域更靠近热源的位置。根据本专利技术，提供了一种热解装置，其包括包括第一区域；第二区域；以及热源，该热源被定位成使得当操作时，热源加热第一区域以引起第一热解过程，第一热解过程产生气体混合物，以及热源加热第二区域以引起第二热解过程，第二热解过程被施加到气体混合物；其中第二区域位于比第一区域更靠近热源的位置。根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热解方法，其包括：将热量从热源施加到第一区域以引起第一热解过程，所述第一热解过程产生气体混合物；将热量从所述热源施加到第二区域以引起第二热解过程，所述第二热解过程被施加到所述气体混合物；其中所述第二区域位于比所述第一区域更靠近所述热源的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.05 GB 1503772.41.一种热解方法，其包括：将热量从热源施加到第一区域以引起第一热解过程，所述第一热解过程产生气体混合物；将热量从所述热源施加到第二区域以引起第二热解过程，所述第二热解过程被施加到所述气体混合物；其中所述第二区域位于比所述第一区域更靠近所述热源的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：将热量从所述热源施加到第三区域以引起第三热解过程，所述第三热解过程被施加到所述气体混合物；其中所述第三区域位于比所述第一区域更靠近所述热源的位置，并且所述第二区域位于比所述第三区域更靠近所述热源的位置。3.一种气化方法，其包括：将热量从热源施加到第一区域以引起产生气体混合物的第一气化过程；将热量从所述热源施加到第二区域以引起对所述气体混合物的第二气化过程；其中所述第二区域位于比所述第一区域更靠近所述热源的位置。4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：将热量从所述热源施加到第三区域以引起第三气化过程，所述第三气化过程被施加到所述气体混合物；其中所述第三区域位于比所述第一区域更靠近所述热源的位置，并且所述第二区域位于比所述第三区域更靠近所述热源的位置。5.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中在所述第三区域中的停留时间比在所述第一区域中的停留时间长，也比在所述第二区域中的停留时间长。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一区域是可旋转蒸馏器，以及所述第二区域是气体包封，其中所述气体包封位于所述热源附近。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括加热系统，所述加热系统包括所述热源和隔热室。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二区域位于所述隔热室内。9.一种热解装置，其包括：第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：标准燃气有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB