熱解設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱解設(shè)備及熱解方法。本發(fā)明尤其涉及一種連續(xù)誘導(dǎo)熱解的設(shè)備及方法，該設(shè)備及方法能夠在異質(zhì)環(huán)境中對材料以節(jié)能的方式進行的誘導(dǎo)熱解。
【專利說明】
熱解設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種熱解(pyrolysis)設(shè)備及方法。本發(fā)明尤其涉及一種連續(xù)誘導(dǎo)(inductive)熱解的設(shè)備及方法，該設(shè)備及方法能夠在異質(zhì)環(huán)境(heterogeneousenvironment)中對材料以節(jié)能的方式進行誘導(dǎo)熱解。
【背景技術(shù)】
[0002]循環(huán)再利用是可行未來(viable future)的關(guān)鍵之一，很多人參與研發(fā)對廢物材料進行循環(huán)再用的清潔的新方法。循環(huán)再利用的其中一種方法為熱解法，該方法為用于循環(huán)再利用有機物的公知方法。熱解過程中將復(fù)雜的有機物分解成較為簡單的有機物。除了循環(huán)再利用之外，熱解還可以應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中，以用于生產(chǎn)、改變或者提取化學(xué)物質(zhì)。更常見的熱解為廢棄輪胎的熱解；在該過程中，將廢輪胎切成碎片并插入至熱解系統(tǒng)中，以將橡膠材料分解，并將炭黑和金屬材料分開以用于所回收的材料進一步的再使用。
[0003]熱解中所面臨的其中一個挑戰(zhàn)在于，將會產(chǎn)生有毒的、易燃的或?qū)Νh(huán)境有害的副產(chǎn)物。在散發(fā)到環(huán)境中之前，這些物質(zhì)必須在熱解系統(tǒng)中進行處理。熱解中所面臨的另一挑戰(zhàn)在于，在向熱解系統(tǒng)提供熱量時需要消耗較高的能量。不同的材料需要不同水平的高熱量，以實現(xiàn)材料的熱解。在很多工業(yè)應(yīng)用中，溫度可高達(dá)430°C，或者可到達(dá)更高溫度。
[0004]熱解系統(tǒng)中所面臨的另一挑戰(zhàn)在于該系統(tǒng)的安全性問題。如前所述，熱解采用高溫加熱，并產(chǎn)生有毒且易燃的副產(chǎn)物。事故，例如火災(zāi)或爆炸經(jīng)常發(fā)生，并導(dǎo)致熱解系統(tǒng)的操作者生命受到威脅。因此，在操作這些熱解系統(tǒng)時，總是必須考慮安全保護措施。
[0005]考慮到上述的挑戰(zhàn)，已經(jīng)開發(fā)出熱解系統(tǒng)并且熱解系統(tǒng)包括用于克服上述挑戰(zhàn)的特征。例如，一些熱解系統(tǒng)包括以下特征:該特征例如在有害的、易燃的或有害的待清潔的物質(zhì)以及可培養(yǎng)(viable)物質(zhì)排放至環(huán)境中之前，對這些有害的、易燃的或有害的待清潔的物質(zhì)以及可培養(yǎng)物質(zhì)進行處理。另外的熱解系統(tǒng)開發(fā)為具有多種安全保護措施特征，以降低火災(zāi)或爆炸的可能性。然而，這些特征通常導(dǎo)致熱解系統(tǒng)制造成本的增加；這也成為研究者和開發(fā)者所面臨的挑戰(zhàn)。
[0006]專利號為N0.8，518，218 B2的美國專利采用了炭化反應(yīng)器(carbonizat1nreactor)，以通過熱解對所采用的橡膠制品或其他類似物進行分解。該分解過程產(chǎn)生了可循環(huán)產(chǎn)物，這些可循環(huán)產(chǎn)物例如炭黑、油蒸汽(oil vapour)或其他類似物。該美國專利的目的在于克服以下問題:例如由于對操作能力(operating capacity)的限制(例如對這樣的輪胎的裝載和卸載所需時間的限制)，而對這些廢輪胎碎片成批地分解?，F(xiàn)有技術(shù)的目的還在于:由于所使用的橡膠制品的體積以驚人的速度增大，而可更有效且更高效地破壞所使用的橡膠制品。然而，該專利沒有任何部分公開了在維持熱解的高的工作溫度同時實現(xiàn)節(jié)能的特征。該專利也并未公開在散出至環(huán)境中之前對副產(chǎn)物進行處理的任何特征。
[0007]專利號為N0.7，044, 069 B2的美國專利公開了一種熱解廢物處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用由熱解產(chǎn)生的氣體以及在焚燒爐(thermal oxidizer)中加熱的其他氣體作為隨后熱解的熱源。所述熱解廢物處理系統(tǒng)包括至少兩個熱解室。其中，所述系統(tǒng)適用于獨立于至少一個其他的熱解室來對至少一個熱解室進行加熱。該專利關(guān)注于在焚燒爐中的廢物材料的熱解中所產(chǎn)生的氣體的再利用。然而，專利中并沒有任何部分討論了該系統(tǒng)為節(jié)能系統(tǒng)，雖然該系統(tǒng)將氣體再利用為熱源以用于隨后的熱解。該專利也未公開任何防止事故(例如火災(zāi)或爆炸)發(fā)生的安全特征。
