公开了一种反应器系统，包括单个罐或多个分开的罐区段，该单个罐或多个分开的罐区段用于(分类的或未分类的)城市固体废弃物(“MSW”)的改进的热化学转换处理；以及高压釜，高压釜被专门设计成在合适的温度和压力组合下加工废弃物。罐区段可以单独地并且分开地填充有成压缩捆的MSW或选择的松散的MSW。还公开了一种加工(分类的或未分类的)MSW的方法，该方法可以通过使用容纳废弃物原料的罐以及专门设计成在合适的温度和压力组合下加工废弃物的高压釜来进行。反应器系统可产生具有提高的BTU值(通常为约300至700BTU/ft3)的合成气。剩余的固体废弃物通常约占原始MSW体积的5％。然后可以针对金属分类这种材料，其中余量根据其组成被送至填埋场或其他再循环工艺。成被送至填埋场或其他再循环工艺。成被送至填埋场或其他再循环工艺。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于城市固体废弃物的高级热化学转化处理的方法和反应器
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2019年2月20日提交的在先提交的美国临时申请第62/807,798,号的权益，出于所有目的将其通过引用以其全文合并于此。
[0003]本公开涉及一种工艺和设备，以处理分类的和未分类的城市固体废弃物(在下文中称为“MSW”)来产生通常呈电或热形式的能量。该系统工艺允许保留最大量的能量，从MSW中分离烃并且产生具有增加的BTU值的合成气。本公开提供了用于提高所产生的合成气的BTU值或质量以及显著降低废弃物总体积的工艺、方法和设备。废弃物可以减少其原始体积的高达95％，同时减少温室气体排放高达95％。
[0004]本公开针对一种用于MSW(特别是MSW的圆柱形捆)的热分解的优化反应器，以及一种用于将MSW热化学转化为能量的方法。
技术介绍
[0005]相关技术的讨论
[0006]有许多方法将MSW转化为能量，从热分解、热降解、气化、等离子体电弧到液化。这些方法中的每一种方法都减少了MSW并产生气体和/或潜热以产生能量。
[0007]热分解可处理未分类的MSW并产生用于运行锅炉进而运行涡轮机以产生电力的热量。
[0008]气化涉及在进料到气化单元中之前将MSW分类、定尺寸(通常，研磨)、干燥以及将初始MSW重整成球团。
[0009]热解涉及分类以移除不适合的材料，然后在不存在氧气的情况下加热，导致MSW分解成液态烃和合成气。
[0010]不幸的是，填埋是目前处理废弃物的最流行的方法。这种方法涉及很少的资本投资来简单地将废弃物运输到待倾倒和覆盖的合适位置。另外，目前城市固体废弃物是来自无数垃圾填埋场的温室气体甲烷的最大单一生产者之一。气体是由分解废弃物产生的，并且它连续地渗入到大气中。
[0011]显然，需要一种方法以及执行该方法的设备，其将大量MSW转化成绿色能源，同时还减小MSW的体积。
技术实现思路
[0012]本公开针对一种加工(分类的或未分类的)MSW的方法，该方法可以通过使用容纳废弃物原料的罐以及专门设计成在合适的温度和压力组合下加工废弃物的高压釜来进行。最终的固体产物是碳灰和不可燃材料(诸如金属、干式墙等)以及合成气的混合物，合成气具有提高的BTU值(通常为300至700BTU/ft3)。剩余的固体材料通常占原始MSW体积的约5％。然后可以针对金属分类这种材料，其中余量根据其组成被转送至填埋场或其他再循环
工艺。
[0013]此外，由该方法产生的热量可以被回收用于有用的应用。所产生的热量可以传送至例如热油系统。热油系统可以使油循环穿过两个热交换器：一个热交换器在热处理室处吸收热量；以及第二热交换器，该第二热交换器可以是有机朗肯循环(organic Rankine cycle)、蒸汽发生器、水蒸发器或可以回收热能的其他加热系统，并且用于产生蒸汽来驱动发电涡轮机。
