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1、(10)申请公布号 CN 102803851 A (43)申请公布日 2012.11.28 C N 1 0 2 8 0 3 8 5 1 A *CN102803851A* (21)申请号 201080026961.X (22)申请日 2010.06.08 0950465-5 2009.06.16 SE 0950467-1 2009.06.16 SE F23G 5/027(2006.01) C10B 7/10(2006.01) (71)申请人拉斯约翰森 地址克罗地亚斯普利特 (72)发明人拉斯约翰森 (74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人薛峰 杨炯 (54) 发明名。
2、称 用于连续操作热解反应器的方法和装置 (57) 摘要 用于连续操作热解反应器的方法和装置，利 用该方法和装置，在所述反应器操作期间，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，流入反应器的内部，反应器包含用于热解的 材料的供给导管，用于通过所述供给导管传送该 材料的装置，具有进行热解隔离所需装置的热解 反应器，用于除去在热解过程期间释放的气体的 机构以及用于除去剩余产品的机构，例如所述剩 余产品为残渣。供给导管中的材料通过第一螺杆 传送器进给到导管中的斜坡并到进给导管中的至 少一个进一步的第二螺杆传送器，进给导管连接 到供给导管，其中第二传送器被驱动的速度低于 第一传送器被驱动。
3、的速度。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.12.16 (86)PCT申请的申请数据 PCT/SE2010/050636 2010.06.08 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/147538 EN 2010.12.23 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (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 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一种用于连续操作热解反应器的方法，利用所述方法，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，所述反应器包含用于热解的。
4、材料 的供给导管，用于通过所述供给导管传送该材料的装置，具有进行热解隔离所需装置的热 解反应器，用于除去在热解过程期间释放的气体的机构以及用于除去剩余产品的机构，例 如所述剩余产品为残渣，其特征在于，所述供给导管中的材料通过第一螺杆传送器朝向所 述导管中的倾斜部并朝向进给导管中的至少一个进一步的第二螺杆传送器进给，所述进给 导管连接到所述供给导管，其中第二传送器被驱动的速度低于第一传送器被驱动的速度。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用于热解的材料通过第一螺杆传送器朝向 包括在相同方向上旋转的两个螺杆传送器的单元进给。 3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，包括两个螺杆传送器的单元中。
5、的相应螺杆 以不同速度驱动。 4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，具有两个这种传送器的所述单元中的具有 最高速度的螺杆传送器还是以低于所述第一螺杆传送器速度的速度驱动。 5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在连续热解过程的材料的连续 进给的开始阶段，所述材料朝向所述热解反应器的进给端处的腔盖进给。 6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，比空气或氧气更轻的气体，优选 地为氮气，在所述供给管道的上部被供给，使得由于气体之间的质量比，所有的空气和氧气 连续地从所述供给管道被推出。 7.一种用于连续操作热解反应器的装置，其目的是防止包含氧气的气体，优选地为空 气，自发地从。
6、外部流入所述反应器的内部，所述反应器包含用于热解的材料的供给导管，用 于通过所述供给导管传送该材料的装置，具有进行热解隔离所需装置的热解反应器，用于 除去在热解过程期间释放的气体的机构以及用于除去剩余产品的机构，例如所述剩余产品 为残渣，其特征在于，所述用于连续操作热解反应器的装置包括进给斗，布置在所述进给斗 的下端的被驱动的第一螺杆传送器，其可在具有设计适用于所述传送器的稍微向上斜坡的 传送器导管中以一定速度旋转，布置在所述第一螺杆传送器和其导管端部的螺杆传送装 置，其在通向所述热解反应器的供给导管中，所述用于连续操作热解反应器的装置自身包 括至少一个螺杆传送器，其以低于所述第一螺杆传送器的。
7、速度被驱动。 8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，其还包括腔盖，其可操作以从所述供给导管 的内端从所述热解反应器的外部打开和关闭，朝向所述腔盖的用于热解的材料被设计成在 所述热解反应器的连续操作周期的启动过程期间被封装。 9.如权利要求7或8中任一项所述的装置，其特征在于，其包括沿传送导管的预热区， 其设计用于干燥和软化用于热解的材料。 10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，其包括首先布置在反应器部分中的氧气检测 器，其次布置在连接到所述反应器的供给导管中的这种检测器，所述检测器连接到控制系统， 通过所述控制系统，如果检测到空气或氧气的存在，排出气体的氧气在所述供给管道的上部 被供给，。
8、使得由于气体之间的质量比，所有的空气和氧气连续地从所述供给管道被推出。 11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制系统连接到传感器，其检测螺杆 传送器是否旋转，其中，只要其中存在可热解材料并且温度足够高而有起火风险，所述控制 系统确保反应器腔室向下关闭并且主要包含氮气的气氛在传送器和反应器腔室中维持。 权 利 要 求 书CN 102803851 A 1/4页 3 用于连续操作热解反应器的方法和装置 技术领域 0001 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方法和装置，其设计成连续操作。反应器包含用于热解的材料 （例如塑料或橡胶。
