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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380022093.1(22)申请日 2013.04.23102012008458.7 2012.04.24 DEC10B 49/14(2006.01)C10B 53/07(2006.01)C10G 1/10(2006.01)B01J 19/24(2006.01)B01J 19/00(2006.01)(71)申请人 H施吕特地址 德国考丰根申请人 A汉德雷克(72)发明人 A汉德雷克(74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002代理人 李振东 过晓东(54) 发明名称用于汽化和 / 或清洁原始材料的反应器和方法(57) 。
2、摘要本发明涉及用于汽化和/或清洁原始材料(12)，尤其是用于解聚塑料材料 (12) 的反应器，其包括用于接受原始材料 (12)，尤其是塑料材料(12) 的反应器容器 (14)，金属浴 (26)，所述金属浴布置在反应器容器 (14) 内并且包括具有金属浴熔体温度 (T熔体) 的液态金属材料，多个填塞料(25)，所述填塞料至少部分地布置在金属浴 (26)内，和加热器，尤其是感应加热器 (18)，用于加热反应器容器(14)中的原始材料。按照本发明设置有金属浴中间贮存装置 (52)，所述金属浴中间贮存装置与反应器容器 (14) 相连接，用来从反应器容器 (14) 中排出至少一部分金属浴 (26) 并且。
3、将金属浴(26)送回反应器容器(14)内，并且包括输送装置(64)用来输送金属浴(26)，其中所述输送装置(64)具有增压单元(60)，借助所述增压单元通过施加气体压力 (p) 可以输送金属浴 (26)。(30)优先权数据(85)PCT国际申请进入国家阶段日2014.10.24(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/001222 2013.04.23(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/159915 DE 2013.10.31(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图2页(10)申请公布号 CN 1044。
4、71031 A(43)申请公布日 2015.03.25CN 104471031 A1/2 页21.用于汽化和 / 或清洁原始材料 (12)，尤其是用于解聚塑料材料 (12) 的反应器，其包括(a) 用于接受原始材料 (12)，尤其是塑料材料 (12) 的反应器容器 (14)，(b) 金属浴 (26)，所述金属浴- 布置在反应器容器 (14) 内并且- 包括具有金属浴熔体温度 (T熔体) 的液态金属材料，(c) 多个填塞料 (25)，所述填塞料至少部分地布置在金属浴 (26) 内，和(d) 加热器，尤其是感应加热器 (18)，用于加热反应器容器 (14) 中的原始材料，其特征在于，(e) 金属浴。
5、中间贮存装置 (52)，所述金属浴中间贮存装置- 与反应器容器 (14) 相连接，-用来从反应器容器(14)中排出至少一部分金属浴(26)并且将金属浴(26)送回反应器容器 (14) 内，并且- 包括输送装置 (64)，用来输送金属浴 (26)，- 其中所述输送装置 (64) 具有增压单元 (60)，借助所述增压单元通过施加气体压力(p) 能够输送金属浴 (26)。2.根据权利要求 1 的反应器，其特征在于，所述金属浴中间贮存装置 (52) 包括金属浴容器(54)，所述金属浴容器布置在反应器容器(14)下方，使得金属浴(26)能够至少部分地排放到金属浴容器 (54) 中。3.根据权利要求 2 。
6、的反应器，其特征在于，设置增压单元 (60) 以提高金属浴容器 (54)中的压力，尤其是气体压力 (p)，从而使金属浴 (26) 能够被压回反应器容器 (14) 内。4.根据前述权利要求之一的反应器，其特征在于，所述金属浴中间贮存装置 (52) 包括金属浴容器(54)，所述金属浴容器布置在反应器容器(14)上方，从而使金属浴(26)能够排放到反应器容器 (14) 中。5.根据权利要求 4 的反应器，其特征在于，设置增压单元 (60) 以提高反应器容器 (14)中的压力，尤其是气体压力 (p)，从而使金属浴 (26) 能够被压入金属浴容器 (54) 内。6.用于汽化和 / 或清洁原始材料 (12。
