热分解方法和热分解装置制造方法及图纸

一种热分解方法和热分解装置，根据所述方法，在第一阶段和第二阶段，反应器(1)的加热从所述反应器(1)的下方和侧面同时进行，然后仅从下方加热到所述反应器(1)的1/10至1/2高度。热量也直接供应到材料中间。物质的释放通过供应蒸汽激活，最终冷却通过供应氮气加速。所述装置的热室(2)包括加热槽(8)、空心环(9)、所述反应器(1)的底座(4)、高度段(301、302、303)和所述底座(4)底部的加热器(3)以及温度调节壳体(10)。所述圆柱形反应器(1)在底部具有中心突出物(13)，并在内部具有隔板(15)，优选穿孔并提供气管(17)。并提供气管(17)。并提供气管(17)。

【技术实现步骤摘要】
热分解方法和热分解装置


[0001]本专利技术涉及一种在不接触氧气的情况下对有机材料进行热分解的方法以及一种以这种方式进行热分解的设备。

技术介绍

[0002]对材料进行热分解，即热分解，以获得可用的产品。作为热分解的一种特殊变体，对于有机材料，通常选择热解，在热解过程中，没有氧气，因此没有燃烧。材料的分解是由高温和高压引起的，高温和高压是根据材料的成分以及所需产品的类型和质量选择和不断调整的。将待处理的材料放置在封闭的加热空间中，例如熔炉室，在所述空间中，材料经受高温，同时从加热空间排出气体进行进一步处理。优选地，所述材料经过良好的热导处理，例如以粉碎或研磨颗粒的形式。材料加热时产生的气体随着材料温度的升高而改变其成分。挥发性物质、水和惰性气体逐渐释放。众所周知，在高温下，根据起始材料的成分和压力条件的不同，可用于能源的高碳氢化合物含量的气体会从这些材料中释放出来。已知这些材料热分解过程的原理以及根据特定的热分解温度和压力通过热分解获得的馏分的组成。然而，问题是要实现这些热分解过程的良好经济性，这主要取决于加热设备和位于其中的反应器组合的结构解决方案。为了获得经济效益，有必要选择一种良好的材料加热方式，特别是批量、材料受热时间和压力。它还取决于材料加工层的厚度及其分布、加热器或提供热量的热交换表面的位置、热源的正确选择等。这也与缺乏最佳装置有关。加热室通常不会连续工作，在打开前，每批原材料都需要对其进行冷却。通常，加热空间的加热首先停止，但仍允许热量作用一段时间，然后允许空间自然冷却或人工冷却。在从处理材料中经济地耗尽可用气体介质后以及在冷却过程中，气体仍然可以从材料中逸出，因此，即使在这段时间内，气体通常也会被去除，在此之后，如果空间充分冷却到安全开启的温度，气体仍然存在和/或旋转的灰尘颗粒被吸出。从热处理后的原批次材料中，只有一种固体残留物以烧焦颗粒的形式留在工作空间中，或者烧焦的骨架从含碳颗粒(其主要成分为碳)分解成纸浆。
[0003]例如，在本专利技术的申请CZ PV 2010
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586中描述了上述方法。将体积为加热室0.1至0.9的橡胶废料放置在加热室中，关闭加热室，并将温度升高至350至400℃。通过冷凝器的冷凝回路，从加热室的气体中去除可燃液体冷凝液，以供进一步使用。至少40分钟后，但不是在橡胶废料重量下降超过15％之前，将腔室空间冷却至200℃以下。最后，打开腔室，并清除产生的固体残留物。橡胶废料热处理装置包括一个装有加热元件、冷却元件的腔室和一个带有流动源和冷凝器的冷凝回路。加热元件是由四个电螺旋组成的主体，带有一个公共盖，所述加热主体作为壳体放置在腔室内。在外部，腔室具有绝缘层。在第一个示例中，位于加热室中的肋管冷却系统，以及在第二个示例中，位于加热室至少两侧的隔墙被描述为冷却元件。隔墙和室壁之间有一个气隙，由流动空气冷却。冷凝回路配备有一个风扇，以确保气体介质从腔室循环至回路，并从回路返回腔室，还配备有冷凝收集容器。
[0004]所述方法和装置的缺点是不允许加工原料充分分解。加热器仅位于材料周围，或材料内部的一个位置，而没有从下方加热。在加热过程中，材料沉淀下来，形成蛋糕，蛋糕可
