用于有機(jī)材料熱分解的反應(yīng)器制造技術(shù)

一種用于有機(jī)材料熱分解的反應(yīng)器，包括由導(dǎo)熱材料制成的壓力容器(1)，所述壓力容器具有不透水的底部(2)和氣密蓋(3)，以及至少一個(gè)用于通過分解釋放的物質(zhì)來移除的出口(4)。所述容器(1)的所述底部(2)向內(nèi)凹陷，以便在所述反應(yīng)器內(nèi)形成至少一個(gè)用于向待處理材料層供熱的突出物(6)，所述突出物(6)的下部由所述容器(1)的中空凹槽(8)和隔板(9)包圍，其位于所述反應(yīng)器高度的1/10至1/3處，并包含多個(gè)自由流動(dòng)的開口(10)。所述反應(yīng)器包括一根氣管(11)，所述氣管通過所述反應(yīng)器蓋(3)供給，并向下穿過所述反應(yīng)器內(nèi)部的空間，在那里穿過所述隔板(9)并打開進(jìn)入所述隔板(9)下方的所述凹槽(8)。槽(8)。槽(8)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
用于有機(jī)材料熱分解的反應(yīng)器


[0001]提出的解決方案涉及一種用于插入熱室的反應(yīng)器，以及在不接觸氧氣的情況下對(duì)有機(jī)材料進(jìn)行熱分解。

技術(shù)介紹

[0002]進(jìn)行材料的熱分解，即熱分解，以獲得可用的產(chǎn)品。作為熱分解的一種特殊變體，對(duì)于有機(jī)材料，通常選擇熱解，在熱解過程中，沒有氧氣，因此沒有燃燒。材料的分解是由高溫和高壓引起的，高溫和高壓是根據(jù)材料的成分以及所需產(chǎn)品的類型和質(zhì)量選擇和不斷調(diào)整的。將待處理的材料放置在封閉的加熱空間中，例如熔爐室，在所述空間中，材料經(jīng)受高溫，同時(shí)從加熱空間排出氣體進(jìn)行進(jìn)一步處理。優(yōu)選地，所述材料處于允許良好熱訪問的處理中，例如以粉碎或研磨顆粒的形式。材料加熱時(shí)產(chǎn)生的氣體隨著材料溫度的升高而改變其成分。揮發(fā)性物質(zhì)、水和惰性氣體逐漸釋放。眾所周知，在高溫下，根據(jù)起始材料的成分和壓力條件的不同，可用于能源的高碳?xì)浠衔锖康臍怏w會(huì)從這些材料中釋放出來。已知這些材料熱分解過程的原理以及根據(jù)特定的熱分解溫度和壓力通過熱分解獲得的餾分的組成。然而，問題是要實(shí)現(xiàn)這些熱分解過程的良好經(jīng)濟(jì)性。為了獲得經(jīng)濟(jì)效益，有必要選擇一種良好的材料加熱方式，特別是批量、材料受熱時(shí)間和壓力。然而，這不僅取決于這些因素，還取決于材料加工層的厚度及其分布、加熱器的位置或供應(yīng)熱量的熱交換表面、熱源的良好選擇等。這還與缺乏最佳裝置有關(guān)。目前，待處理的材料被引入反應(yīng)器中靠近周圍空間的熱室，從而確保氧氣進(jìn)入的最大限制。通常使用的反應(yīng)器不是連續(xù)操作而是分批操作的，因?yàn)樗鼈儽冗B續(xù)反應(yīng)器更容易操作，并且因?yàn)樗鼈冊试S更完美地處理材料。從熱處理后的原批次材料中，反應(yīng)器中只剩下一種固體殘?jiān)?，其形式為燒焦顆粒，或燒焦骨架，其主要成分為碳的含碳顆粒分解成碎屑。
[0003]加工原料的充分分解仍然是生態(tài)思維和廢物處理工作的一個(gè)問題。在加熱過程中，材料沉淀成硬塊，硬塊可能有外殼，也可能沒有外殼，這嚴(yán)重阻礙了熱量進(jìn)入材料層，并限制了材料的滲透性，以排出熱分解產(chǎn)生的物質(zhì)。
[0004]例如，根據(jù)申請(qǐng)PCT/CZ2013/000133(CZ專利304 835)，已知用于生產(chǎn)電力工程燃料的裝置，這批材料以移動(dòng)罐的形式放置在反應(yīng)器的空腔中，移動(dòng)罐由一個(gè)底部平坦或圓形的壓力容器和一個(gè)蓋組成，蓋上有一個(gè)與氣管線相連的氣體出口。所述反應(yīng)堆具有傳統(tǒng)壓力容器的典型形狀，具有圓柱形壁和弧形凸底，或具有平底。反應(yīng)器的內(nèi)部是空的、光滑的，沒有隔板、突出物或任何其它附件。所述材料沉積在所述反應(yīng)器的底部。所述反應(yīng)器的缺點(diǎn)是，在分解過程中，材料在反應(yīng)器下部的高層中沉淀并增厚。高密度層可防止完美的傳熱和釋放物質(zhì)的逸出。材料也可能燒結(jié)。隨著熱分解過程的繼續(xù)，材料的滲透性會(huì)惡化，這會(huì)導(dǎo)致分解過程的減慢和材料中物質(zhì)的不完全排放。
