将含碳原料处理成气化气的方法和设备技术

本发明专利技术涉及化学技术和装置，具体涉及将固体家庭和工业废料和其他含碳原料处理成可燃气化气的设备和热解和下吸式气化处理方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将含碳原料处理成气化气的方法和设备本专利技术涉及化学技术和装置，具体涉及利用热解和下吸式气化方法将固体家庭和エ业废料、化石燃料以及其它含碳原料处理成气化气的方法和设备。本申请要求享有2010年3月15日提交的美国临时专利申请序号61/314，002的优先权，在此将其全部内容引入作为參考。置量下吸式气化方法与上吸式气化方法——其是处理含碳原料的现代技术中通常使用的方法——相比具有多个优势。下吸式气化方法的ー个这种优势在于低温热解区域形成的过程焦油、酸和蒸汽经过燃烧和重整区域，其中在暴露于高温下，其实现几乎完全转化成气化气。这使得能够利用所述气体在例如气体-柴油发动机、气体动カ发动机或气体涡轮机中生成电能,并且冷却和纯化所述气体的成本最少。 同时，传统下吸式气化方法的特征在于遏制该方法更广泛应用的ー些缺陷。技术和科学文献中已描述的传统下吸式气化方法的ー些缺陷是(I)不能使下吸式方法用于处理具有高含量挥发性组分的塑化和焦化原料，这是因为原料在干燥和低温热解的燃料箱中堵塞，其又导致不稳定的气化方法，然后其完全停止；(2)不能操作具有小或大碎屑的原料、呈现聚集加压体(aggregate pressed body)的原料或具有高灰分含量的原料-该灰分具有低灰分熔融温度；(3)必须关闭过程以进行周期性原料装载或额外的原料装载，其手动压碎和推送(被称为“添火(poking)”)，(4)需要周期性去除残留灰分和/或残留熔渣；(5)生成气体的V与组分的异质性，这是因为为装载原料而进行的中止使得更加难以利用这种气体；(6)气化器的低相对生产率，这是由空气流供应——其參数不允许启动大量熔洛形成过程(intensive slag formation process)引起；(7)生成毒性无机灰分残留物；(8)不能有效利用生成气体的热量以提高气化器效率；和(9)热损失显著。概沭下文是对本专利技术示例性实施方式的概括描述。其被提供作为前言，以辅助本领域技术人员更迅速地理解后文的详细论述，并不意图以任何方式限制权利要求的范围，权利要求被附于此以具体指明本专利技术。本专利技术设备的ー个实施方式包括外部容器和内部容器，其中内部容器位于外部容器内，从而在内部容器与外部容器之间形成空间。设备还包括装载机构，其具有细长的装载机构干线；和原料进料器，其用于沿细长的装载机构干线移送原料。设备进一歩包括气化器干线、燃烧室、气体出口和排渣机构。上述设备的操作包括将原料连续供应到气化器干线中，其中原料在装载机构产生的压カ下被供应，该压カ使原料沿装载机构干线和气化器干线移动，并允许形成的气体和残留碳畅通无阻地通过所有处理区域，然后冷却，机械压碎和除渣。本专利技术新方法的一个实施方式包括如下步骤提供装载机构干线，提供干燥区域，提供塑化区域，提供热解区域，提供燃烧区域，提供重整区域，提供排渣区域，供应原料，在给装载机构装载下驱使所述原料通过所述装载机构干线和通过所述干燥区域、热解区域、燃烧区域、重整区域和排渣区域中的每ー个，该装载机构包括细长的装载机构干线和原料进料器。所述方法进ー步包括如下步骤使所述原料形成塞，该塞使所述干燥区域、所述塑化区域、所述热解区域、所述燃烧区域、所述重整区域和所述排渣区域基本上密封地隔离大气；和使蒸汽从所述干燥区域的所述原料形成并与之隔离，使热解气体在所述热解区域形成，使基本上全部所述热解气体与所述热解区域中的所述原料隔离，从而使木炭残留物隔离和形成气化气。附图简沭图I显示了根据本专利技术一个实施方式所述设备的示意性描述。图2是实施本专利技术方法的一个实施方式的设备中功能区域分布的象征性描述。图3是本专利技术方法的一个实施方式的流程图。迸述 本专利技术涉及将含碳原料处理成气化气的方法和设备。下文描述呈现以使本领域普通技术人员能够制备和应用本专利技术，并在此描述及其要求的背景下被提供。虽然将在处理家庭和エ业废料的方法和设备的背景下对本专利技术进行描述，但对优选实施方式的多种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且本文所述原理可适用于其他含碳原料、设备实施方式和修改方法。本专利技术允许处理形态结构多祥、组分分馏和水分含量増加的原料，这种原料对于通过在前已知的方法而在下吸式方法中进行可靠和有效处理是不可能的。參考附图说明图1，本专利技术设备的ー个实施方式包括外部容器I、内部容器2、燃烧室3、装载机构干线4和排渣机构5。外部容器I优选由片状耐热钢制成，其形式为圆柱体，但其可由其他耐热材料制成，并可具有非圆柱的形状。冷却凸缘10连接于外部容器I的下端，优选带有环形空气冷却通道11。凸缘12连接于外部容器I的上端。气体出口 13——优选地特征为矩形或圆形横截面，与外部容器I相切定位。气体出口 13意图从本专利技术的设备排出生成的气化气。