[发明专利]热解反应器及填充和放空该反应器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分用于热解的反应器、 和一种用来填充和放空这样一种反应器的方法。

背景技术

在热解、或干馏期间，有机输入材料在没有氧存在的情况下被加 热，其中材料不燃烧，而是代之以转化为呈流体和气体产品形式的较 简单成分，这些产品通过一系列以后过程阶段被回收，该过程阶段包 括冷凝。所述热解技术通常用于例如橡胶材料的燃料的回收，该橡胶 材料在例如废弃轮胎中或在各种类型的塑料材料中存在。在称作“碳 化”的完全热解期间，残余物或剩余物全部由碳组成。

输入材料在热解过程期间被分裂成适当大小的碎片，被洗涤，并 被预加热到近似100-150℃，此后材料被插入或装载到称作“蒸馏器” 的反应器中，该反应器具有加热炉的形式，以便转变成气体，这通常 发生在450-700℃左右的温度下。称作“热解气体”的挥发性气体从热 解过程得到，该气体除水蒸气外包括一氧化碳、二氧化碳、石蜡、烯 烃、及多种另外的碳氢化合物，由这些碳氢化合物可回收油和气体。 可在热解过程之后用在反应器中的固体含碳残余物来生产炭黑或活性 炭。如果在热解过程之后剩余的残余物或焦炭要用作固体燃料，则它 通过筛分与像例如钢或玻璃纤维残余物之类的不希望物质相分离。在 其中焦炭要被进一步提炼成炭墨或活性炭的情况下，热解处理的另外 阶段必须分步骤地进行，包括许多步骤的这些步骤尤其包括将温度升 高到800-900℃之间以便除去任何微量的挥发性碳氢化合物、然后将 温度降低，并且可能还需要进行蒸汽处理。

所得到的热解产品是非常有价值的工业原料，并且它们通常具有 与按常规方式生产的那些原料完全可比较的质量。

试验已经表明，通过热解所生产获得的所述产品的性质和质量在 很大程度上早已被热解工艺所确定，并且由关于例如在反应器中的温 度、加热速率、保持时间、及结束冷却时间的操作条件和参数在热解 过程期间可被控制和监视的程度而确定。

已知的反应器允许通过反应器形成的热解气体的返回或再循环， 以便能够更准确地控制和调节热解过程。这样一种反应器由例如SE 513063得知，并且它被描述为包括腔室的反应器，该腔室可被打开， 该腔室在关闭状态下与周围大气隔开。腔室设有在一个端部处的进口 和在第二端部处的出口，从而在自由选择温度下的惰性或不活泼气体 可经过已经设置在腔室中的材料而循环。使气体轴向通过反应器的腔 室并沿其轴向方向从底部向上运动。反应器的填充和放空借助于多个 容器分批进行，这些容器可更换，并且设有孔或孔眼，这些容器在反 应器中被升起和降下，借此使气体通过所述容器。出口设置成与用于 热解气体的冷凝的冷凝器相连接，该热解气体已经形成流体相产品， 并且出口具有用来将热解气体的一部分再循环到进口的回路。在出口 处不仅布置温度探测装置，用于逸出热解气体的温度测量，并因而用 于经进口引导到反应器中的气体的温度的调节，从而在反应器中保持 预先已经确定的温度；而且也布置包括传感器装置的装备，借助于该 传感器装置，可测量和分析热解气体的各种成分和它们的相对量，借 此过程被保持，并且允许进行，只要在反应器中的材料继续发出热解 气体。所述两种测量装置以基于反馈的方式被使用，该反馈用于反应 器的操作条件和其操作参数的调节。

尽管以上描述的已知反应器已经证明能良好地起作用，但它们受 到如下缺点的困扰：在反应器本身内的操作条件不能以合意的方式加 以控制。更准确地说，已知反应器缺少如下可能性：在热解过程期间， 能够以高效方式和在实际反应器腔室内，控制和调节气体的运动方向、 其速度、其流量及其温度。设有孔或开孔的容器的使用(该容器为了 其填充和放空设置在反应器中)，也以不利方式影响控制和监视在反应 器腔室内的工艺参数的可能性。

发明内容

因而，实现一种反应器的希望已经存在很长时间，该反应器具有 在热解过程期间控制和监视在反应器腔室中的操作条件和参数的改进 可能性，并且本发明的第一目标因而是实现一种实现该可能性的反应 器。本发明的第二目标是实现一种反应器，该反应器即使在其中输入 材料具有比较小碎片尺寸的情况下，也允许载热气体经反应器的改进 流动。