专利名称：用于连续操作热解反应器的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于排除和防止氧气或包含氧气的任何气体混合物(例如空气)流入热解反应器的反应器内部的装置，其设计成连续操作。反应器包含用于除去在热解过程期间释放的气体的装置以及除去剩余产品(例如油剩余产品和残渣)的装置。
背景技术：
用于隔离可燃材料的气体发生器是众所周知的现象，尤其是以之前使用的形式并且例如它们仍用于某些工厂来生产民用燃气。其基本概念是相同的，即增加温度的厌氧隔离，以及处理释放的气体和剩余产品。然而，情况是至今已经从详尽的调查而确定，迄今为
止没有人成功地生产实际上连续操作的热解反应器。对于这种令人遗憾的情况，空气或游离氧气非故意地与经受热解的材料接触，这不可避免地导致爆炸起火。基础的教科书物理教导了燃烧(更普通地说着火)需要满足的三个条件首先接近可燃材料，其次达到可燃材料的燃点温度，第三具有需要量的游离氧气。然后，在热解反应器或气体发生器进行什么呢？答案是条件必须为厌氧过程产生，更精确地除了通入游离氧气以外所有燃烧的条件存在的过程。因为没有人成功生产连续热解可燃材料的气体发生器，迄今为止已经工作的设计的特征在于它们必须分批操作，即，热解反应器加载一组可热解材料，该组可热解材料然后同时在无氧条件下被加热，该过程期间释放的气体被处理。在热解过程期间，热解反应器不透气地完全密封以密封爆炸过程。此后要求延长的冷却使气体发生器中的温度下降到热解之后保留的剩余物在热解反应器打开时游离氧气进入时不自发点燃的水平。这不是(曾经也不是)特别良好的过程，尤其是因为其包含与加载、加热和冷却有关的大量处理。能量效率也不是良好的。
发明内容
因此本发明的重要目的是提出一种装置，利用连续操作反应器要求的该装置，确保了游离的或受约束的氧气不经过装置进入热解反应器，其首先用于除去过程释放的气体，其次用于除去释放的残渣和剩余材料产品和凝结物，第三排出油剩余产品。该目的由根据本发明的装置实现，其为了气体，残渣，剩余产品，凝结物和油剩余产品具有连接到反应器或水容器(lock)的至少一个洗涤器，其为了气体部分连接在至少一个排气泵之前，排气泵转而布置成维持热解反应器中的气压，其对应于热解反应器周围的大气压力。因为气体和其他排放部分通过液体(例如水)排出，并且因为气体压力大于或基本上等于环境大气压力，允许游离的或受约束的氧气流入热解腔室后面的所有条件被消除。在本发明的进一步开发的实施例中，相应的液体容器具有龙头用于排出在相应液体容器底部以上一定水平处产生的气体凝结物。这防止了液体容器填满其宽度并且因此不再以预计方式操作。根据本发明的另一进一步开发的实施例，在热解过程期间与厌氧隔离相关地释放的所有其他产品均具有它们自己的隔离单元。用于残渣的隔离单元包含中间存储器以及布置在其后的氧气和空气密封的液体容器，该中间存储器通过管道中的螺杆传送器从相关出口斜槽进给，根据其填充的程度，通过在中间存储器底部处基本上水平布置的螺杆传送器，中间存储器用于间歇排出，从液体容器底部，浸入液体中的螺杆传送器在其一端转动经过以将所有残渣排出到周围区域中。在此布置中，没有空气或其他氧化合物有机会从后面进入热解腔室并在该处引起起火(在这种情况下很可能伴随爆炸)。根据本发明的另一进一步开发的实施例，设计用于油凝结物和其他剩余产品的隔离单元具有排放斜槽，其布置在热解反应器的最下端，其中基本上水平的螺杆传送器定位成传送这些产品的混合物到中间存储器，在其底部具有进一步基本上水平的螺杆传送器用于间歇传送混合物到氧气和空气密封液体容器，该容器具有可关闭阀来排放产品到周围区域。因为油凝结物和其他剩余产品的量较小，该清空系统没有连续操作被要求，但是因为其仍必须处理，这种特殊处理装置被开发使得即使在这种情况下确保了既没有空气也没有其