[0014]当前还公开了一种用于废弃物材料的热分解的罐或反应器，罐或反应器包括多个罐区段；底板结构，该底板结构位于多个罐区段中的每一个罐区段的底部；连接器部件，连接器部件位于罐区段中的任何两个罐区段之间；以及用于引入加热空气的加热空气开口，加热空气开口位于多个罐区段中的最低罐区段中的底板结构中。在本公开的一些实施例中，反应器可以包括单个罐，而不是如在此进一步描述的堆叠的罐。
[0015]更确切地，本公开的将固体废弃物原料热转换为能量的方法涉及：提供固体废弃物原料；提供至少一个容纳罐；提供可密封的反应器容器，可密封的反应器容器具有下部气体点燃腔室并且被配置为在上升气流和下降气流两种条件下运行；将固体废弃物原料放置到容纳罐中；将至少一个容纳罐放置到可密封的反应器容器中；密封可密封的反应器容器；用空气吹扫反应器容器；接合油燃烧器/气燃烧器以开始热分解工艺；通过附接的管道将来自燃烧器的加热空气提供到反应器容器的下部部分中并且一直到最低罐区段，直到罐区段达到所需的第一温度范围从500C至1000C；分别将固体废弃物原料的温度和反应器容器中的压力增加到所需的第二温度范围400C至1000C和第二压力水平4psi至150psi；通过调节压缩空气的注入，将反应器容器的压力调节到所需的第三压力水平20psi至100psi；通过雾化喷嘴注入水以产生水煤气转化反应；继续固体废弃物原料的热转换直至温度达到所需的第四温度范围100C
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1000C；将水注入容纳罐中，使得水闪蒸成蒸汽并且流到固体废弃物原料上；通过较大的喷嘴将水注入反应器容器，以足以淬灭固体废弃物原料的热转换；以及回收工艺气体。
[0016]本公开还旨在一种通过以下方式用于对废弃物进行热分解的方法：提供废弃物材料；在多个用于容纳废弃物材料的罐区段中提供具有中心开口的至少一个罐区段，所述中心开口被配置成接纳来自加热器的加热空气；以及提供定位在该加热空气与该废弃物材料之间的碳垫。然后将该多个罐区段放置在可密封的反应容器中，在该反应容器中通过该中心开口引入加热空气，从而启动该废弃物的热分解，维持反应容器中的反应条件以热分解废弃物，然后在热分解完成时用水淬灭废弃物，通过废弃物的热分解产生合成气。
附图说明
[0017]附图展示了本专利技术的优选实施例并且与详细描述一起用于解释本专利技术的原理，附图被包括以提供对本专利技术的进一步理解并且被结合在本说明书中以及构成本说明书的一部分。在附图中：
[0018]图1是根据本公开的一个实施例的罐区段的平面图；
[0019]图2是根据本公开的一个实施例的高压釜和气体处置装置的总体示意图；
[0020]图3是根据本公开的一个实施例的高压釜和罐的平面图，以及
[0021]图4是根据本公开的一个实施例的罐区段的细节的平面图。
具体实施方式
[0022]根据本公开的方法的若干实施例，通过使用罐来容纳废弃物原料并且使用专门设计的高压釜来在所需的温度和压力下处理废弃物以进行(分类的或未分类的)MSW的分批处理。这些罐还起到了绝缘体的作用以承载来自该工艺的大部分热量。具有提高的BTU值的合成气可以通过本公开的方法来产生。最终的固体产物是碳灰和不可燃材料(金属、干式墙等)的混合物。该固体占原始体积的约5％。然后，可以针对任何可能的可回收组分(像金属)对固体材料进行分类，其中剩余部分被送至垃圾填埋场。
[0023]在本公开的系统中，MSW可以被松散地或成捆地接收。在任一情况下，可以将材料放置在圆柱形罐内，然后将这些圆柱形罐放置在高压釜内以进行热处理。本公开的系统的一个特征是当成捆的MSW被处理时，不需要在放置到罐区段中之前打开捆，即，整个压缩捆可如从打捆机接收那样被放置到罐区段中。如图4所示，罐400可包括一个、两个或三个区段，这些区段可堆叠在彼此的顶部上以增加在一个高压釜行程中处理的MSW的量。区段可以通过连接环420彼此附接。在一些情况下，罐可以是单个整体罐470，其大小可以比堆叠的罐更小、更大或相同。