裂解装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种裂解装置，包括：静态裂解腔室，包括限定原料接触表面的内表面界定的，其中，所述腔室被加热使得原料接触表面基本被维持在所需的温度；所述腔室还包括进口和出口；原料输送装置，用于将原料从进口运送到出口，其包括：位于进口下方和出口上方的盛料盘，用于接收从进口落下的原料，盛料盘上设置有邻近于燃料接触表面的孔洞；以及原料推动部件，能将盛料盘上的原料移送至原料接触表面，直至原料穿过盛料盘中的孔洞落下为止。本发明专利技术的有益效果包括：降低了制造和维护成本，提高了裂解气化器安全级别，改善了气体产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于含碳物质的气化过程的设备。气化过程包括对含碳原料(fuel)执行裂解(也被称作“脱挥发分作用(devolatilisation)”)。
技术介绍
裂解涉及到在无氧状况下进行碳链(原料)的热裂过程。该热裂过程实质上将原料分解成三部分：气体、油和焦炭(carbon char)。这些产品可以被广泛使用在多种领域。但是，裂解单元通常比较昂贵和复杂。比较常见的裂解单元是回转窑炉式，这种裂解单元需要很复杂的气体密封件以阻止空气进入回转的裂解腔室，以防止爆炸和回火现象等风险。在回转式炉单元中，炉体实际上沿着水平的轴线转动，重力使得原料下降至回转炉内下部。所以，回转炉上部在回转至上方时获得热量，而回转至底部时将把热量传递给原料。因此，在该单元中形成了明显的温度梯度，这种温度梯度会影响在回转炉中的热化学反应，这导致所产生的气体的质量的下降，同时会增加蒸馏器材料应力，这缩短了其使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的实施例能够减少制造和维护成本。本专利技术的实施例能进一步提升裂解汽化器的安全性并改善气体的品质。本专利技术的实施例为可用来处理废弃材料，例如，废木材、其他农业废弃物，和/或者用过的车辆轮胎。任何含碳废品均可经过本专利技术的实施例处理，以便产生可以被直接燃烧或被气化而产生能量的生物燃料。本专利技术一个方面的实施例包括用于原料裂解的裂解装置(设备)，其包括：静态的热裂解腔室，该腔室包括由内表面界定的原料接触表面，其中，所述腔室被配置为被加热，以便所述原料接触表面基本维持在所需的温度；所述腔室还包括原料进口和原料出口；以及原料传送装置，其用于将原料从所述原料进口移送至所述原料出口，所述原料传送装置包括：所述腔室内的盛料盘(shelf)，其在原料进口下方和原料出口上方，用于接收从原料进口落下的原料，所述盛料盘上在燃料接触表面附近设置有孔洞；以及原料推动部件(fuel contact member)，被设置成能将盛料盘上原料移送至原料接触表面，直至原料从盛料盘中的孔洞落下为止。所述原料推动部件围绕所述腔室运送原料，使得原料与所述原料接触表面接触。当原料与原料接触表面接触时，原料被加热至所需的温度。在腔室内，气体环境是缺氧的。因此，原料不会被燃烧，而是被裂解。该实施方式使得所述腔室外壳(outer wall)的内表面(原料接触表面)的温度变化处于最低水平，因为原料在所述内表面的大部分表面上经过，因此能更均匀的传递热量，这使得所述外壳能保持恒定的温度，并使原料恒定(consistent)地加热。因此，腔室上由于温度的变化产生的热应力可被降低或消除。由于裂解腔室受热面得到更持久恒定的温度，气体产品的品质得到了提升。用于腔室的合适材质除了别的以外还包括：不锈钢、耐候性钢、或基础的碳钢。不锈钢在空气中具有高抗氧化性能和抗酸性的优点。而耐候性钢和基础碳钢则提供了一种用于较低温度的热裂解的更好的成本效果材料。为了监控原料接触表面和各个盛料盘的温度和温度变化，可以在其上连接热电偶元件。优选的是，在原料接触表面上分散布置数个这样的热电偶，以便检查温度分布是否与原料的吞吐量和原料推动部件的运行速度一致。可选择地，原料推动部件包括被安装成相对于盛料盘旋转的推料桨(pusher paddle)。原料推动部件可包括一个或多个桨叶(推料臂)，用于围绕裂解腔室沿燃料接触表面推动原料。所述一个或多个桨叶的位置被设置成在桨叶将原料从原料落到盛料盘上的位置点推动直到原料通过盛料盘中的孔洞落下为止的一次旋转内促使原料在尽可能最长的时间内接触原料接触表面。具体而言，例如，原料从原料进口落入盛料盘。随后，推料桨移动以便将原料推过盛料盘上直到原料被推到与原料接触表面接触为止。但实际上，并非所有的原料可以立即与原料接触表面进接触。不过，随着部分原料在加热过程中被分解，其顺着燃料接触表面向下流动，以便欠处理的原料与原料接触表面接触。在圆柱型裂解腔室中，因为推料桨旋转轴与原料接触表面径向距离恒定，因此当推料桨相对于盛料盘旋转时，要求推料桨与盛料盘的距离能有最低限度的调整。优选的是，推料桨叶的数量根据待处理的原料量设置。原料会随着桨叶的转动而趋向于聚集在推料桨前方。因此，可适量增加推料桨叶数量，以保证原料不会堆积到原料超过推料桨溢出的位置。