專利名稱：用于由有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)炭團(tuán)塊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過對有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行熱處理由有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)炭團(tuán)塊(型炭 /carbon briquette)的方法，在該方法中，利用進(jìn)給裝置將要被處理的物質(zhì)送至傳送器裝 置，該傳送器裝置連接到基本為湯姆遜轉(zhuǎn)化爐(Thompson Converter)類型的處理空間。利 用相對于該處理空間封閉的傳送器裝置使要被處理的物質(zhì)在該處理空間中沿其縱向移動。 將通過從處理空間到傳送器系統(tǒng)中包含的要被處理的物質(zhì)的熱傳遞形成的熱解氣體傳送 到該處理空間中設(shè)置的燃燒空間中，以便燃燒該氣體，利用排放裝置將由此形成的煙氣從 處理空間排放出，并且從傳送器裝置排放出被熱處理的物質(zhì)以便進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
背景技術(shù)：
用于上述目的的常規(guī)湯姆遜轉(zhuǎn)化爐類型的設(shè)備的使用是基于要被處理的物質(zhì)向 設(shè)在該設(shè)備的處理空間中的一個(gè)或多個(gè)螺旋傳送器的進(jìn)給，利用該螺旋傳送器，要被處理 的物質(zhì)在該處理空間的縱向方向上被傳遞，同時(shí)被間接加熱。利用從螺旋傳送器向要被處 理的物質(zhì)傳遞的熱在螺旋傳送器中被炭化(碳化/carbonized)的物質(zhì)被從傳送器的一端 排放至收集傳送器，該收集傳送器將被炭化的物質(zhì)傳遞出處理空間。在這樣的方案中，在螺 旋傳送器中產(chǎn)生的熱解氣體通常在要被處理的物質(zhì)中沿其行進(jìn)方向從螺旋傳送器的排放 端被攜帶到收集室，并且進(jìn)一步到連接導(dǎo)管以到達(dá)在螺旋傳送器空間下方的燃燒爐，在該 燃燒爐中該熱解氣體被燃燒。燃料氣體離開該燃燒爐，進(jìn)入螺旋傳送器空間，其中燃料氣體 中包含的熱在經(jīng)排放組件從處理空間被排出之前，通過對流換熱被傳遞至螺旋傳送器中。這種設(shè)備的啟動需要在開始實(shí)際的炭化處理之前，例如利用在燃燒爐中燃燒的固 體燃料將燃燒爐整個(gè)加熱到足夠高的溫度，以使得熱解氣體能夠燃燒，并且使該系統(tǒng)然后 以被稱為自持方式的方式工作。由于此原因，所討論的方案繁瑣并且尤其在初始啟動方面 很慢。當(dāng)前還存在一些上述類型的方案，其中燃燒爐具有煤油燃燒器以保持輔助火焰， 從而提供了另外的實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中，在與螺旋傳送器裝置的傳遞方向相反的方 向上傳送的熱解氣體被攜帶至燃燒爐以便在燃燒器火焰中燃燒。為了制造炭團(tuán)塊而使用例如上述的尤其用于生產(chǎn)炭的設(shè)備實(shí)際上是不經(jīng)濟(jì)的，這 是因?yàn)橹圃斐龅挠绕溆米魈繄F(tuán)塊的炭的發(fā)熱值遠(yuǎn)低于例如礦物煤的對應(yīng)發(fā)熱值。其原因 是在使用常規(guī)技術(shù)執(zhí)行的炭化中，與熱解有關(guān)的從中釋放的氣體包含具有重大發(fā)熱值的物 質(zhì)，該物質(zhì)不能在炭化物質(zhì)中使用，而僅在熱解氣體的燃燒中使用。另一方面，一個(gè)本質(zhì)缺 陷在于爐空間的預(yù)熱需要在相對長的時(shí)間段中使用固體燃料，或者連續(xù)使用由單獨(dú)的燃料 產(chǎn)生的輔助火焰，以允許熱解氣體燃燒。因此，當(dāng)前的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)尤其用于生產(chǎn)炭團(tuán)塊的 具有合理投資和運(yùn)作成本的炭分離處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是對于上述問題提供決定性的改進(jìn)，從而能夠顯著提高本領(lǐng)域的技術(shù)水平。為此，本發(fā)明的方法的主要特征在于，為了分離在處理空間中形成的熱解氣體 中包含的焦油，在氣體在燃燒空間中燃燒之前通過分離裝置處理所述氣體，以便通過研磨 被熱處理的物質(zhì)和將從熱解氣體分離出的焦油混合到其中并且將這些配料壓成團(tuán)塊，從被 熱處理的物質(zhì)生產(chǎn)炭團(tuán)塊。將描述的本發(fā)明的方法的最重要的優(yōu)點(diǎn)包括本發(fā)明的方法的操作原理、適合于該 方法的設(shè)備以及該方法的使用的簡單性和有效性。