[0005]文件CZ專利305,015描述了適用于連續(xù)熱解過程的反應(yīng)器的使用。根據(jù)本專利的反應(yīng)器呈垂直體的形式，具有圓柱形壁，所述圓柱形壁具有帶液體傳熱介質(zhì)的中空殼體、材料的上部料斗和材料的下部出口。內(nèi)部內(nèi)置中空加熱器，繞過加工材料。這些空心加熱器充
滿液體傳熱介質(zhì)，在反應(yīng)器外部有入口和出口。在頂部和底部，這些加熱器形成具有錐形上表面的加熱室。在反應(yīng)器高度的中間有一個(gè)加熱的管道，它在反應(yīng)器的壁周圍以及反應(yīng)器中間有材料通道。反應(yīng)器中的內(nèi)置加熱器形成一個(gè)傾斜表面系統(tǒng)。待處理材料的路徑一方面由加熱器的傾斜表面形成，另一方面由加熱器和反應(yīng)器加熱壁之間的通道形成。從上面，將材料倒入反應(yīng)器，反應(yīng)器中的反應(yīng)器在加熱的斜面上分層成薄層。材料落在受熱面上后，隨后在重力作用下移動(dòng)，并沿各種受熱面向下擴(kuò)散。在材料通過反應(yīng)器自上而下擴(kuò)散的過程中，材料被加熱，逸出的氣體熱分解產(chǎn)物通過反應(yīng)器的側(cè)壁排出。下面是從中取出干殘?jiān)某隹?。所述解決方案的缺點(diǎn)是無法處理除液體或松散顆粒以外的材料。另一個(gè)缺點(diǎn)是，由于反應(yīng)器中的材料不會(huì)停止，并且越來越多的材料不斷流入和流出，因此只有成分恒定的材料混合物被排出，并且隨著時(shí)間的推移，熱解產(chǎn)物不會(huì)持續(xù)顯著不同。在連續(xù)過程中，加工材料也沒有完全分解，因此最終產(chǎn)品中存在許多混合和壓艙物，這限制了使用產(chǎn)品的可能性。在反應(yīng)器中，材料粘附在加熱器的熱表面并堵塞通道的風(fēng)險(xiǎn)很高。通過粘附材料表面的熱傳遞顯著惡化。通道堵塞與材料不必要的局部過熱和可能的爆炸風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。為了避免這些風(fēng)險(xiǎn)，必須對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行密切監(jiān)控，過程經(jīng)常中斷，并對(duì)裝置進(jìn)行拆卸、清潔和其它維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0006]提出的解決方案消除了上述缺點(diǎn)。用于有機(jī)材料熱分解反應(yīng)器是由導(dǎo)熱材料制成的壓力容器，具有不透水的底部和氣密蓋。反應(yīng)器蓋設(shè)有至少一個(gè)出口，用于分解釋放的物質(zhì)。新解決方案的原理是反應(yīng)器底部向內(nèi)凹陷，以便在反應(yīng)器內(nèi)部形成至少一個(gè)突出物，用于在待處理材料層內(nèi)供應(yīng)熱量。
[0007]包含或至少幾個(gè)突出物中的至少一個(gè)突出物優(yōu)選位于反應(yīng)器底部的中部，在這種情況下，它延伸到反應(yīng)器高度的1/10至1/2。下面只提到一個(gè)突出部分，因?yàn)榉磻?yīng)器中只有一個(gè)突出部分的可能性最大。
[0008]突出物可具有圓錐形或其它合適形狀。優(yōu)選地，突出物具有圓柱形壁。
[0009]至少突出物的下部優(yōu)選地被中空凹槽包圍，所述中空凹槽在底部由反應(yīng)器底部限定，在頂部由分隔反應(yīng)器內(nèi)部空間的隔板限定。
[0010]隔板位于反應(yīng)堆高度的1/10和1/3處。
[0011]優(yōu)選地，隔板位于比突出物到達(dá)的高度低的位置，以便突出物在隔板上方突出。