[0008]在廢物材料的熱解方面，現(xiàn)有的系統(tǒng)、方法以及設(shè)備都具有局限性。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種熱解設(shè)備及方法，該設(shè)備及方法能夠?qū)Σ牧希绕涫菑U物材料在異質(zhì)環(huán)境中以節(jié)能的方式誘導(dǎo)熱解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明涉及一種熱解設(shè)備及熱解方法。其中，所述設(shè)備包括:至少一個進給構(gòu)件(infeed means)，用于將原料(input material)供給所述熱解設(shè)備，并產(chǎn)生氣態(tài)熱解物、液態(tài)熱解物以及固態(tài)熱解物；至少一個第一輸出構(gòu)件，用于將氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物從所述設(shè)備中排出；至少一個第二輸出構(gòu)件，用于將固態(tài)熱解物從所述設(shè)備中排出。所述設(shè)備能夠在所述設(shè)備內(nèi)維持熱量，以用于持續(xù)的誘導(dǎo)熱解，并節(jié)省能量的使用。
[0010]所述熱解方法包括步驟:將原料提供至進給構(gòu)件；將所述原料從所述進給構(gòu)件中排至第二誘導(dǎo)室內(nèi)；在所述第二誘導(dǎo)室內(nèi)對所述原料進行加熱，以產(chǎn)生氣態(tài)熱解物、液態(tài)熱解物以及固態(tài)熱解物；將所述氣態(tài)熱解物和所述液態(tài)熱解物從所述第二誘導(dǎo)室中排出至第一輸出構(gòu)件內(nèi)以用于蒸餾；將所述固態(tài)熱解物從所述第二誘導(dǎo)室中移出，并將所述固態(tài)熱解物提供至第二輸出構(gòu)件。對第一誘導(dǎo)室進行加熱，并且所述熱量誘導(dǎo)地傳遞至所述第二誘導(dǎo)室內(nèi)，并維持在所述第二誘導(dǎo)室內(nèi)，以用于所述原料連續(xù)的誘導(dǎo)熱解；所述熱量在所述第二誘導(dǎo)室內(nèi)的維持節(jié)省能量的使用。
[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在異質(zhì)環(huán)境中對所述原料進行誘導(dǎo)熱解的設(shè)備及方法。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供能夠以節(jié)能的方式對所述原料進行誘導(dǎo)熱解的設(shè)備及方法。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種設(shè)備及方法，其中，所述第一誘導(dǎo)室加熱到預(yù)設(shè)溫度，且所述第一誘導(dǎo)室的熱量誘導(dǎo)地傳遞至所述第二誘導(dǎo)室，以用于對所述原料進行熱解。
[0014]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種設(shè)備及方法，其中，所述第二誘導(dǎo)室將從所述第一誘導(dǎo)室所接收的熱量保存，并使用所述熱量以對所述原料進行熱解。由于其無需對所述誘導(dǎo)室持續(xù)加熱，因此，該設(shè)備和方法可節(jié)省能量。
[0015]本發(fā)明還有一個目的在于，提供一種設(shè)備及方法，具有水箱可充當(dāng)火花熄滅器以及吸收介質(zhì)，以防止在所述設(shè)備內(nèi)發(fā)生回火。
[0016]本發(fā)明還有一個目的在于，提供一種設(shè)備及方法，能夠?qū)σ簯B(tài)熱解物進行蒸餾，以獲得氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物。
[0017]本發(fā)明的還有一個目的在于，提供一種設(shè)備及方法，該設(shè)備和方法具有冷凝構(gòu)件，以對液態(tài)熱解物進行冷凝，從而獲得氣態(tài)產(chǎn)物和液態(tài)產(chǎn)物。
[0018]本發(fā)明的還有一個目的在于，提供一種設(shè)備及方法，能夠?qū)⒐虘B(tài)熱解物排出，并從所述固態(tài)熱解物中分離出金屬材料，以獲得有用的產(chǎn)物。
【附圖說明】
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]結(jié)合以下詳細(xì)的描述，可使本發(fā)明上述所提及的特征和其他特征，以及本發(fā)明的目的變得更為清楚并且更好地理解。應(yīng)當(dāng)理解，由于本發(fā)明可采用多種可選的形式，因此以下公開的詳細(xì)的描述并不是全部的形式，或者并非將本發(fā)明限定為所公開的確切的形式。相反，詳細(xì)的描述覆蓋了對本發(fā)明所有相關(guān)的修改或改變，除非權(quán)利要求在其他方面(otherwise)清楚地規(guī)定。
[0021]本發(fā)明公開了一種熱解設(shè)備，該設(shè)備在圖1的流程圖中示出。該設(shè)備包括至少一個進給構(gòu)件(10，11，12)、至少一個第一輸出構(gòu)件(30，33)以及至少一個第二輸出構(gòu)件(60，61，62，63)。其中，該進給構(gòu)件用于將原料供給熱解設(shè)備，并產(chǎn)生氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)熱解物。第一輸出構(gòu)件用于將氣態(tài)以及液態(tài)熱解物從設(shè)備中排出。第二輸出構(gòu)件則用于將固態(tài)熱解物從設(shè)備中排出。該設(shè)備能夠在設(shè)備內(nèi)維持熱量，以用于節(jié)省能量使用的持續(xù)的誘導(dǎo)熱解。