他氧化合物在热解期间能够进入热解反应器。在本发明的进一步开发的实施例中，用于残渣的排放点包括第一螺杆传送器，其在液体容器中液体表面下降下的下降管道旁边开口，其中具有传送器螺杆，其部分浸入液体中用于排放变湿的残渣产品到向周围区域开口的罐中。因为残渣(其主要包括炭黑)构成了成分的大部分，其中被引入热解腔室的材料在该过程期间被隔离，能够连续操作的装置被需要用于该部分。为此目的，部分浸入液体的并且因此相对于水平面倾斜组装的螺杆确保了尽管实际上过程是连续的，以优选地40至45rpm的速度旋转的缓慢旋转螺杆在液体表面下从不允许游离的或受约束的氧气的回流。
下面将在附图所示的优选的示例性实施例的基础上更详细地描述本发明，附图中
图I示意性示出了从其侧部穿过热解反应器的剖视图，
图2示意性示出了上面图I所示的同一反应器，
图3以热解反应器的纵向上的示意图更详细地示出了在反应器的另一端排出残渣的装置，以及
图4以剖视图更详细地示出了评估从带上垂落的剩余材料或液体部分的装置。
具体实施例方式图I示意性示出了用于连续操作的热解反应器100。应注意到整个反应器100以到水平面近似5度的倾斜角适合地布置。在反应器的进给端处具有进给斗1，在进给斗中材料(例如片段的汽车轮胎)向下进给。在进给斗I的底部处具有由马达2驱动的进给螺杆装置3，该装置以10至20度的倾斜推进片段的材料。在进给螺杆周围具有预加热套管5用于将材料加热到比100摄氏度低一些，从而首先使包含受约束氧气的任何水气从这里排出并且其次软化该材料使得其能够更容易被压紧。在进给螺杆装置3的上端具有喷嘴(未示出)用于供给氮气，因为氮气比空气和氧气都轻，其由于装置3的倾斜而位于氧气或空气之上，使得其将排出进给斗I处存在的任何氧气或空气。除了用于氮气的上述喷嘴，由至少一个马达4驱动的进一步的进给螺杆装置6 (利用在相同旋转方向被驱动的双螺旋7，但是比进给螺杆装置3速度更低)连接到进给螺杆装置3的上端。进给螺杆装置6的一端8被连接地布置，使得其紧密密封以防某些距离处的环境空气进入反应器腔室9，在其端部布置有腔盖10，其可在关闭位置和打开位置之间操作。当启动连续热解过程时腔盖9的功能是使能过程材料的初始压块的建立，所有氧气能够从腔盖排出使得其能够以上述方式分别被进给螺杆装置3和6向外驱动到进给袋。进给螺杆装置6之后是反应器腔室9，在其底部压块落到缓慢运动的传送带11上。校平犁块12布置在带11的初始部分，从而在带上均匀地分布压材料。在连续过程期间，被热解的片段保持在腔室9中大约3分钟，其中腔室在热区13中保持大约550摄氏度的基本上不变的温度。在热区13的顶部14中具有加热元件15，优选地为红外辐射类型的电加热元件，因为供给的热是辐射类型，这就是为什么热区13在热区13相应端部处由防辐射装置16划分界限。防辐射装置主要用于集中用于此目的的热区13中区域内的热排放。在通过区13的通道之后，存在用于热解的材料的剩余部分，其主要
包括炭黑，炭黑在传送带端部下落到布置在用于传送到密封氧气的中间存储器(未示出)的出口管道17中的传送器螺杆18，该中间存储器在需要的情况下即时被清空。用于热解的材料的某些比例将不可避免地以不希望的方式工作并且将在带11旁边落下，或者将附着到其上并将因此可能自发地在后面的阶段落下，同时材料沿带的下面定位。根据这发生的位置，发生的是其以预计的方式处理并且作为炭黑落出到管道17上，或者其以剩余材料的形式落到带11的下面。