控制推料桨相对于原料的量的数量，可使得原料以可预测、可重复的方式围绕裂解腔室运送。可选择地，盛料盘是腔室内的多个这种盛料盘之一。所述多个盛料盘中的第一盛料盘定位成用于从原料进口接收原料，所述多个盛料盘的另一个或更多的盛料盘位于第一盛料盘与原料出口之间，其中，在每个盛料盘上的孔洞都相对相邻的盛料盘的孔洞位置有偏移，并且每个盛料盘上都设有原料推动部件，用以移动在该盛料盘上的原料。在重力作用下，原料通过原料进口进入裂解腔室并落在第一盛料盘上。这部分原料随后被原料推动部件围绕第一盛料盘并顺着与该盛料盘相邻的原料接触表面推动，直到原料穿过孔洞落下。这部分原料随后落至下一个盛料盘，在这里，原料将再一次被原料推动部件围绕该下一个盛料盘并顺着与该下一个盛料盘相邻的原料接触表面推动。原料随后经过该盛料盘中孔洞落到下一个(更低)的盛料盘或者到料出口。所述多个盛料盘的各个孔洞的偏移情况参考俯视图中的位置。每个孔洞布置在腔室圆周上不同的点，使得原料不会直接经过两个孔洞落到两个盛料盘中，但孔洞仅仅被最小地偏移以便使原料与原料接触表面尽可能多得接触。可选择地，裂解装置还包括了配置成在腔室内的旋转的轴，其中，所述或每一个原料推动部件都与该轴连接并可随之转动。所述或每一个原料推动部件都与优选(在平面中观察)位于裂解装置中心的轴连接。原料推动部件旋转的速度决定了原料将多快经过裂解装置，也就是决定了原料的驻留时间。盛料盘的数量也是一个决定驻留时间的因素。带有所述或每个原料推动部件的轴的旋转使得裂解室中的所有原料以同样速度被处理并且具有相同的驻留时间。所述轴的旋转速度可从腔室外部进行控制。可选择地，轴还包括高度调整装置，用于调节和设置所述轴的所需高度。可取的是，可调节轴相对于腔室的位置(轴的高度)，这也会影响原料推动部件的高度。优选的是，原料推动部件应该定位成刚好高于所述或每个盛料盘，以便在不增加原料推动部件和每个盛料盘之间的摩擦力前提下有效地移送原料。可选择地，原料进口包括第一旋转阀，用于在使得原料进入腔室时，阻止氧气进入腔室。缺氧环境是热裂解反应的关键。防止任何氧气进入裂解腔室是非常困难的。但是，为了在原料进入时尽可能阻止氧气(和任何卤素)进入，在原料进口使用旋转阀可以改善裂解工艺。隔离阀可以与旋转阀结合使用以便进一步减少氧气的进入腔室。可替代地，或结合地，原料可以使用一种压实螺旋传送方法或压缩原料进料系统被输送至腔室，这种螺旋传送方法使得固体屏障防止气体进入。可选择地，原料出口包括第二旋转阀，被配置成允许固体裂解产物从腔室排出同时防止氧气进入腔室。为了使得裂解的固体产物(主要是焦炭，但取决于原料，也可能出现其他固体产物/副产物)从腔室被排出的同时防止氧气进入腔室，可在原料出口处设置旋转阀。在原料出口处，焦炭具有粉末的连贯性(consistency)。同样的，隔离阀可以与旋转阀结合使用以便达到类似效果。一种压实螺旋传送装置也可以被用来抽取焦炭。旋转阀进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃料裂解的裂解装置，包括：静态裂解腔室，包括限定原料接触表面的内表面，其中，所述腔室被配置成被加热使得原料接触表面基本被维持在所需的温度；所述腔室还包括原料进口和原料出口；原料输送装置，用于将原料从原料进口运送到原料出口，其包括：所述腔室内的盛料盘，位于所述原料进口下方和所述原料出口上方，用于接收从原料进口落下的原料，所述盛料盘上设置有邻近于所述燃料接触表面的孔洞；以及原料推动部件，被配置成能将所述盛料盘上的原料移送至所述原料接触表面，直至所述原料穿过所述盛料盘中的孔洞落下为止。

【技术特征摘要】
2016.06.10 GB GB1610158.61.一种用于燃料裂解的裂解装置，包括：静态裂解腔室，包括限定原料接触表面的内表面，其中，所述腔室被配置成被加热使得原料接触表面基本被维持在所需的温度；所述腔室还包括原料进口和原料出口；原料输送装置，用于将原料从原料进口运送到原料出口，其包括：所述腔室内的盛料盘，位于所述原料进口下方和所述原料出口上方，用于接收从原料进口落下的原料，所述盛料盘上设置有邻近于所述燃料接触表面的孔洞；以及原料推动部件，被配置成能将所述盛料盘上的原料移送至所述原料接触表面，直至所述原料穿过所述盛料盘中的孔洞落下为止。2.根据权利要求1所述的裂解装置，其中所述燃料接触部件包括被安装用来相对于所述盛料盘旋转的推料桨。3.根据权利要求1和2所述的裂解装置，其中所述盛料盘是所述腔室内的多个盛料盘之一，所述多个盛料盘的第一盛料盘布置成用于从所述原料进口接收原料，并且所述多个盛料盘的另一个或多个盛料盘布置在所述第一盛料盘和所述原料出口之间，其中限定于每个盛料盘中的孔洞相对于紧邻的盛料盘上的孔洞偏移，并且每个盛料盘上都设置有原料推动部件，以便移送该盛料盘上的原料。4.根据任意前述权利要求所述的裂解装置，其还包括在所述腔室内被配置用于旋转的轴，其中所述或每个原料推动部件被...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·斯坦，
申请(专利权)人：艾美斯方案投资有限公司，
类型：发明
国别省市：维尔京群岛;VG