[0022]在本發(fā)明的一個實施例中，該設(shè)備包括至少第一誘導(dǎo)室(inductingcompartment) (20)以及第二誘導(dǎo)室(21)，用于執(zhí)行連續(xù)的誘導(dǎo)熱解。在其他實施例中，第一誘導(dǎo)室(20)和第二誘導(dǎo)室(21)彼此連接。尤其是，第二誘導(dǎo)室(21)構(gòu)造在第一誘導(dǎo)室內(nèi)部。在另一實施例中，第二誘導(dǎo)室包括螺旋輸送機，用于將原料從熱解設(shè)備的一端傳輸至另一端。更為優(yōu)選地，螺旋輸送機為雙螺旋輸送機。該雙螺旋輸送機構(gòu)造成使得該螺旋輸送機具有第一部分和第二部分。在該螺旋輸送機的第一部分中，溫度從150°C加熱至380°C。原料隨后輸送至螺旋輸送機的第二部分，并在該第二部分內(nèi)將原料加熱至高達(dá)450°C的溫度。一旦(upon)原料熱解后，并在將氣態(tài)、液態(tài)以及固態(tài)熱解物從第二誘導(dǎo)室中移出之前，第二部分的溫度下降至400°C。該設(shè)備的構(gòu)造使得傳輸至第二誘導(dǎo)室(21)的熱量可以保留或維持在該第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)。因此，當(dāng)?shù)诙T導(dǎo)室(21)內(nèi)的熱量足夠用于熱解時，由于熱量已經(jīng)保留在第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)，因此僅需向第一誘導(dǎo)室(20)提供較少的熱量。因此，提供熱量給第一誘導(dǎo)室(20)所需的能量也減少，并由此可節(jié)省能量的使用。
[0023]上述的進給構(gòu)件包括至少一個供料機(10)、至少一個振動輸送機(11)，以及至少一個氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)。其中，該至少一個振動輸送機(11)與該供料機(10)的一端連接；而至少一個氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)則與供料機(10)的另一端連接。供料機(10)用于將原料供給至第二誘導(dǎo)室(21)，并在該原料進入第二誘導(dǎo)室(21)之前借助于振動輸送機(11)對該原料進行均勻分布。該振動輸送機(11)的振動速度可控，并由此控制進入設(shè)備的原料的數(shù)量以及速度。原料隨后輸送至供料機(10)的另一端，以輸送至氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)。設(shè)置氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)的目的在于限制氧氣進入第二誘導(dǎo)室(21)，或使得進入第二誘導(dǎo)室(21)的氧氣減少到最少。氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)為電動閥，并具有一系列尺寸相同的開口。該氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)以10轉(zhuǎn)每分(rpm)的速度進行旋轉(zhuǎn)。由于該設(shè)備為真空系統(tǒng)，因此必須控制進入設(shè)備的氧氣水平(oxygen level)的總量。該設(shè)備的壓力維持在約0.5至0.8個大氣壓之間，即為約50.5kPa至80.SkPa之間。設(shè)備的壓力通過采用至少兩個真空栗來進行控制。如果其中一個真空栗不能正常工作，則另外的真空栗可以輔助維持設(shè)備內(nèi)的壓力。如果大量的氧氣進入設(shè)備，由于熱量和壓力較高，使得氧氣和氣態(tài)、液態(tài)以及固態(tài)熱解物之間發(fā)生反應(yīng)，進而將會導(dǎo)致內(nèi)部的爆炸；這將是危險的。
[0024]隨著原料經(jīng)過第二誘導(dǎo)室(21)中的雙螺旋輸送機，該原料通過誘導(dǎo)熱解進行加熱。其中，原料的絡(luò)合物分解成更小且更簡單的化合物，并產(chǎn)生具有氣態(tài)、液態(tài)以及固態(tài)熱解物的異質(zhì)環(huán)境。原料優(yōu)選地傳輸經(jīng)過第二誘導(dǎo)室(21) I小時，以便于原料的化合物適當(dāng)?shù)胤纸?。雙螺旋輸送機以Irpm的速度進行操作，并且該輸送機自身具有電動引擎，從而使用者可以控制原料經(jīng)過第二誘導(dǎo)室的速度。第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)的雙螺旋輸送機的溫度可控，且該溫度可由使用者進行監(jiān)控，由此使得所提供的熱量足夠用于熱解。通過對溫度波動的監(jiān)控，使得隨后可控制第二誘導(dǎo)室(21)的熱量，以便于節(jié)省能量，以用于不僅提供用于加熱第一誘導(dǎo)室的能量。應(yīng)當(dāng)理解，任何溫度、速度或熱解的持續(xù)時間等參數(shù)并不受這里所述的參數(shù)的限制，且這些參數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)用于熱解的原料而變化。