对于此极可能发生的事件，进一步的传送器螺杆18被布置在反应器腔室9底部，该螺杆进给这种材料以及任何液体部分到布置在反应器腔室9进给端处的出口 19，进给螺杆20从反应器腔室9进给这种材料到密封氧气的中间存储器，其像上述中间存储器一样，在需要的情况下即时清空。图2示出了热解反应器100，其从上看而不是像图I那样从其一侧看。从左边开始，示出了用于进给螺杆装置3的马达2，之后是进给斗1，然后是由预加热套管5围绕的进给螺杆装置3。装置3连接到进给螺杆装置6，其转而在装置6的出口端连接到腔盖10附近的反应器腔室9。连接到反应器腔室的首先是气体出口管21，由热解过程释放的气体经由气体出口管被处理，其次是用于炭黑等的出口管道17，第三是根据上面描述的用于剩余材料和液体部分的出口管道19。管道17和19，以及管21具有中间存储器功能，其要求不定期清空。这当然发生在没有给氧气或空气机会的情况下，就是说通过后门进入并且在热解腔室中分配过程。图3以热解反应器100的纵向方向上的示意图更详细地示出了在反应器远端排出残渣的装置。下落轴23在传送带11的端部具有其上开口 22并且设计成收集所有材料，除了已经经过反应器腔室并且基本上包括炭黑的小剩余部分。在下落轴23的底部具有螺杆传送器24，其设计成进给落下到轴中的材料到中间存储器25。因为材料的量是小的，在中间存储器已经超出这种需要被清空的程度之前，热解反应器100能够操作相当长的时间(以小时计)。换言之，这种清空在已经从防过盈装置(以附图标记26标记)接收信号之后发生并且在之后执行。在中间存储器25的底部具有另一螺杆传送器(以附图标记27标记)，其将中间存储器的内容物进给到液体槽，优选地为水容器，内容物从中间存储器落入水容器中并且在其底部29沉积。在水容器28的底部具有进一步的并且在该出口具有最终螺杆传送器30，其从其进给端向上倾斜装配。因为该倾斜装置，螺杆传送器30变成水容器28的一部分，并且将仅将固体材料向外传送到在传送器30另一端的适于此目的的装置，用于进一步对构成上述处理结果的部分进行处理。最后，图4示出了装置的剖视图，其用于将从带落下的剩余材料和包含浓缩油的可能液体部分排出以用于进一步处理。出口 19在此图与被称作下落斜槽31结合并且在某些程度上在热解腔室100的另一端是下落轴23的原型，其还包含“破口 ”32，所述油从该破口下落或向下进入下落斜槽31，因为热解腔室朝向有问题的端部的稍微倾斜，其中斜槽它们与已经在计划外的点从带11落下的剩余产品混合，如上所述，并且通过螺杆传送器20向外传送到中间存储器33。中间存储器33 (其可包括任何液体密封的和足够大的罐)在其底部通过水平布置的进一步的螺杆传送器35被清空到液体容器36。该液体容器36用于通过打开和关闭用于此目的的阀37而间歇清空，从该容器管道进给从其排出的材料到罐38用于向前传送剩余材料以进一步使用或回收。布置用于连续操作的热解反应器100朝向进给端向下倾斜。进给斗I是足够大使得连续操作能够被维持而没有任何实际问题。马达2是这种类型使得其的速度能够变化，从而朝向双螺旋7的有效压缩能够在所有条件下被保证，而不管进给到其中的材料类型。为了有效压缩，并且为了确保所有水分从用于热解的材料排出，该材料在反应器腔室9的热区13的腔盖10前面应达到120摄氏度的预加热温度。腔盖10是加载到打开位置的弹簧，但是只要布置在进给螺杆装置6的传送器管道中的氧气检测器(未示出)指示在管道的压缩区或热区13中具有氧气就会由锁(未示出)保持关闭。该氧气检测器还通过适于此目的的计算机和相关软件控制是否供给氮气。例如，如果在进给螺杆装置的任一马达2，4发生故障，所有进给和加热元件15被关闭，具有根据预计使用布置的主动控制装置(未示出)的腔盖10也是如此。在这种条件下，适当的是在进给螺杆管道和反应器腔室9中维持氮气气氛直到其中的温度已经下降得足够使得在用于热解的材料中不再有起火的风险。热区13中的温度(其通过在其顶部装配的加热元件维持)通过温度调节装置和计算机中的软件控制，使得保持在大约550摄氏度+/-5摄氏度，由于这样在其经过热区13时尽可能完成供给的且通过犁块12校平的材料的排气。本发明不应被认为是由其优选实施例的这种描述所限制，而是仅应认为由所附权利要求限制。