能有壳体，也可能没有壳体。这使得热量难以进入材料，并可能因产生的物质分解而离开，这延长了必要的加工时间，消除了离开物质成分选择性的限制。所述方法和装置不允许对除冷凝之外的热分解过程中产生的气体蒸汽和气溶胶进行其它处理，因此仅获得油而不提取可用的可燃气体。当腔室打开时，腔室中包含的残余烟气可能会泄漏到环境中。
[0005]申请PCT/CZ2013/000133(CZ专利304 835)描述了一种用于生产电力工程燃料的装置和方法，其中碳质材料在没有火焰的情况下通过热分解进行处理。所述批材料以移动式罐的形式放置在反应器的空腔中，移动式罐由一个底部平坦或圆形的压力容器和一个盖组成，盖上有一个与气体管线相连的气体出口。用于加热反应器的装置包括两个室，一个预热室和一个加热室。在预热室内，压力容器在60至120分钟内预热至90至120℃的温度，并去除热分解产生的气体混合物。然后将压力容器在关闭状态下转移至再热室，加热至更高温度，高达550℃，在此压力容器在2至5kPa的压力下再加热180分钟，排出产生的气体混合物以供进一步处理。加热室空间持续保持在加热状态，去除一个压力容器后，将另一个压力容器放置到位。预热室为储罐形式，充满液体传热介质，并包含一个或多个压力容器床。再热室还包含至少一个压力容器床。在再热室中，压力容器周围的侧壁由耐火粘土制成的陶瓷环和内置电加热器构成。大约环的下部3/5浸入一个槽中，槽中有一个充满液体传热介质的空心壳体，在槽中，环周围的侧面存储有额外的电加热器。这两个腔室相互连接，以便传热介质可以在它们之间循环。这种解决方案的缺点是需要用分解的材料重新定位反应器。在这样的重新安置过程中，反应器会意外冷却。除了重新定位所需的处理外，还必须断开并重新连接的废气管路。此外，处理热反应器需要额外的机械和一些安全措施。在分解过程中，材料在反应器的下部沉淀并增厚，形成一个高层。高密度层的致密化防止了完美的热传递和释放物质的逸出。强化加热仅在反应器周围的侧面通过电加热器进行，仅通过液体介质从下方加热不够快和有效。此外，在整个加热时间内，通过反应器整个高度上相同温度的加热器进行环加热，不会为沉降材料的经济分解提供最佳条件。上部在反应器中的空间周围过度加热，而下部材料被压实，加热速度较慢，需要相对大量的电能来充分加热并保持所需的热分解温度。
[0006]文件CZ专利305,015说明，经受热分解的材料适合分层成更薄或更薄的层。本专利仅通过连续方法对松散颗粒进行热分解。根据本专利的装置是一种垂直体形式的反应器，所述反应器具有圆柱形壁，所述壁具有带液体传热介质的中空壳体、材料的上部料斗和材料的下部排出口。内部有中空加热器，在加工材料周围流动。这些空心加热器充满液体传热介质，在反应器外部有入口和出口。在顶部和底部，这些加热器形成具有锥形上表面的加热腔室，并在中间高度处有一个加热管道，所述通道具有围绕反应器壁以及反应器中部的材料的通道。待处理材料的路径一方面由位于反应器内部的这些加热器的加热表面形成，另一方面由加热器和反应器加热壁之间的通道形成。从上面，将材料倒入反应器，反应器中的反应器在加热的斜面上分层成薄层。材料落在受热面上后，随后在重力作用下移动，并沿各种受热面向下扩散。在材料通过反应器自上而下扩散的过程中，材料被加热，逸出的气体热分解产物通过反应器的侧壁排出。下面是从中取出干残渣的出口。加热是通过加热反应器的空心壳体来进行的，也可以在反应器内部进行，其中材料路径由液体传热介质加热。反应器中的温度和压力根据待处理材料的成分和假定产品的成分要求保持和变化。所述解决方案的缺点是无法处理除液体或松散颗粒以外的材料。另一个缺点是，由于反应器中的材料
不会停止，并越来越多的材料不断流入和流出，因此只有成分恒定的材料混合物被排出，并随着时间的推移，热解产物不会持续显著不同。在连续过程中，加工材料也没有完全分解，因此最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不接触氧气的材料热分解方法，其中一批加工材料以导热材料制成的封闭压力容器的形式放置在反应器(1)中，之后，将所述反应器(1)置于预热的热室(2)中，在不接触氧气的情况下加热，并从所述反应器(1)顶部排出蒸汽、气体和热解气溶胶，所述反应器(1)中的分解过程根据起始材料类型和所述反应器(1)中温度和压力值的材料组成要求以及气体和液体产品的不同组成部分进行连续调节，其中所述处理至少分四个阶段进行，其中至少三个阶段由所述反应器(1)加热，以便：