[0025]—旦熱解后，氣態(tài)熱解物以及液態(tài)熱解物通過第一輸出構(gòu)件(30，31)從第二誘導(dǎo)室中移出。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一輸出構(gòu)件包括與至少一個第一箱體(tank) (31)相連接的至少一個催化蒸餾器(30)，以及至少一個冷凝構(gòu)件。借助于從鐵鉻鋁合金、帶有氧化鋁的鈀或帶有氧化鋁的銠中選擇的任意一種催化劑或催化劑的組合，該催化蒸餾器(30)對從第二誘導(dǎo)室(21)中獲得的氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物進行蒸餾。該蒸餾作用進一步催化地將氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物的化合物分解，以增加質(zhì)量更輕的氣態(tài)和液態(tài)熱解物的質(zhì)量和數(shù)量。同時還減少殘留物的數(shù)量。應(yīng)當(dāng)理解，催化劑的類型并不局限于此；根據(jù)熱解中獲得的氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物還可以使用其他的催化劑。一旦蒸餾后，通過第一箱體
(31)收集液態(tài)蒸餾物。根據(jù)待收集的液態(tài)熱解物的數(shù)量可將更多的箱體可連接至催化蒸餾器(30)。氣態(tài)熱解物隨后從催化蒸餾器(30)中移出，并移至冷凝構(gòu)件。該氣態(tài)熱解物在冷凝構(gòu)件中進一步冷凝，以用于質(zhì)量更高且重量更輕的氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物的收集。
[0026]冷凝構(gòu)件包括至少一個第一冷凝器(41)、與該第一冷凝器(41)連接的至少一個分相器(42)，以及與該分相器(42)連接的第二冷凝器(43)。其中，第一冷凝器(41)用于對氣態(tài)熱解物進行冷卻。用于冷卻氣態(tài)熱解物的溫度范圍為60°C至70°C之間。第一冷凝器(41)通過利用從蓄水池(50)中栗送的水進行冷卻。一旦冷卻后，氣態(tài)熱解物傳輸至分相器(42)，并在該分相器內(nèi)將氣態(tài)熱解物分離為氣相、液相以及水。該分相器(42)與第二箱體(44A，44B)連接，以用于接收或存儲冷卻并冷凝后的氣態(tài)熱解物的液相。另一方面，第二冷凝器(43)用于進一步冷凝氣態(tài)熱解物。第二冷凝器(43)也與第三箱體(45)連接，以用于接收和存儲從第二冷凝器(43)排出的氣態(tài)熱解物。如果需要質(zhì)量更高且重量更輕的氣態(tài)熱解物以供進一步使用，則該氣態(tài)熱解物排至與第二冷凝器(43)連接的水箱(46)，以對該氣態(tài)熱解物進行稀釋。除了用于稀釋氣態(tài)熱解物之外，該水箱(46)也用作火花熄滅器以及吸收介質(zhì)，以防止在設(shè)備內(nèi)發(fā)生回火。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不對冷凝構(gòu)件的單元數(shù)量進行限制；根據(jù)使用者所需要的氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物的質(zhì)量，可將更多的冷凝構(gòu)件進一步加入到設(shè)備中，以執(zhí)行對氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物進一步的冷凝。
[0027]除了將氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物從第二誘導(dǎo)室中移出之外，固態(tài)熱解物通過第二輸出構(gòu)件(60，61，62，63)移出。在一個實施例中，固態(tài)熱解物從第二誘導(dǎo)室的移出可與氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物的移出同時進行。第二輸出構(gòu)件包括至少一個傾倒閥(61) (dumpvalve)、與該傾倒閥(61)連接的至少一個輸出輸送機(62)、至少一個磁力分離器(63)以及至少一個筒倉。該傾倒閥￠1)與第二誘導(dǎo)室(21)連接，用于排放和接收固態(tài)熱解物。其中，固態(tài)熱解物從該傾倒閥￠1)傳輸至輸出輸送機出2)。該固態(tài)熱解物在該輸出輸送機(62)上進行冷卻。固態(tài)熱解物一直從輸出輸送機(62)的一端行進至磁力分離器(63);其中，金屬材料在該磁力分離器(63)中與固態(tài)熱解物分離。此后，固態(tài)熱解物存儲在筒倉中，以用于存儲和進一步的處理。
[0028]—種熱解方法包括步驟:首先將原料提供至進給構(gòu)件(10，11，12)。隨后，原料從進給構(gòu)件(10，11，12)中排出至第二誘導(dǎo)室(21)。在該第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)，加熱原料以對該原料進行熱解，并產(chǎn)生氣態(tài)熱解物、液態(tài)熱解物以及固態(tài)熱解物。該氣態(tài)熱解物以及液態(tài)熱解物隨后從第二誘導(dǎo)室(21)中排至第一輸出構(gòu)件(30，31)內(nèi)，以進行蒸餾。固態(tài)熱解物隨后從第二誘導(dǎo)室(21)中移出，并通過第二輸出構(gòu)件(60，61，62，63)供給。在原料開始熱解前對第一誘導(dǎo)室(20)進行加熱，且該熱量誘導(dǎo)地傳輸至第二誘導(dǎo)室(21)，并維持在該第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)，以用于該原料連續(xù)的誘導(dǎo)熱解。其中，熱量在第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)的維持節(jié)省了能量的使用。