本發(fā)明的方法使得能夠通過應(yīng)用作為優(yōu) 選實(shí)施例的具有相對于環(huán)境基本氣密的進(jìn)給和排放部件的連續(xù)傳送器裝置，以技術(shù)上非常 簡單和高效的方式處理有機(jī)物質(zhì)來生產(chǎn)發(fā)熱值與礦物炭相當(dāng)?shù)奶繄F(tuán)塊。這使得可防止在傳 送器裝置中向熱解氣體供給氧，其中根據(jù)逆流原理朝傳送器裝置的進(jìn)給端行進(jìn)的氣體由于 其中包含的熱被傳遞到在相反方向上行進(jìn)的要被處理的物質(zhì)而被有效地冷卻，因而使得熱 解氣體在理想的溫度下被傳送至熱交換器和/或小的分離裝置。當(dāng)向傳送器裝置的熱傳遞 通過來自一個(gè)或多個(gè)氣體燃燒器的火焰的直接輻射熱(該輻射熱傳遞與溫度的四階成比 例)在處理空間中進(jìn)行，從而由于來自氣體火焰的直接輻射比對流熱傳遞更快地顯著升高 了傳送器系統(tǒng)的表面溫度而加速炭分離過程的啟動時(shí)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的設(shè)備的體積效率 是最優(yōu)的。因此，本發(fā)明的方法使得能夠利用緊湊的、比對應(yīng)的當(dāng)前可用的設(shè)備小得多的、 當(dāng)然在投資、服務(wù)和維護(hù)成本方面比現(xiàn)有技術(shù)也便宜得多的設(shè)備，來生產(chǎn)發(fā)熱值與礦物炭 基本對應(yīng)的炭團(tuán)塊。本發(fā)明的方法的其它優(yōu)選實(shí)施例在關(guān)于該方法的從屬權(quán)利要求中被公開。


下文，將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，在附圖中圖1作為示例示出其操作基于本發(fā)明的方法的設(shè)備的透視圖；圖2示出說明類似設(shè)備的操作原理的縱向截面圖；以及圖3示出其中應(yīng)用本發(fā)明的方法的設(shè)備的優(yōu)選PI圖表。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種通過對有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行熱處理由有機(jī)物質(zhì)制成炭團(tuán)塊的方法，在該 方法中，利用進(jìn)給裝置1將要被處理的物質(zhì)x送至傳送器裝置3，該傳送器裝置3連接到基 本為湯姆遜轉(zhuǎn)化爐類型的處理空間2。利用相對于該處理空間2封閉的傳送器裝置3使要 被處理的物質(zhì)x在該處理空間2中沿其縱向移動，由此將通過從處理空間到傳送器系統(tǒng)中 包含的要被處理的物質(zhì)x的熱傳遞形成的熱解氣體y傳送到該處理空間中設(shè)置的燃燒空間 4中，以便燃燒該氣體，利用排放裝置5將由此形成的煙氣r從處理空間排放出，并且從傳 送器裝置排放出熱處理后的炭化物質(zhì)x’以便進(jìn)一步處理。為了分離在處理空間中形成的 熱解氣體y中包含的焦油，利用分離處理裝置6在氣體在燃燒空間4中燃燒之前處理該氣 體，以通過如下操作由熱處理后的物質(zhì)x’生產(chǎn)炭團(tuán)塊，即，研磨該熱處理后的物質(zhì)并在其中 混合從熱解氣體y分離的焦油P，并且將這些配料壓縮成團(tuán)塊。作為本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，根據(jù)圖2中所示的原理，在傳送器裝置3中 通過逆流朝傳送器裝置的進(jìn)給端I傳送熱解氣體y，以便將熱解氣體中包含的熱傳遞到在 相反方向s上移動的要被處理的物質(zhì)x，并且將冷卻的熱解氣體y進(jìn)給到小的分離裝置6。
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作為另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，熱解氣體y在被進(jìn)給到小的分離裝置6之前被熱交換器 裝置7冷卻。作為本發(fā)明的方法的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，利用具有相對于環(huán)境基本氣密的進(jìn)給和 排放部件la、Ib的連續(xù)傳送器裝置3結(jié)合處理空間2處理要被處理的物質(zhì)X，該裝置例如利 用被電動機(jī)ο驅(qū)動并且被變頻器無級調(diào)節(jié)的一個(gè)或多個(gè)螺旋傳送器3a或類似裝置實(shí)現(xiàn)。