7、)，尤其是用于解聚塑料材料 (12) 的反应器 (10)的运行方法，其中所述反应器包括(a) 用于接受原始材料 (12)，尤其是塑料材料 (12) 的反应器容器 (14)，(b) 金属浴 (26)，所述金属浴- 布置在反应器容器 (14) 内并且- 包括具有金属浴熔体温度 (T熔体) 的液态金属材料，(c) 多个填塞料 (25)，其尤其是由铁磁材质制成的，(d) 加热器，尤其是感应加热器 (18)，用于加热反应器容器 (14) 中的原始材料，和(e) 金属浴中间贮存装置 (52)，所述金属浴中间贮存装置- 与反应器容器 (14) 相连接，- 包括输送装置 (64)，用来输送金属浴 (26)，-。
8、 其中所述输送装置 (64) 具有增压单元 (60)，该方法包括下述步骤 ：权 利 要 求 书CN 104471031 A2/2 页3(i) 提高金属浴 (26) 的金属浴 - 液面 (H填充)，使得在金属浴 (26) 上面漂浮的残留物(38) 进入溢出口，(ii) 通过溢出口 (36) 排出残留物，及(iii) 降低金属浴 (26) 的金属浴 - 液面。7.根据权利要求 1 至 5 之一的反应器 (10) 的运行方法，其特征在于，(i) 将金属浴 (26) 从反应器容器 (14) 输送到金属浴中间贮存装置 (52) 内，及(ii) 将金属浴 (26) 从金属浴中间贮存装置 (52) 输送到反。
9、应器容器 (14) 内，(iii) 其中借助气体压力 (p) 完成在步骤 (i) 和 / 或步骤 (ii) 中的输送。8.根据权利要求6或7之一的方法，其特征在于，金属浴温度介于350与600之间。权 利 要 求 书CN 104471031 A1/5 页4用于汽化和 / 或清洁原始材料的反应器和方法技术领域0001 本发明涉及用于汽化和 / 或清洁原始材料，尤其是用于解聚塑料材料的反应器，其包括 (a) 用于接受原始材料，尤其是塑料材料的反应器容器，(b) 金属浴，所述金属浴布置在反应器容器内并且包括具有金属浴熔体温度的液态金属材料，(c) 多个填塞料，所述填塞料至少部分地布置在金属浴内，和 。
10、(d) 加热器，尤其是感应加热器，用于加热反应器容器中的原始材料。此外本发明还涉及所述反应器的运行方法。背景技术0002 WO 2010/130404 公开了一种此类反应器和一种相应的方法并且用于解聚塑料材料，以便能够使塑料材料更加容易地再循环。0003 DE 10 2010 002 704 A1 描述一种用于持续热解有机原始材料的装置。有机原始材料是通过温度为大约480的锡浴输送，由此导致吸热热解反应。为了避免在运行时在锡浴中液面下降，与固态材料一起从反应器中运出的金属最终通过金属再循环装置被送回反应器中。所述装置同时还具有用于从外部输送附加金属的进料口。0004 在汽化或解聚时会留下残留物。
11、，它们粘附在填塞料上面。因此通常必须定期地清洁填塞料。在至今的反应器中取出填塞料是很繁琐的。发明内容0005 本发明的目的是，使填塞料的清洁变得容易。0006 本发明通过同类型的、具有金属浴中间贮存装置的反应器解决该问题，所述金属浴中间贮存装置与反应器容器相连接，用来从反应器中排出至少一部分金属浴并且将金属浴送回反应器容器内，并且包括输送装置用来输送金属浴，其中所述输送装置具有增压单元，借助所述增压单元通过施加气体压力可以输送金属浴。此外本发明还通过所述反应器的运行方法解决这个问题，其包括下述步骤 ：(i) 提高金属浴的金属浴 - 液面，使得在金属浴上面漂浮的残留物能够进入溢出口，(ii) 通。
12、过溢出口排出残留物和 (iii) 降低金属浴的金属浴 - 液面。0007 在本发明中有利的是，只有少量的反应器部件与金属浴发生接触。与在使用泵的情况下不同，不会有组件被固化的金属损坏。此外有利的是金属浴中间贮存装置的结构简单，这是因为可以通过气体压力加载必要的、用于输送金属浴的能量。0008 在本说明书范围内反应器尤其可以理解为一种热催化解聚反应器。反应器可以理解为一种用于热和/或催化解聚供给的聚合物和/或将其分解成熔点或沸点较低的材料的反应器。但是反应器也可以用于清洁塑料材料。然后优选这样反应器中的温度，杂质可以分解，但是塑料材料并不受影响。0009 加热器是任一种用于向反应器容器中的塑料材。