[0012]反應(yīng)器的進(jìn)一步設(shè)計(jì)使得隔板可包括至少一個(gè)自由流動(dòng)開口，而反應(yīng)器配備有至少一根氣管，所述氣管穿過反應(yīng)器蓋并向下穿過反應(yīng)器內(nèi)的空間，在所述空間中穿過隔板并導(dǎo)入隔板下的凹槽中。
[0013]作為自由流動(dòng)開口，隔板可包含例如螺旋切口或徑向切口等。優(yōu)選地，隔板包括多個(gè)自由流動(dòng)開口。自由流動(dòng)開口是指隔板中的所有自由開口，即不作為突出物密封通道的開口。
[0014]優(yōu)選地，反應(yīng)器具有至少一個(gè)用于在蓋上操作的手柄，所述手柄位于氣管從其出來的位置以外的位置。
[0015]擬建反應(yīng)器設(shè)計(jì)用于熱分解、熱解含有碳化合物的有機(jī)物質(zhì)，如橡膠、塑料、生物質(zhì)、污水污泥等。因此，它可用于多種廢物的二次處理，如PET瓶、一般塑料廢物、廢舊輪胎、
農(nóng)業(yè)廢物、食品廢物、各種添加劑、肥料、氣體燃料、工業(yè)用油和潤滑劑、氫氣、活性炭和其它吸收劑、顏料、復(fù)合材料等產(chǎn)品可通過使用擬建反應(yīng)器進(jìn)行熱分解獲得。可以生產(chǎn)各種工業(yè)半成品，例如碳?xì)浠衔?、用于生產(chǎn)其它物質(zhì)(如聚丙烯)的餾分、用于石化的液體產(chǎn)品、用于農(nóng)業(yè)的固體產(chǎn)品。
[0016]所述反應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是提高熱分解過程的經(jīng)濟(jì)效率。當(dāng)反應(yīng)器從外部加熱時(shí)，熱量從下方流入突出部分，并進(jìn)一步通過突出部分進(jìn)入材料層。因此，通過突出物，不僅可以從反應(yīng)器的壁和底部周圍的層供應(yīng)熱量，而且可以直接在被處理材料的中間供應(yīng)熱量。通過將活化介質(zhì)引入反應(yīng)器并以受控方式驅(qū)動(dòng)其通過分解材料的可能性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的更好傳熱，并改善材料中產(chǎn)物的釋放和排放。它還可以防止材料過度沉降、燒結(jié)和形成不需要的結(jié)殼。也可以通過控制惰性氣體的供應(yīng)來加速最終冷卻本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于有機(jī)材料熱分解的反應(yīng)器，其形式為具有不透水底部(2)和氣密蓋(3)的導(dǎo)熱材料壓力容器(1)，其中所述反應(yīng)器蓋(3)具有用于分解釋放物質(zhì)的至少一個(gè)出口(4)，其特征在于，所述容器(1)的所述底部(2)向內(nèi)凹陷，以便在所述反應(yīng)器內(nèi)形成至少一個(gè)突出物(6)，用于向待處理材料層供應(yīng)熱量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有機(jī)材料熱分解的反應(yīng)器，其特征在于，所述突出物(6)位于所述容器(1)的所述底部(2)的中間，并延伸至所述反應(yīng)器高度的1/10至1/2。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于有機(jī)材料熱分解的反應(yīng)器，其特征在于，所述突出物(6)具有圓柱形壁。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有機(jī)材料熱分解的反應(yīng)器，其特征在于，所述突出物(6)的至少下部由中空凹槽(8)包圍，所述中空凹槽(8)由所述容器(1)的所述底部(2)限定，并且在頂部由分隔所述反應(yīng)器內(nèi)部空間的隔板(9)限定。5.根據(jù)權(quán)利要求4所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：皮特，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西奧多設(shè)計(jì)公司，
類型：新型
國別省市：