热护套14优选位于外部容器I的外表面上。空气通道15形成于热护套14中。热绝缘护套14优选配备有外部套管16和降落垫17。在可选的实施方式中，外部套管16可被制成直径不同、由刚性同心桥连接在一起并且连接于下凸缘10的两个圆柱売。盖18连接于上凸缘12。凸缘19位于盖18的下部上，空气分配箱20连接于凸缘19的上表面。凸缘19偶联凸缘12。凸缘19还连接于内部容器2的上部。排渣机构5的机体9连接于下凸缘10。带有空气冷却通道24的凸缘23位于排渣机构5上方。空气通道48经过凸缘10和23，并连接空气冷却通道11和24。在该实施方式中，内部容器2的特征在于圆柱形，和由片状耐热钢制成。内部容器2位于外部容器I中。内部容器I和外部容器2通过凸缘19连接。气体通道26位于外部容器I与内部容器2之间。盖21通过带有空气分配外壳20的凸缘22连接于内部容器2的上部。燃烧室3位于内部容器2的下部。气化器干线8位于内部容器2内。位于内部容器2内的空气供应通道25连接空气分配外壳20与燃烧室3。管道可用于形成空气供应通道25。湍流器27的叶片形成在内部容器2的外表面上。在优选的实施方式中，燃烧室3由耐热钢铸成。或者，燃烧室3可具有焊接结构或可以是另ー适当形式。燃烧室3的特征在于内壁28和外壁29。进ー步，在优选的实施方式中，燃烧室3由圆柱壳组成，该圆柱壳通过同心插入固定在一起，形成内部容积——下风ロ弯道(under-tuyere bend) 30,该下风ロ弯道30通过空气供应通道25连接于空气分配外壳20。燃烧室3的内壁28可具有截锥形，并且其底部直径较宽。耐热涂层可被施加于燃烧室3的外表面。外部风ロ 31可构成围绕内壁28圆周的喷嘴。内部风ロ 32位于燃烧室3的中心部分，与内部容器2的壁成一定角度。内部风ロ32通过空气供应通道25连接于空气分配外壳20。装载机构7包括接收燃料箱33、原料供应通道34和装载机构干线35。装载机构可配备有活塞36或适当的另ー设计机械驱动器。在优选的实施方式中，气化器干线8位于内部容器2中，使得气化器干线8的轴与装载机构干线35的轴基本上一致，并且装载机构干线35的下开ロ边缘4的位置水平于或略低于气化器干线8的上边缘。装载机构干线35的直径小于气化器干线8的直径。 在可选的实施方式中，装载机构干线35的位于盖21上方的部分可配备有冷却器。气化器干线8形成朝向底部放宽的截锥。优选在气化器干线8的壁中形成脱气槽。脱气槽优选切割穿过气化器干线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.15 US 61/314,0021.下吸式气化设备，包括 细长的外部容器； 细长的内部容器，其中所述内部容器位于所述外部容器内，从而在所述内部容器与所述外部容器之间形成空间； 装载机构，包括细长的装载机构干线和原料进料器，所述原料进料器用于沿所述细长的装载机构干线移动所述原料； 气化器干线，其具有内表面和外表面； 燃烧室； 气体出ロ ；和 排渣机构。2.权利要求I所述的设备，其中所述气化器干线的特征在于轴，并且进ー步包括上端、下端和多个槽，所述槽沿所述气化器干线定位，其中所述多个槽中每ー个的特征在于上槽端和下槽端。3.权利要求2所述的设备，其中所述气化器干线的进一步特征在于所述下端的横截面垂直于所述轴，并且所述上端的横截面垂直于所述轴，其中所述下端的所述横截面大于所述上端的所述横截面。4.权利要求3所述的设备，其中所述多个槽中的每ー个槽基本上沿所述气化器干线的长度安置。5.权利要求4所述的设备，其中所述多个槽中至少ー个的特征在于所述下槽端的宽度大于所述上槽端的宽度。6.权利要求5所述的设备，其中阻尼室在所述气化器干线与细长的内部容器之间形成。7.权利要求6所述的设备，其中所述阻尼室形成以引导气体从所述原料进入所述燃烧室。8.权利要求7所述的设备，进一歩包括 至少ー个刚性肋，位于所述多个槽中相邻槽之间的所述气化器干线的所述外表面上，其中所述至少一个刚性肋基本上沿所述气化器干线安置； 至少ー个原料破碎器，位于所述燃烧室正上方的所述气化器干线的所述内表面上；至少ー个刚性结构，位于所述气化器干线的所述外表面上，从而计数所述原料在所述气化器干线中移动时的压力。9.权利要求I所述的设备，其中所述排渣机构进一歩包括熔渣刮刀、空气冷却系统和水冷却系统。10.权利要求I所述的设备，进一歩包括气体湍流器，所述气体湍流器位于所述细长的外部容器与所述细长的内部容器之间。11.权利要求I所述的设备，其中所述原料进料器是活塞。12.下吸式气化方法，包括步骤 提供装载机构干线； 提供干燥区域； 提供塑化区域；提供热解区域； 提供燃烧区域； 提供重整区域； 提供排渣区域； 供应原料； 用装载机构驱动所述原料通过所述装载机构干线和通过所述干燥区域、热解区域、燃烧区域、重整区域和排渣区域中的每ー个...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·Y·斯特瑞扎克，
申请(专利权)人：帕沃韦斯特气化公司，
类型：
国别省市：