13、料输送热能的装置。这可以是间接地通过填塞料，优选借助感应完成。0010 优选反应器容器包含待汽化的和 / 或待清洁的原始材料，所述原始材料拥有反应说 明 书CN 104471031 A2/5 页5温度，从所述反应温度起原始材料至少部分地被解聚和 / 或汽化，其中所述原始材料拥有碳化温度，其中原始材料至少部分地碳化和其中金属浴熔体温度高于反应温度并且低于碳化温度。其中反应温度尤其可以理解为这样的温度，当超过这个温度时在一个小时之内至少 25 质量百分比的原始材料汽化。0011 碳化温度尤其可以理解为这样的温度，当超过这个温度时在一天的反应时间内在碳化之后至少 3 质量百分比的原始材料残留下来，就。
14、是说，在相应的温度下这些材料是固态的并且因此必须固态地从反应器中排出。0012 优选金属浴的金属浴温度高于反应温度并且低于碳化温度，尤其是介于 350与600之间。0013 输送装置尤其可以理解为这样一种装置，通过所述装置能够完全地或至少部分地将金属浴从反应器容器中清出并且再送回该反应器容器中。0014 增压单元尤其可以理解为这样一种装置，通过所述装置可以释放气体，所述气体处于很高的压力之下，使得能够将金属浴从反应器容器中输送出去和 / 或输送回反应器容器内。增压单元可以具有高压气体存储器例如气瓶。但是增压单元也可以具有泵，通过该泵压缩输送用气体。此外也可以考虑，增压单元包括两种通过气体的形成。
15、相互反应的化学物质。0015 金属浴尤其通过伍德金属，利波维茨易熔合金，牛顿低熔合金，里息滕伯格易熔合金和 / 或含镓和铟的合金形成。金属浴通常具有至少大于 9 克 /cm3的密度，这导致原始材料具有较强的浮力。金属材料的熔体温度尤其至少为 300。优选熔体温度最高为 600。0016 优选金属浴中间贮存装置包括金属浴容器，所述金属浴容器与反应器容器相持一定的间距。所述金属浴容器是这样地形成，它与金属浴不会发生反应并且也不会受到金属浴的侵蚀。0017 优选反应器包括在反应器容器内居中布置的排出管，通过所述排出管可以排出在金属浴上面飘浮的残留物，其中排出管尤其包括铁磁管材。所述残留物可能是原始材。
16、料的有机或无机杂质或在完全汽化之前经过反应器容器的反应产物。0018 因为所述残留物通常具有较高的熔体温度，因此优选排出管要比周围的金属浴更热。这可以通过排出管是铁磁的实现。管材尤其可以具有管材 - 居里温度，管材 - 居里温度与反应器容器的壁部材料 - 居里温度和 / 或填塞料的填塞料 - 居里温度相差至少 10K。尤其是管材 - 居里温度可以高于壁部材料 - 居里温度和 / 或填塞料 - 居里温度。0019 按照一个优选的实施方式金属浴容器至少部分地位于反应器容器下方，这使得至少可以将部分金属浴排放到金属浴容器中。通过这种方式能够相当容易地将金属浴从反应器容器中清除。0020 尤其有利的是。
17、，设置增压单元用于提高金属浴容器中的压力，尤其是气体压力，以便金属浴能够在压力作用下回流到反应器容器内。其中也可以是，但不是必要的，金属浴能够直接被压回反应器容器。但是也可以是，金属浴中间贮存装置具有一个第二或多个金属浴容器，可以在它们之间循环输送金属浴。也可以是，但是不是必要的，金属浴容器具有加热器，可以通过所述加热器加热金属浴。通常金属浴在金属浴容器中停留的时间很短，因此不会固化。0021 优选金属浴中间贮存装置包括金属浴容器，所述金属浴容器首先部分地布置在反说 明 书CN 104471031 A3/5 页6应器容器上方，使得金属浴能够排放到反应器容器里面。在这种情况下尤其优选，设置增压单。
18、元用来提高反应器容器中的压力，以便金属浴能够被压入金属浴容器内。但是也可以是，金属浴中间贮存装置具有两个金属浴容器，其中金属浴容器是这样地布置，使得能够将金属浴从反应器容器排放到该第一金属浴容器里面，其中金属浴中间贮存装置具有至少一个第二金属浴容器，能够将金属浴从所述第二金属浴容器排放到反应器容器里面。在这种情况下构成增压单元用来提高第一金属浴容器中的压力，以便能够通过气体压力将金属浴从下面的金属浴容器压入上面的金属浴容器。0022 优选，但是不是必要的，形成至少一个金属浴容器的容积，用来接受金属浴。附图说明0023 下面借助附图对本发明进行详细说明。所示为0024 附图 1 按照第一实施方式。