[0029]在本發(fā)明的另一實施例中，將原料提供至進給構(gòu)件的步驟進一步包括步驟:將原料提供至振動輸送機(11)，并將原料采用供料機(10)傳輸至旋轉(zhuǎn)閥內(nèi)。而將氣態(tài)和液態(tài)熱解物從第二誘導(dǎo)室(21)中排至第一輸出構(gòu)件內(nèi)以進行蒸餾的步驟進一步包括步驟:將氣態(tài)熱解物在催化蒸餾器(30)中進行蒸餾，并同時在第一箱體(31)中收集液態(tài)熱解物。借助于從鐵鉻鋁合金、帶有氧化鋁的鈀或帶有氧化鋁的銠中選擇的任意一種催化劑或催化劑的組合，該催化蒸餾器(30)對從第二誘導(dǎo)室(21)中獲得的氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物進行蒸餾。一旦蒸餾后，通過第一箱體(31)收集液態(tài)蒸餾物。如上所述，本發(fā)明并不對箱體的數(shù)量進行限制。根據(jù)待收集的液態(tài)熱解物的數(shù)量，可將更多的箱體連接至催化蒸餾器(30)。氣態(tài)熱解物隨后從催化蒸餾器(30)中移出至冷凝構(gòu)件，且氣態(tài)熱解物在該冷凝構(gòu)件內(nèi)進一步冷凝，以用于收集質(zhì)量更高且重量更輕的氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物。
[0030]除了上述步驟之外，該方法進一步包括步驟:將氣態(tài)熱解物排至第一冷凝器(41)中，以對氣態(tài)熱解物進行冷卻；將氣態(tài)熱解物從第一冷凝器(41)排至分相器(42)中，以對氣態(tài)熱解物進行冷凝，并將冷凝后的熱解物分成氣相、液相以及水；以及，將氣態(tài)熱解物的氣相從分相器(42)排至第二冷凝器(43)以實現(xiàn)進一步的冷凝。用于冷卻氣相熱解物的第一冷凝器(41)內(nèi)的溫度范圍為60°C至70°C之間。分相器(42)與第二箱體(44A，44B)連接，以用于接收或存儲冷卻并冷凝后的氣態(tài)熱解物的液相。另一方面，第二冷凝器(43)用于進一步冷凝氣態(tài)熱解物。第二冷凝器(43)也與第三箱體(45)連接，以用于接收和存儲從第二冷凝器(43)排出的氣態(tài)熱解物。氣態(tài)熱解物還可以進一步稀釋，以獲得更純凈的產(chǎn)物用于存儲或者用于其他用途。為了實現(xiàn)該稀釋，氣態(tài)熱解物排至與第二冷凝器(43)連接的水箱(46)，以對該氣態(tài)熱解物進行稀釋。該水箱(46)也用作火花熄滅器以及吸收介質(zhì)，以防止在設(shè)備內(nèi)發(fā)生回火。如上所述，本發(fā)明并不對冷凝構(gòu)件單元的數(shù)量進行限制。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)使用者所需要的氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物的質(zhì)量，可將更多的冷凝構(gòu)件進一步加入到設(shè)備中，以執(zhí)行對氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物進一步的冷凝。
[0031]此外，將固態(tài)熱解物從第二誘導(dǎo)室(21)中移出并將該固態(tài)熱解物供給至第二輸出構(gòu)件的步驟進一步包括步驟:通過傾倒閥￠1)將固態(tài)熱解物從第二誘導(dǎo)室(21)中排出，并在整個輸出輸送機(62)內(nèi)對該固態(tài)熱解物進行冷卻，將金屬材料從固態(tài)熱解物中分尚，并將固態(tài)熱解物存儲在筒倉中。該固態(tài)熱解物的移出可以與氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物從第二誘導(dǎo)室(21)中的移出同時進行。
[0032]在本發(fā)明的另一個實施例中，該原料為橡膠廢料。在橡膠廢料插入設(shè)備中之前，對該橡膠廢料切碎。切碎的廢料的尺寸和規(guī)格范圍為50X 50mm到75X 10mm之間。該設(shè)備持續(xù)熱解的容量范圍為13到15kg每分鐘。首先，橡膠廢料供給至振動輸送機(11);其中，該振動輸送機(11)與供料機(10)相連接。該橡膠廢料隨后分配至均勻的部分中，并朝向連接在該供料機(10)另一端的氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)傳輸。如上所述，設(shè)置氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)的目的在于限制氧氣進入第二誘導(dǎo)室(21)，或使得進入第二誘導(dǎo)室(21)的氧氣減少到最少。氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)為電動閥，并具有一系列尺寸相同的開口。該氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)以10轉(zhuǎn)每分(rpm)的速度進行旋轉(zhuǎn)。由于該設(shè)備為真空系統(tǒng)，因此必須對進入設(shè)備的氧氣水平的總量進行限制，或者使該氧氣水平的總量減少到最少。如果大量的氧氣進入設(shè)備，由于熱量較高，使得氧氣和氣態(tài)、液態(tài)以及固態(tài)熱解物之間發(fā)生反應(yīng)，因此將會導(dǎo)致內(nèi)部的爆炸；這將是危險的。