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在第一阶段，将所述反应器(1)预热至90至120℃的温度，处理后的材料不含水蒸气和空气，
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在第二阶段，将所述反应器(1)加热至120至600℃，并从所述反应器(1)中去除热解产生的热解气溶胶和气态物质，
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在倒数第二阶段，所述反应器(1)的加热仅在保持达到最高温度的范围内进行，并从所述反应器(1)中去除热解产生的热解气溶胶和气态物质，
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在最后阶段，停止加热，然后将所述反应器(1)从所述热室(2)中去除，并去除残余材料，其特征在于，所述反应器(1)的加热在不同高度连续进行，在所述第一和第二阶段，所述反应器(1)的所述加热在所述反应器(1)的整个高度上从底部下方和侧壁周围同时进行，但从上方进行的加热除外；在所述倒数第二阶段，所述反应器(1)仅从底部下方和侧壁周围加热至所述反应器(1)高度的1/10至1/2。2.根据权利要求1所述的热分解方法，其特征在于，将所述分解的材料放置在所述反应器(1)一层中，在所述层中，在所述反应器(1)的1/10处，通过围绕中心突起物(13)散布材料至所述反应器(1)的凹底，在中间留下自由空间，在所述反应器(1)被加热之后，还通过在下方加热所述反应器(1)，并通过所述中心突起物(13)将热量传递到由此留下的所述自由空间，在材料层的中间提供热量。3.根据权利要求1和2所述的热分解方法，其特征在于，将所述分解材料放置在腔体上方的所述反应器(1)中，位于下部1/10至1/2所述反应器(1)中的所述隔板(15)上，然后通过所述隔板(15)下方的所述腔体传递热量，从下方加热所述材料，在所述反应器(1)的整个过程中，所述分解材料留在所述隔板(15)上的所述热室(2)中。4.根据权利要求3所述的热分解方法，其特征在于，将所述分解材料放置在具有多个孔(16)的所述隔板(15)上，并在所述第二和倒数第二阶段之间，第三阶段包括激活阶段，其中所述反应器(1)中的温度上升至560至700℃，同时上升至6至200kPa，在此温度和压力下，激活介质被输送至所述隔板(15)下方的所述反应器(1)，其在分散状态下允许从下方通过所述隔板(15)流入所述分解材料，并进一步向上流经所述分解材料，然后与所述反应器(1)外部释放物质的热分解一起排出。5.根据权利要求4所述的热分解方法，其特征在于，使用基于蒸汽的激活介质，所述激活介质在所述第三阶段期间以所述反应器(1)体积的3至5倍的量供给所述反应器(1)。6.根据权利要求4和5所述的热分解方法，其特征在于，在所述加热完成后的所述最后阶段，将氮气以1至2倍于所述反应器(1)体积的量引入所述隔板(15)下方的所述反应器(1)，所述氮气从下方通过所述挡板(15)向上供给，然后将其与所述反应器(1)外释放的其它物质一起从所述反应器中排出。
7.根据权利要求1至6所述的热分解方法，其特征在于，对于所述第一阶段，所述热室(2)预热至150至300℃的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮特，
申请(专利权)人：西奥多设计公司，
类型：发明
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