例如可通過使用芬蘭專利119125的進(jìn)給裝置和方法將要被處理的物質(zhì)進(jìn)給到傳 送器系統(tǒng)3，以便尤其首先以連續(xù)方式并且其次根據(jù)圖3的PI圖表的原理例如以如下方式 實(shí)現(xiàn)要被處理的物質(zhì)的過量供給，即，防止生產(chǎn)氣體(廢氣/process gas)從該傳送器裝置 或處理空間以不受控制的方式泄漏到環(huán)境中。特別地參照被作為示例提供的圖3的PI圖表，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，利用靜電沉 淀器(electrostatic precipitator/ESP)分離熱解氣體y中包含的焦油ρ。進(jìn)一步參考圖3的優(yōu)選實(shí)施方式，熱處理后的炭化物質(zhì)X’被從處理空間2中去除， 然后在步驟A中被研磨，從小的分離裝置6獲得的焦油ρ同時(shí)與該物質(zhì)混合。作為另一個(gè) 優(yōu)選實(shí)施例，被研磨的、炭化的物質(zhì)X’和混合在一起的焦油P在步驟B中被一個(gè)或多個(gè)壓 塊機(jī)壓成團(tuán)塊。作為又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在將熱解氣體y供給小的分離裝置6之前，將熱解氣體冷 卻到大約30°C。相應(yīng)地，優(yōu)選地在450°C的溫度下從處理空間2去除熱處理后的炭化物質(zhì)χ，。要生產(chǎn)的炭團(tuán)塊的密度優(yōu)選地為700_800kg/m3，并且它們的發(fā)熱值為至少31Mj/
kg ο作為又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例并且特別地參考圖2中公開的原理，例如為一個(gè)或多個(gè)螺 旋傳送器3a的傳送器裝置3的傳輸功率在處理空間的縱向方向s上改變，以便特別地從該 傳送器裝置3的進(jìn)給端I朝其排放端II減小要被處理的物質(zhì)χ的層厚度。在此情況下，傳 送器裝置3優(yōu)選地設(shè)計(jì)為在其前端具有一個(gè)或多個(gè)較小螺距并且在其后端具有一個(gè)或多 個(gè)較大螺距的螺旋傳送器3a。進(jìn)一步參考圖2的實(shí)施方式，例如為一個(gè)或多個(gè)并行氣體燃燒器7a的氣體燃燒器 裝置7的空氣供給由單獨(dú)的助燃風(fēng)機(jī)9實(shí)現(xiàn)。另一方面，噴射風(fēng)機(jī)10也以優(yōu)選的方式與屬 于氣體燃燒器裝置7的一個(gè)或多個(gè)氣體燃燒器7a相結(jié)合地使用，以便通過噴嘴11將熱解 氣體y抽吸入氣體燃燒器。此外，如附圖中所示，本發(fā)明的方法還允許通過使用如附圖所示的兩個(gè)縱向連續(xù) 進(jìn)給器1 ;la將彼此不同類型的要被處理的物質(zhì)x、w引入傳送器系統(tǒng)，來同時(shí)處理該物質(zhì)， 從進(jìn)給器傳遞的物質(zhì)然后在被螺旋傳送器3a朝處理空間推動時(shí)混合。在此方面，當(dāng)然還可 使用例如圖3中所示的PI圖表的方案，不同的材料在單獨(dú)的混合空間中混合，并且被一個(gè) 傳送器傳送至傳送器裝置3。很明顯，本發(fā)明并不局限于上文提出的或說明的實(shí)施例，而是可在基本發(fā)明思想 范圍內(nèi)根據(jù)每個(gè)使用目的和應(yīng)用進(jìn)行修改。因此，很明顯，首先，在本發(fā)明的方法中，例如可 在燃燒處理中利用本身已知的常規(guī)控制技術(shù)和自動化，例如熱解氣體的燃燒中所需的氧分 析儀和溫度傳感器和/或如圖3的示例性PI圖表中的預(yù)熱燃燒器。類似地，例如在要被處 理的物質(zhì)的處理中可使用這樣的螺旋傳送器裝置，即，該螺旋傳送器裝置具有使得能夠通過螺旋傳送器裝置的無級操作調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的炭化和最終溫度的必要控制裝置。當(dāng)然，優(yōu) 選地為應(yīng)用本發(fā)明的方法的設(shè)備提供例如光學(xué)火焰監(jiān)測分析儀以及如附圖中的連接到傳 送器裝置的“噴管(torch tube)” 12，以允許在必要時(shí)通過如圖3的PI圖表中所示的單獨(dú) 燃燒器中的燃燒釋放熱解氣體，因此該噴管用作使得能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的快速應(yīng)急切斷的安全 閥。
權(quán)利要求