[0033]氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)隨后將橡膠廢料提供至第二誘導(dǎo)室(21)中。如上所述，在第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)具有雙螺旋輸送機，用于將橡膠廢料從熱解設(shè)備的一端傳輸?shù)搅硪欢?。在供給之前，雙螺旋輸送機的第一部分加熱到150°C到380°C的溫度范圍內(nèi)；其中橡膠廢料在該第一部分開始分解。應(yīng)當(dāng)理解，溫度低于150°C時不足以使橡膠廢料分解；而溫度高于380°C時將會使橡膠廢料在分解前燒成灰燼。一旦橡膠廢料經(jīng)過雙螺旋輸送機的第一部分后，則該橡膠廢料進一步輸送至雙螺旋輸送機的第二部分。該第二部分加熱到高達(dá)450°C的溫度，且該第二部分的溫度隨后降低至400°C ο橡膠廢料通過誘導(dǎo)熱解進行加熱，其中橡膠廢料的絡(luò)合物在該第二部分內(nèi)分解成更小且更簡單的化合物，并產(chǎn)生了具有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)熱解物(例如霧化的碳?xì)浠衔锖吞亢?的異質(zhì)環(huán)境。此外，還具有水蒸氣的痕跡(trace)。橡膠廢料在第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)停留約I小時，或者尤其是在雙螺旋輸送機內(nèi)停留約I小時，以便于橡膠廢料的化合物恰當(dāng)?shù)胤纸狻?br>[0034]一旦熱解后，霧化的碳?xì)浠衔飳⑼ㄟ^第一輸送構(gòu)件(30，31)從第二誘導(dǎo)室中移出。如上所述，第一輸出構(gòu)件包括至少一個與第一箱體(31)相連接的催化蒸餾器(30)，以及冷凝構(gòu)件。借助于從鐵鉻鋁合金、帶有氧化鋁的鈀或帶有氧化鋁的銠中選擇的任意一種催化劑或催化劑的組合，該催化蒸餾器(30)對從第二誘導(dǎo)室(21)中獲得的氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物進行蒸餾。該蒸餾作用產(chǎn)生輕量的和沉重的碳?xì)浠衔?。輕量的碳?xì)浠衔锾幱跉忪F形態(tài)。而沉重的碳?xì)浠衔飫t隨后通過第一箱體(31)進行收集。仍然處于氣霧形態(tài)的該輕量的碳?xì)浠衔飶拇呋麴s器(30)中移動至冷凝構(gòu)件，并且該輕量的碳?xì)浠衔镌谠摾淠龢?gòu)件內(nèi)進一步冷凝。
[0035]在冷凝構(gòu)件內(nèi)，輕量的碳?xì)浠衔镌诘谝焕淠?41)中在范圍為60°C到70°C之間的溫度下冷卻。一旦冷卻后，氣霧形態(tài)的輕量的碳?xì)浠衔镫S后轉(zhuǎn)變成液態(tài)，且碳?xì)浠衔镫S后移出并傳輸至分相器(42)。在分相器(42)內(nèi)，液態(tài)碳?xì)浠衔锓殖芍辽偃齻€不同的相，包括焦酚氣體(pyro gas)、重油，或者更常見地已知為熱解原油和輪胎熱解油，以及水蒸氣。重油隨后從分相器(42)中排出，以用于存儲或者其他用途或者用于加工處理。另一方面，焦酚氣體從分相器(42)移出，并排至第二冷凝器(43)內(nèi)；其中第二冷凝器(43)在范圍為25°C到40°C之間對焦酚氣體進行冷卻，并產(chǎn)生輕油。輕油隨后排至第三箱體(45)內(nèi)，以用于存儲或者進一步的處理。剩余的焦酚氣體隨后在水箱(46)中稀釋，并產(chǎn)生稀乙烯。除了用于稀釋氣態(tài)熱解物之外，水箱(46)也用作火花熄滅器以及吸收介質(zhì)，以防止在設(shè)備內(nèi)發(fā)生回火。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，稀乙烯排至另一冷凝器中；其中，該冷凝器充當(dāng)氣體膨脹箱，并使稀乙烯可以膨脹成氣態(tài)形式。氣態(tài)乙烯隨后排至另一箱體內(nèi)，以用于存儲和進一步的處理。
[0036]除了將霧化的碳?xì)浠衔飶牡诙T導(dǎo)室(21)中移出之外，炭黑還借助于第二輸出構(gòu)件，通過傾倒閥￠1)移出至輸出輸送機￠2)。炭黑的移出可與氣態(tài)碳?xì)浠衔锏囊瞥鐾瑫r進行。炭黑在整個輸出輸送機￠2)內(nèi)進行冷卻。在輸出輸送機￠2)的一端，炭黑經(jīng)過整個磁力分離器￠3);其中，金屬材料在該磁力分離器￠3)內(nèi)從炭黑中移出。其中，將金屬材料以及炭黑收集起來，以用于存儲或者進一步的處理。如需要，使用者可以通過使用水套而將炭黑分離。其中，炭黑最后包覆在輸出輸送機￠2)上，以進一步從炭黑中吸收熱量，并隨后將炭黑收集在筒倉中。金屬材料隨后單獨地收集進收集器(65)內(nèi)。
