[发明专利]用于生产甲烷气体的装置和该装置的用途

说明书

本发明涉及用于生产甲烷气体(即具有甲烷作为其主要成分的气体)的装置。本发明还涉及该装置用于回收固体回收燃料(SRF)型物质或聚合物材料型物质的用途。

发明背景

尽管天然气具有能源和环境价值，但天然气具有是不可再生商品的缺点且全球供应正在迅速枯竭。

由于天然气平均由95％的甲烷组成，因此设想利用产生大量甲烷的有机废料甲烷化的自然现象以产生通常被称为沼气的工业气体，从而提供天然气的替代品。此外，这使得回收生物质型废料成为可能。

通常，气化步骤用于迫使生物质甲烷化并从中提取甲烷。

然而，这样的步骤不能回收富含甲烷的气体。因此，出口处的气体通常含有2％至6％的甲烷，这与天然气的95％比率相差甚远。

发明目的

本发明的目的是提供使得能够产生甲烷气体成为可能的装置以及所述装置用于回收SRF型或聚合物材料型物质的用途。

发明概述

为了实现该目的，本发明提供了用于通过对细碎固体形式的物质进行热处理来生产甲烷气体的装置，所述装置包括：

·封闭体，其包括：物质进料口、用于回收经处理物质的残余物的底部出口、和用于提取来自物质处理的气体的顶部出口；

·用于在封闭体入口和底部出口之间输送物质的输送器件，所述输送器件包括安装为围绕旋转轴线在封闭体内旋转的螺杆，并且具有驱动螺杆旋转的驱动器件；

通过焦耳效应加热螺杆的加热器件；

用于消除存在于来自热处理物质的气体中的杂质的杂质消除单元，所述单元连接到封闭体的顶部出口；

用于对去除单元出口处的气体进行净化的净化系统，所述净化系统连接到消除单元。

因此，物质以细碎固体的形式引入到封闭体的入口中，并且螺杆以连续方式将细碎固体推向密闭体的底部出口。由于螺杆通过焦耳效应进行加热的有利方式，细碎固体被非常快速地加热，并且它们变形而不会粘到螺杆的圈上，从而产生已经具有高甲烷含量(当物质是SRF型或聚合物材料型物质(例如塑料)时，甲烷含量大于50％)的气体。随后，将两个连续的气体处理单元连接在一起，使得可以首先从气体中除去灰尘、固体颗粒、焦油、油、...类型的杂质，其次通过将甲烷与其它气体成分进行分离来净化气体。

在本发明出口处，由此获得富含甲烷的气体。申请人所实施实验由此能够获得大体92％的甲烷含量。

因此，本发明能够获得甲烷浓度接近天然气的气体。通过本发明获得的气体因此是非常良好的天然气替代品。

此外，本发明出口处的气体可以直接注入容器(缸、罐……)或注入气体分配网络。

此外，本发明可以由各种物质如生物质提供，但是用SRF型或聚合物材料型的物质如塑料是特别有利的。这在废料回收利用不断增加的情况下是特别有利的，尤其是较少回收利用的非发酵废料。

因此，在本发明中，用于消除不期望的并且以一般方式污染的杂质的杂质消除单元与净化系统不同，其并非用于对气体进行清洁的，而是通过将其与其它气体分离而使其富集甲烷。

在本发明的的含义中，术语“甲烷气体”是指具有甲烷作为主要成分的气体，应当理解，所述气体可以较小的比例包含其它成分如氮气。

在本发明的另一具体方面中，所述装置包括：入口烟道，其连接到封闭体的入口，并且包括用于连接封闭体入口的密封连接器件，以限制空气进入封闭体。

在本发明的另一具体方面中，所述装置包括：出口烟道，其连接到封闭体的底部出口，并且包括用于连接封闭体底部出口的密封连接器件，以限制空气进入封闭体。

在本发明的具体方面中，杂质消除单元包括用于裂解气体的裂解器件。

在本发明的具体方面中，杂质消除单元包括用于对气体的污染冷凝物进行冷凝的冷凝器件。

在本发明的具体方面中，杂质消除单元包括用于过滤存在于气体中的灰尘和固体颗粒的过滤器件。

在本发明的具体方面中，所述过滤器件连接至裂解器件的出口或冷凝器件的出口。

在本发明的具体方面中，所述过滤器件包括高温旋流器(cyclone)或高温陶瓷过滤器。

在本发明的具体方面，净化系统包括至少两个不同的净化阶段。

在本发明的具体方面中，净化系统包括至少三个不同的净化阶段。

在本发明的具体方面中，净化系统包括用于在低于海平面处所测定大气压的压力下对气体可冷凝相进行冷凝的冷凝器件。

在本发明的具体方面中，冷凝器件进行成形以确保在0.04巴至0.3巴范围内的压力下气体与可冷凝相分离。