一種通過對有機(jī)物質(zhì)熱處理從有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)炭團(tuán)塊的方法，在所述方法中，利用進(jìn)給裝置(1)將要被處理的物質(zhì)(x)送至傳送器裝置(3)，該傳送器裝置(3)連接到基本為湯姆遜轉(zhuǎn)化爐類型的處理空間(2)，利用相對于處理空間(2)封閉的傳送器裝置(3)使要被處理的物質(zhì)(x)在所述處理空間中沿所述處理空間的縱向方向(s)移動，其中將通過從所述處理空間到傳送器系統(tǒng)中包含的要被處理的物質(zhì)(x)的熱傳遞形成的熱解氣體(y)傳送到設(shè)在所述處理空間中的燃燒空間(4)中，以便燃燒該熱解氣體，利用排放裝置(5)將由此形成的煙氣(y’)從所述處理空間排放出，并且從所述傳送器裝置排放出經(jīng)過熱處理的物質(zhì)(x’)以便進(jìn)行進(jìn)一步的處理，其特征在于，為了分離在所述處理空間中形成的熱解氣體(y)中包含的焦油，在所述熱解氣體在燃燒空間(4)中燃燒之前通過分離裝置(6)處理所述熱解氣體，以便通過研磨經(jīng)過熱處理的物質(zhì)(x’)和將從熱解氣體(y)分離出的焦油(p)混合到其中并且將這些配料壓成團(tuán)塊，從經(jīng)過熱處理的物質(zhì)(x’)生產(chǎn)炭團(tuán)塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在傳送器裝置(3)中利用逆流朝所述傳送器裝 置的進(jìn)給端(I)傳送熱解氣體(y)，以便將熱解氣體中包含的熱傳遞給在相反方向(s)上移 動的要被處理的物質(zhì)(x)，并且將冷卻的熱解氣體(y)供給到小的分離裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，熱解氣體(y)在被供給到小的分離裝置 (6)之前被熱交換器裝置(13)冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，通過具有相對于環(huán)境基本氣密的 進(jìn)給和排放部件(la，lb)的連續(xù)的傳送器裝置(3)并結(jié)合處理空間(2)來處理要被處理的 物質(zhì)(x)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，傳送器裝置(3)由被電動機(jī)(0)驅(qū)動的并且例 如被變頻器無級調(diào)節(jié)的一個(gè)或多個(gè)螺旋傳送器(3a)或類似裝置實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，通過用作小的分離裝置(6)的靜電 沉淀器(ESP)來分離熱解氣體(y)中包含的焦油(p)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，從處理空間(2)中取出經(jīng)過熱處理 的炭化物質(zhì)(x’)，然后研磨該物質(zhì)，同時(shí)將從小的分離裝置(6)得到的焦油(p)混合在該 物質(zhì)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在將熱解氣體(y)供給到小的分離 裝置(6)之前將所述熱解氣體冷卻到大約30°C，和/或優(yōu)選地在大約450°C的溫度下從處 理空間(2)取出經(jīng)過熱處理的炭化物質(zhì)(x’)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在一個(gè)或多個(gè)壓塊機(jī)中將混合在 一起的經(jīng)過研磨的炭化物質(zhì)(X’ )和焦油(P)壓成團(tuán)塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，要生產(chǎn)的炭團(tuán)塊的密度優(yōu)選地為 700-800kg/m3,并且它們的發(fā)熱值為至少31Mj/kg。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過熱處理有機(jī)物質(zhì)從有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)炭團(tuán)塊的方法，在所述方法中，利用進(jìn)給裝置(1)將要被處理的物質(zhì)(x)送至傳送器裝置(3)，該傳送器裝置(3)連接到基本為湯姆遜轉(zhuǎn)化爐類型的處理空間(2)。為了分離在所述處理空間中形成的熱解氣體(y)中包含的焦油，在所述氣體在燃燒空間(4)中燃燒之前通過分離裝置(6)處理所述氣體，以便通過研磨被熱處理的物質(zhì)(x’)和將從熱解氣體(y)分離出的焦油混合到其中并且將這些配料壓成團(tuán)塊，從被熱處理的物質(zhì)(x’)生產(chǎn)炭團(tuán)塊。
文檔編號C10B53/00GK101942311SQ200910174240
公開日2011年1月12日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者S·圖基艾寧 申請人:普雷塞科有限責(zé)任公司