[0037]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以用于對其他材料進行熱解，例如對廢棄輪胎、廢棄塑料(如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等等)、木質(zhì)材料、有機廢料等進行熱解。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，對本發(fā)明的變形進行修改是顯而易見的；本發(fā)明也可以用于香精(essence of perfume)的提取。
[0038]除了具體描述的那些特征之外，這里所描述的本發(fā)明很容易進行變形、修改和/或增加。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明包括落入在隨后的權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有的這些變形、修改和/或增加。
【主權(quán)項】
1.一種熱解設(shè)備，包括: 至少一個進給構(gòu)件(10，11，12)，用于將原料供給所述熱解設(shè)備，并產(chǎn)生氣態(tài)熱解物、液態(tài)熱解物以及固態(tài)熱解物； 至少一個第一輸出構(gòu)件(30，31)，用于將氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物從所述熱解設(shè)備中排出； 至少一個第二輸出構(gòu)件(60，61，62，63)，用于將固態(tài)熱解物從所述熱解設(shè)備中排出；其特征在于，所述熱解設(shè)備能夠在所述熱解設(shè)備內(nèi)維持熱量，以用于持續(xù)的誘導(dǎo)熱解，并節(jié)省能量的使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解設(shè)備，其特征在于，還包括至少一個第一誘導(dǎo)室(20)和第二誘導(dǎo)室(21)，用于連續(xù)的誘導(dǎo)熱解。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述第一誘導(dǎo)室(20)和所述第二誘導(dǎo)室(21)相互連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述第二誘導(dǎo)室(21)構(gòu)造在所述第一誘導(dǎo)室(20)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求2-3中任一項所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述第二誘導(dǎo)室還包括用于將所述原料從所述熱解設(shè)備的一端傳送至所述熱解設(shè)備的另一端的螺旋輸送機。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述螺旋輸送機為雙螺旋輸送機。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述第一誘導(dǎo)室(20)加熱到預(yù)設(shè)溫度，且所述誘導(dǎo)室(20)的熱量誘導(dǎo)地傳遞至所述第二誘導(dǎo)室(21)，以用于對所述原料進行熱解；其中，所述熱量維持在所述第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述進給構(gòu)件還包括: 至少一個供料機(10)，用于將所述原料供給至所述第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)； 至少一個振動輸送機(11)，與所述供料機(10)的一端連接，并用于在所述原料進入所述第二誘導(dǎo)室(21)之前將所述原料以均勻的方式分布；以及 至少一個氣鎖旋轉(zhuǎn)閥(12)，與所述供料機(10)的另一端連接，用于限制氧氣進入所述第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述第一輸出構(gòu)件還包括: 至少一個催化蒸餾器(30)，用于對從所述第二誘導(dǎo)室(21)中獲得的所述氣態(tài)熱解物和所述液態(tài)熱解物進行蒸餾； 至少一個第一箱體(31)，與所述催化蒸餾器(30)連接，用于收集所述液態(tài)熱解物；以及 至少一個冷凝構(gòu)件(41，42，43)，與所述催化蒸餾器(30)連接，用于所述氣態(tài)熱解物進一步的冷凝。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱解設(shè)備，其特征在于，借助于從鐵鉻鋁合金、帶有氧化鋁的鈀或帶有氧化鋁的銠中選擇的任意一種催化劑或催化劑的組合，所述催化蒸餾器(30)對從所述第二誘導(dǎo)室(21)中獲得的氣態(tài)熱解物和液態(tài)熱解物進行蒸餾。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述冷凝構(gòu)件還包括: 至少一個第一冷凝器(41)，與所述催化蒸餾器(30)連接，用于對所述氣態(tài)熱解物進行冷卻； 至少一個分相器(42)，與所述第一冷凝器(41)連接，用于對所述氣態(tài)熱解物進行冷凝，并將冷凝后的熱解物分離成氣相、液相以及水；以及 至少一個第二冷凝器(43)，與所述分相器(42)連接，用于所述氣態(tài)熱解物進一步的冷凝。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述分相器(42)與至少一個第二箱體(44A，44B)連接，用于接收和存儲從所述氣態(tài)熱解物中分離的液相。