19、的用于执行按照本发明的方法的按照本发明的反应器和0025 附图 2 用于执行按照本发明的方法的按照本发明的反应器的第二实施方式。具体实施方式0026 附图 1 所示为按照本发明的反应器 10，用于汽化塑料材料 12，尤其是聚烯烃聚合物形式的原始材料。反应器包括例如基本上圆柱体形状的反应器容器 14 用于加热塑料材料 12，塑料材料是通过挤出机 16 置入反应器容器 14。0027 反应器 10 包括加热器，例如感应加热器 18，所述加热器具有多个线圈 20.1，20.2，20.4，通过这些线圈在反应器容器 14 的内部空间 22 里面产生磁交变场。线圈20( 用不带数字后缀的标记代表全部线圈 。
20、) 与没有画出的供电单元相连接，供电单元向线圈加载交流电。交流电的频率 f 处于例如 4 至 50kHz 的范围内。也可以是较高的电流，但是会导致所谓的肌肤效应，而这是不期望出现的。0028 在反应器容器 14 的内部空间 22 里面布置有制动装置 24，通过所述制动装置可以减缓反应器容器 14 中已经液化的塑料材料 12 的流动。制动装置 24 包括若干在内部空间22 里面可活动地布置的由铁磁材料制成的填塞料 25.1，25.2，在本例中所述填塞料是通过具有球体半径 R 的球体形成。球体半径 R 可以为例如 0.5 至 50 毫米。0029 由于其铁磁特性填塞料25通过感应加热器18被加热并。
21、由此加热存在于反应器容器14中的由液态金属形成的金属浴26。像填塞料这样的物体是由铁磁材料形成，这种说明表示，该物体在 23室温下是铁磁性的。0030 金属浴 26 拥有最高为 T熔体 300的熔点并且被填充到反应器容器 14 里面，直到达到金属浴 - 液面 H填充。金属浴 26 与塑料材料 12 共同填充至少部分的填塞料 25 的间隙。金属浴 26 通常具有大于 9 克 /cm3的密度，从而为塑料材料 12 得提供较强的浮力。通过所述浮力能够加速塑料材料移动 12。填塞料 25 抑制这种加速。0031 在反应器容器 14 中以金属浴温度 T 为主导，所述温度高于导致塑料材料 12 连续分解的。
22、反应温度 TR。在其中形成气泡 28，气泡向上浮动。金属浴 26 对分解过程具有催化作用，因此反应器 10 涉及的是一种热催化解聚反应器。由挤出机 16 输送的塑料材料 12 通过进料口 30 进入内部空间 22，优选进料口布置在反应器容器 14 的底部。说 明 书CN 104471031 A4/5 页70032 制动装置 24 可以包括像用框架张紧的格网一样的阻挡装置，其中的网眼很小，因此填塞料 25 不能向上穿过网眼。但是这不是必要的，在一般情况下填塞料 25 能够实现足够的制动效果。在附图 1 中只是示范性地显示填塞料 25，在本例中为球体的分布情况。0033 由于其浮力填塞料 25 中。
23、有一部分漂浮在金属浴 26 上面，而另一部分则被上面的填塞料 25 挤压到金属浴 26 里面。此外在附图 1 中所示为具有恒定半径 R 的填塞料 25。填塞料 25 也可以具有可变半径，其中例如半径 R 向上递减。0034 此外附图1还显示在反应器容器14内居中地布置的排出管36，通过所述排出管能够排出在金属浴上面漂浮的残留物38。在本实施例中排出管36与反应器容器14的纵轴共轴地伸展。例如残留物 38 是塑料材料 12 的和 / 或必要时可与塑料材料 12 一同输送的催化剂 32 的杂质。0035 排出管 36 可以由具有管材 - 居里温度 TC，36的铁磁管材制成。当感应加热器 18 以足。
24、够高的功率运行时，排出管 36 可以加热到 TC，36。例如管材 - 居里温度 TC，36可以与填塞料-居里温度TC，25，1相等，但是也可以大于或小于该温度。但是也可以是，排出管36是由非铁磁材料制成，例如钛或非铁磁钢。0036 反应器容器 14 至少在其面向内部空间 22 的一侧是由壁部材料制造。壁部材料可以是铁磁性的，例如铁或磁性钢。替选地壁部材料也可以是非铁磁性的。如果壁部材料是铁磁性的，则其可以具有壁部材料 - 居里温度 TC，14。它可以小于填塞料 - 居里温度 TC，25。在这种情况下反应器容器 14 的壁部在运行时比填塞料 25 凉。0037 排出管 36 是污染物质排放装置 。