9、）的供给导管，用于传送该材料通过供给导管的装置，热解反应器自身，其 具有进行热解隔离所需的装置，用于除去在热解过程期间释放的气体的机构以及除去剩余 产品（例如油剩余产品和残渣）的机构。 背景技术 0002 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 。
10、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。
11、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 0003 因此本发明的重要目的是提出一种方法和装置，其不管材料的连续供给，使到热 解反应器的供给导管能够确保氧气或空气进给到热解反应器中同时发生连续热解过程。 0004 该目的由根据本发明的方法和装置实现，其中供给导管中的材料通过第一螺杆传 送器朝向导管中的斜坡还朝向至少一个进给导管中的第二螺杆传送器进给，所述进给导管 连接到所述供给导管，其中第二传送器被驱动的速度低于第一传送器被驱动的速度。 0005 根据本发明的进一步开发的设计，用。
12、于热解的材料通过第一螺杆传送器进给到在 相同方向上旋转的两个螺杆传送器的单元。这使用于热解的材料能够被压缩使得由其约束 的所有空气和氧气被压走。压缩的有利的并且材料的推进是简单的，因为上述螺杆传送器 恰好在相同方向上旋转。 0006 根据本发明的进一步开发的设计，包括两个螺杆传送器的单元中的相应的螺杆以 不同速度被驱动。这使更高程度的压缩能够被实现，因此提供了比本例中甚至更好的密封。 说 明 书CN 102803851 A 2/4页 4 在此特殊的情况中，具有两个这种传送器的所述单元中的具有最高速度的螺杆传送器还是 以低于第一螺杆传送器速度的速度驱动。 0007 这防止了吸力袋产生，这至少在技。
13、术上导致空气在低于环境大气压力的压力下被 吸入热解腔室。 0008 在开始的说明部分描述类型的连续热解过程的过程中，根据本发明的进一步开发 的设计，在连续热解过程的材料的连续进给的开始阶段期间，材料被进给到热解反应器的 进给端处的可打开腔盖。腔盖的优点在于可通过螺杆传送器移动的可热解材料塞积，所述 腔盖在开始阶段之后能够连续地保持打开，然后没有进一步的功能，除了在反应器加热过 程期间，只要反应器被驱动并且材料被连续进给。 0009 根据本发明的最终和进一步开发的设计，比空气或氧气更轻的气体，优选地为氮 气，在所述供给管道的上部被供给，使得由于气体之间的质量比，所有的空气和任何游离的 氧气在可热。
14、解材料的传送方向的相反方向上被连续地从供给管道推出。因为供给管道的倾 斜组装，效果是供给管道将与传统水容器近似相同的方式操作，但是代替以氮气。 附图说明 0010 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1示意性示出了从其侧部穿过热解反应器的剖视图， 图2示意性示出了图1所示的同一反应器，不过是从上看。 具体实施方式 0011 图1示意性示出了一些器件，称作热解反应器100，其用于连续操作。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1的底部处具有由。
15、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用于将材料加热到刚好高于100摄氏度，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的倾斜而满足， 使得其将排出进给斗1处存在的任何空气或氧气。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。
16、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，压块落到腔室底 部并且向外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11 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。
17、元件，因为供给的热是辐射类型，这就是为什么 说 明 书CN 102803851 A 3/4页 5 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。 0012 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。。
18、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。 0013 图2示出了热解反应器100，其从上看而不是像图1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。
19、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。 0014 图3示意性地示出了设备22，其可称为布置在罐或器皿23中的液体容器（lock） 或洗涤器，在罐或器皿的入口，来自反应器腔室9的气体被泵入以维持反应器腔室9内的气 压，其对应于热解反应器周围区域的大气压力。气体经。
20、过管道24向下到液体表面以下，使 得其在该表面下被释放并且被允许扩散到在P的收集装置。有问题的气体具有高发热值并 且能够用于很多不同应用，例如气体驱动车辆（如城市公交）中的燃料。在器皿23的近似一 半高度具有排放龙头25以使能够形成任何凝结产品并且防止器皿23填满超过其宽度。 0015 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1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。
21、 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到这种水平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 说 明 书CN 102803851 A 4/4页 6 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。 说 明 书CN 102803851 A 1/3页 7 图 1 说 明 书 附 图CN 102803851 A 2/3页 8 图 2 说 明 书 附 图CN 102803851 A 3/3页 9 图 3 说 明 书 附 图CN 102803851 A 。