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述第二冷凝器(43)與第三箱體(45)連接，用于接收和存儲從所述第二冷凝器(43)中排出的氣態(tài)熱解物。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述第二冷凝器(43)與水箱(46)連接，用于對所述氣態(tài)熱解物進行稀釋。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述水箱為火花熄滅器以及吸收介質(zhì)，以防止在所述熱解設(shè)備內(nèi)發(fā)生回火。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解設(shè)備，其特征在于，所述第二輸出構(gòu)件還包括: 至少一個傾倒閥(61)，與所述第二誘導(dǎo)室(21)連接，用于排放和接收所述固態(tài)熱解物； 至少一個輸出輸送機(62)，與所述傾倒閥￠1)連接，用于對所述固態(tài)熱解物進行冷卻； 至少一個磁力分離器(63)，用于將金屬材料從所述固態(tài)熱解物中分離；以及 至少一個筒倉(64)，用于存儲所述固態(tài)熱解物以用于進一步的處理。17.一種熱解方法，包括步驟: 將原料提供至進給構(gòu)件(10，11，12); 將所述原料從所述進給構(gòu)件(10，11，12)中排出至第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)； 在所述第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)對所述原料進行加熱，以產(chǎn)生氣態(tài)熱解物、液態(tài)熱解物以及固態(tài)熱解物； 將所述氣態(tài)熱解物和所述液態(tài)熱解物從所述第二誘導(dǎo)室(21)中排至第一輸出構(gòu)件(30,31)內(nèi)以用于蒸饋； 將所述固態(tài)熱解物從所述第二誘導(dǎo)室(21)中移出，并將所述固態(tài)熱解物提供至第二輸出構(gòu)件(60，61，62，63); 其特征在于，對第一誘導(dǎo)室(20)進行加熱，并且所述熱量誘導(dǎo)地傳遞至所述第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)，并維持在所述第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)，以用于所述原料連續(xù)的誘導(dǎo)熱解，且所述熱量在所述第二誘導(dǎo)室(21)內(nèi)的維持節(jié)省能量的使用。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，將所述原料提供至進給構(gòu)件(10，11，12)的步驟還包括將所述原料供給振動輸送機(11)，并將所述原料通過供料機(1)傳輸至旋轉(zhuǎn)閥內(nèi)的步驟。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，將所述氣態(tài)熱解物和所述液態(tài)熱解物從所述第二誘導(dǎo)室(21)中排至第一輸出構(gòu)件(30，31)內(nèi)以用于蒸餾的步驟還包括將所述氣態(tài)熱解物在催化蒸餾器(30)內(nèi)進行蒸餾，并同時在第一箱體(31)內(nèi)收集所述液態(tài)熱解物的步驟。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，借助于從鐵鉻鋁合金、帶有氧化鋁的鈀或帶有氧化鋁的銠中選擇的任意一種催化劑或催化劑的組合，所述催化蒸餾器(30)對從所述第二誘導(dǎo)室(21)中獲得的氣態(tài)熱解物進行蒸餾。21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，將所述固態(tài)熱解物從所述第二誘導(dǎo)室(21)中移出，并將所述固態(tài)熱解物提供至第二輸出構(gòu)件的步驟還包括步驟: 將所述固態(tài)熱解物通過傾瀉閥￠1)從所述第二誘導(dǎo)室(21)中排出； 通過輸出輸送機￠2)對所述固態(tài)熱解物進行冷卻； 將金屬材料從所述固態(tài)熱解物中分離；以及 將所述固態(tài)熱解物存儲在筒倉內(nèi)。22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括步驟: 將所述氣態(tài)熱解物排至第一冷凝器(41)內(nèi)，以對所述氣態(tài)熱解物進行冷卻； 將所述氣態(tài)熱解物從所述第一冷凝器(41)中排至分相器(42)內(nèi)，以對所述氣態(tài)熱解物進行冷凝，并將冷凝后的熱解物分離成氣相、液相以及水；以及 將所述氣態(tài)熱解物的氣相從所述分相器(42)中排至第二冷凝器(43)內(nèi)，以用于進一步的冷凝。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，從所述氣態(tài)熱解物中分離的所述液相收集并存儲在第二箱體(44A，44B)中。
【文檔編號】C10B47/00GK105885883SQ201510458867
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年7月30日
【發(fā)明人】黃宇暉, 梁承祖, 鄺建文
【申請人】Qt機械工程有限公司