罐的每个区段可以装载有成捆的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于固体废弃物的热分解的系统，所述系统包括多个圆柱形罐区段，所述圆柱形罐区段被配置成容纳固体废弃物；连结环结构，所述连结环结构位于所述多个圆柱形罐区段中的每一个圆柱形罐区段的至少一个端部处；高压釜，所述高压釜用于容纳所述多个圆柱形罐区段中的一个或更多个圆柱形罐区段；以及排气口，所述排气口来自所述高压釜，所述排气口用于移除在所述固体废弃物的热分解过程中产生的气体。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个圆柱形罐区段中的每一个圆柱形罐区段包括在一端处的格栅或丝网底板结构。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述固体废弃物包括圆柱形捆的压缩固体废弃物，所述圆柱形捆的压缩固体废弃物包裹有保护性材料以将所述固体废弃物包持在压缩状态中。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述连接环结构允许罐区段堆叠在彼此的顶部上，而不压缩所述下部罐区段中的所述固体废弃物材料。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个圆柱形罐区段中的至少一个圆柱形罐区段在两个端部处包括连接环结构。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个圆柱形罐区段中的至少一个圆柱形罐区段容纳松散的固体废弃物材料。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个圆柱形罐区段包括单个整体罐。8.一种用于废弃物材料的热分解的反应器，包括：多个罐区段；底板结构，所述底板结构位于所述多个罐区段中的每一个罐区段的底部；连接器部件，所述连接器部件位于所述罐区段中的任何两个罐区段之间，以及加热空气开口，所述加热空气开口用于引入加热空气，所述加热空气开口位于所述多个罐区段中的最低罐区段的底板结构中。9.根据权利要求8所述的反应器，进一步包括适于容纳所述多个罐区段的高压釜。10.根据权利要求8所述的反应器，进一步包括：锥形结构，所述锥形结构居中地定位在所述加热空气开口上方，以及碳垫，所述碳垫围绕所述圆锥形结构定位，所述碳垫被配置成防止所述加热空气直接接触所述废弃物材料。11.根据权利要求8所述的反应器，其中，所述底板结构包括格栅状结构部件，所述格栅状结构部件被配置成允许气体流动并且支撑所述废弃物材料。12.根据权利要求8所述的反应器，其中，所述多个罐区段中的最低罐区段的底板结构包括具有中心开口的实心板。13.根据权利要求12所述的反应器，其中，格栅状结构部件位于所述实心板的上方。14.根据权利要求8所述的反应器，其中，所述多个罐区段中的至少一个罐区段包括用于排放工艺气体或引入额外的反应组分的开口。15.根据权利要求8所述的反应器，其中，所述高压釜包括足够的内部热屏蔽，以允许所
述反应器具有开放的顶部。16.一种用于废弃物材料的热分解的工艺，包括：提供废弃物材料；在用于容纳所述废弃物材料的多个罐区段中提供具有中心开口的至少一个罐区段，所述中心开口被配置成接纳来自加热器的加热空气；将所述多个罐区段放置在能够密封的反应容器中；在所述加热空气与所述废弃物材料之间提供碳垫；通过所述中心开口引入加热空气，以由此启动所述废弃物材料的热分解；保持所述反应容器中的反应条件，以热分解所述废弃物材料；当所述热分解完成时，用水淬灭所述废弃物材料，以及其中，通过所述废弃物的...
【专利技术属性】
技术研发人员：厄尔，
申请(专利权)人：厄尔，
类型：发明
国别省市：
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