权利要求
1.一种用于连续操作热解反应器的装置，利用所述用于连续操作热解反应器的装置，排除或防止了氧气或包含氧气的任何气体混合物，例如空气，流入所述反应器的内部，所述反应器包含进给装置(I，2，3，4，5，6，7，8)，具有推进或传送带(11)的热解反应器(9 )，以及用于处理隔离产品的装置(21，17，19)，所述隔离产品例如是热解产生的残渣，油凝结物和剩余产品，其特征在于，为了用于热解期间释放的气体，所述用于连续操作热解反应器的装置具有洗涤器或液体容器，其连接到所述反应器，所述洗涤器或液体容器在至少一个排气泵之前联接到紧随反应器之后的装置(21)，所述排气泵布置成对应于所述热解反应器(9)周围的大气压力来维持所述热解反应器(9)中的气压。
2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述水容器包括龙头以引导在所述液体容器底部以上一定水平处的气体凝结物。
3.如权利要求I所述的装置，其特征在于，在热解过程期间与厌氧隔离相关地释放的所有其他产品均具有它们自己的隔离单元，其中为了用于残渣，所述隔离单元包括中间存储器以及布置在其后的氧气和空气密封的液体容器，所述中间存储器通过管道中的螺杆传送器从所述热解反应器上的相关出口斜槽进给，其中所述中间存储器根据其填充的程度，通过螺杆传送器，间歇清空到在所述中间存储器底部处基本上水平布置的液体容器，浸入液体中的螺杆传送器从所述液体容器底部延伸以进给所有残渣到周围区域。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，设计用于油凝结物和其他剩余产品的隔离单元包括排放斜槽，所述排放斜槽布置在所述热解反应器的最下端，其中基本上水平的螺杆传送器被提供用于传送这些产品的混合物到中间存储器，在其底部具有进一步基本上水平的螺杆传送器以用于间歇传送混合物到氧气和空气密封液体容器，该容器具有可关闭阀来排放产品到周围区域。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，用于残渣的排放点包括第一螺杆传送器，其接近下降管道开口，所述下降管道在液体容器中的液体表面之下降下，其中具有传送器螺杆，其部分浸入液体中用于排放变湿的残渣产品到向周围区域开口的罐中。
全文摘要
本发明涉及连续操作热解反应器的装置，其用于排除或防止了氧气或包含氧气的任何气体混合物，例如空气，流入热解反应器的内部或反应器中，反应器包含进给装置(1，2，3，4，5，6，7，8)，具有推进或传送带(11)的热解反应器(9)，以及用于处理隔离产品的装置(21，17，19)，所述隔离产品是热解产生的残渣，油凝结物和剩余产品。为了热解期间释放的气体，装置具有洗涤器或液体容器，其连接到反应器，洗涤器或液体容器联接到紧随反应器之后的装置(21)，但是在至少一个排气泵之前，所述排气泵布置成应于热解反应器(9)周围的大气压力在热解反应器(9)中产生气压。
文档编号C10B53/07GK102803440SQ201080026955
公开日2012年11月28日 申请日期2010年6月8日 优先权日2009年6月16日
发明者拉斯·约翰森 申请人:拉斯·约翰森