25、40 的一部分。因为塑料材料 12 的典型的污染物质，例如沙子，比金属浴 26 轻，因此它们上浮并且从上面排出。此外污染物质排放装置 40还包括沉淀容器 48，残留物 38 积聚在所述沉淀容器中。除了无机物残留物 38 还可以包含未完全解聚的有机物。有机物漂浮在无机物上面并且可以通过再循环管 50 从底部返回到反应器容器 14 内。反应器 10 此外还包括排气管 42，所述排气管通入冷凝器 44 里面并排出产生的气体。从冷凝器 44 出来的液态材料进入收集器 46。替代塑料材料作为原始材料所述反应器可以例如通过旧油运行并且用于处理。0038 附图 1 此外还显示金属浴中间贮存装置 52，其包括。
26、金属浴容器 54。金属浴中间贮存装置 52 通过排出管 56 与反应器容器 14 在其底侧相连接。通过打开阀门 58 可以基本上完全排出金属浴 26。其中可以理解为，虽然在反应器容器 14 中残留一定数量的金属浴 26，但是所述残留量仅占总金属浴微小的一部分，例如低于 5。0039 金属浴中间贮存装置 52 此外还包括增压单元 60，所述增压单元在本例中包括气瓶 62 和气阀 63。可以通过未示出的控制单元电子控制气阀 63，因此金属浴容器 54 中的压力 p 是可调节的。0040 在本实施例中增压单元60与排出管56共同形成输送装置64。为了执行按照本发明的方法首先例如通过下述方式提高通过填。
27、充高度 H填充确定的金属浴 - 液面，提高的塑料材料 12 流通过挤出机 16 被输送到反应器容器 14 里面。替选地激活增压单元 60，使得液态金属材料从金属浴容器 54 经排出管 56 被压入反应器容器 14 里面。0041 然后金属浴液面 H填充提高并且在金属浴 26 上面漂浮的残留物 38 进入溢出口，所述溢出口在本例中通过排出管 36 形成。之后通过例如打开排放阀 66 造成金属浴容器 54中的压力 p 下降，使金属浴的金属浴液面下降。如果打开阀门 58，则部分金属浴 26 流入金说 明 书CN 104471031 A5/5 页8属浴容器 54。0042 此外，也可以通过下述方式执行。
28、按照本发明的方法，首先将金属浴 26，即整个金属浴或其中的一部分从反应器容器 14 输送到金属浴中间贮存装置 52，尤其是金属浴容器 54里面。这通过打开阀门 54 完成，其中金属浴容器 54 中的气体压力 p 小于位于反应器容器14的底部的金属浴26的压力p26。然后取出填塞料并进行清洁或将它们留在反应器容器14中，未被取出。然后，通过关闭排放阀 66 和使阀门 58 保持打开状态并且向金属浴容器 54加载气体压力，使金属浴 26 从金属浴容器回流反应器容器 14 中。如果已经达到给定的金属浴 - 液面，关闭阀门 58。0043 附图2所示为按照本发明的反应器的第二实施方式，在其中金属浴容器。
29、54布置在反应器容器 14 上方，因此金属浴 26 可以排放到反应器容器 14 中。此外还可以识别出，设置有增压单元 60，通过打开气阀 68 可以提高反应器容器 14 中的压力 p14。此外通过打开气阀 62 可以向金属浴容器 54 加载气体压力，以便能够通过加载气体压力 p 能够将金属浴容器 54 中的金属浴 26 完全输送到反应器容器 14 中。0044 附图标记0045 10 反应器 48 沉淀容器0046 12 塑料材料 50 在循环管0047 14 反应器容器 52 金属浴中间贮存装置0048 16 挤出机 54 金属浴容器0049 18 感应加热器 56 排出管0050 20 线。
30、圈 58 阀门0051 22 内部空间 60 增压单元0052 24 制动装置 62 气瓶0053 25 填塞料 63 气阀0054 26 金属浴 64 输送装置0055 28 气泡 66 排放阀0056 30 进料口 68 气阀0057 32 催化剂 x 磁化率0058 34 外壁 f 频率0059 36 排出管 / 溢出口 p 气体压力0060 38 残留物 L 纵轴0061 40 污染物质排放装置 R 球体半径0062 42 排气管 HfllH填充填充高度0063 44 冷凝器 TSchmelzT熔体金属浴熔体温度0064 46 收集器说 明 书CN 104471031 A1/2 页9图1说 明 书 附 图CN 104471031 A2/2 页10图2说 明 书 附 图CN 104471031 A。