是最小化的(例如通过使用气闸或旋转阀)，这样的装置能够由熟悉本领域的人员实施。 优点
[0041]本发明的设备有利地消除了发生在反应箱3中的同时进行的热解反应和燃烧反应之间设置任何形式的固态物理屏障的必要。反应箱3的几何结构还能够避免用于再循环气态的挥发性物质的外部装置的任何需求。
[0042]在含碳材料热解的过程中，通过燃烧在同一反应箱3内的含氧气体和一部分挥发性物质有利地为推动该过程提供所需的热能。除了初次启动时的点火源9，在操作过程中不需要外部热源。
[0043]本发明有利地只需要一简单串接的温度控制器和正确实施过程中所需的至少两个测量点。
[0044]同时，原料尺寸的减小(例如削成碎片或研磨)对于外部材料搬运装置可能是有利的，但这绝对不是操作过程中的必需要求。相对许多其他在先方法，这为热解过程增加了灵活性以及潜在应用范围。
[0045]通过直接合并点火和供热系统形成一单独的反应箱3，凭借内部的布置，有限的一部分进料的燃烧和在热解过程中的一部分挥发产物的燃烧提供足够驱动完成整个热解过程的热源。内部构件如此配置，使得支持发生在反应箱3中的有限燃烧需求的少量氧气在冲击待热解的多数材料之前被完全消耗。通过这种方式，燃烧的气态产物，在该阶段以无氧化性的形式冲击至材料上，能够通过对流直接将驱动热解过程所必需的热能提供至大量材料，同时维持整体的还原性气氛。
[0046]—旦材料体积(材料高度)开始减少，反应箱3在垂直面上的几何布置使的热源(燃烧区域)能在垂直方向上与处理过程(热解区域)分开，本结构还允许热燃烧气体穿过材料，传递热量以退出该过程。
[0047]在连续配置的情况下，可将固体含碳原料材料引进反应箱3的上部，并连续地或分批地从反应箱3的下部撤出，但工作过程不需要停止。
[0048]在连续的过程中，可使用气闸(旋转阀、锁斗、双阀等)以使得在进料和出料的同时保持与周围环境的隔离。
[0049]反应箱3还可设置有一装载和卸载材料的装置，例如用于连续处理配置的螺旋钻装置，或用于分批处理配置的加-卸载舱口盖17。
[0050]在不脱离本发明的本质特征的情况下，本发明能够通过多个方式实现。可以理解地，上文描述的实施例不能被认为是对本发明的限制，而在于清楚地解释本发明。各种各样的改变和同等的装置也包含在本发明的精神和范围内。
【主权项】
1.一种用于干燥和热解含碳原料的设备，所述设备包括一大体密封的、用于容纳含碳原料的反应箱，所述反应箱包括一个或多个位于所述反应箱上部的进气口，所述的进气口可连接至一含氧气体源，从而方便将含氧气体供应至所述反应箱；所述反应箱进一步包括一个或多个位于所述反应箱下部的出口，用于使所述反应箱内生成的气体能够排出； 其中，在使用中，含碳原料如此设置在所述反应箱内，以使得所述含碳原料的顶部位于所述出口之上，并且在所述进气口处或低于所述进气口 ； 其中，所述含碳原料顶部的燃烧为干燥和热解所述反应箱内的其余含碳原料提供必需的热量； 以及，其中调节通过所述进气口进入所述反应箱的含氧气体的流量以响应所述反应箱内的温度测量，从而为所述含碳原料的热解确定所述反应箱内的最适条件。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个所述出口朝向所述反应箱的底部设置，如此使得在所述反应箱内生成的气体流过所述含碳原料到达所述出口。
3.根据以上权利要求中的任一项所述的设备，其中所述设备进一步包括一个或多个用于测量所述反应箱内温度的温度探头。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，至少一个所述的温度探头设置在所述反应箱的上部，而且至少一个温度探头设置在所述反应箱的下部。
5.根据以上权利要求中的任一项所述的设备，其中所述反应箱还包括一可重复密封的舱口盖，以使得可以将原料装入所述反应箱。
6.根据以上权利要求中的任一项所述的设备，其中所述设备还包括一在所述反应箱内容纳所述含碳原料的笼形结构。
7.根据以上权利要求中的任一项所述的设备，其中所述进气口中的一个或多个包括一用于协助分散进入所述反应箱的含氧气体的挡板或扩散器。
8.根据以上权利要求中的任一项所述的设备，其中所述设备还包括一个或多个设置在所述反应箱上节的喷水器。
9.根据以上权利要求中的任一项所述的设备，其中所述设备还包括一用于释放所述反应箱内多余压力的泄压设备。
10.—种用于在一大体上密封的反应箱内干燥和热解含碳原料的方法，所述反应箱具有设置在反应箱上部的一个或多个进气口和设置在反应箱下部的一个或多个出口，所述一个或多个进气口可连接至一含氧气体源，从而方便将含氧气体供应至所述反应箱；所述一个或多个出口使所述反应箱内生成的气体能够排出所述反应箱；所述方法包括步骤: 将含碳原料放入所述反应箱，如此使所述含碳原料的顶部在所述出口之上并在所述进气口处或低于所述进气口； 通过所述进气口从所述含氧气体源向所述反应箱输送含氧气体流； 燃烧所述含碳原料的顶部，以为干燥和热解所述反应箱内的其余含碳原料提供热量；以及 调节进入所述反应箱进气口的含氧气体的流量以响应所述反应箱内的温度测量，从而为所述含碳原料的热解确定所述反应箱内的最适条件。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述反应箱内的温度测量包括至少一个位于所述反应箱上部的区域的温度测量和至少一个位于所述反应箱下部的区域的温度测量。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述含碳原料顶部的燃烧是通过使用一个或多个点火源点燃所述含碳原料引起。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，一旦所述反应箱下部的区域测得的温度达到一最低目标温度，降低所述含氧气体的流量。
14.根据权利要求11至13项中任一项所述的方法，其中，如此控制含氧气体的流量，以使得在所述反应箱上部的区域部测得的温度不超过一预设最大值。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述最低目标温度大致在150°C和600°C之间。
16.根据权利要求13至15项中任一项所述的方法，进一步包括步骤:一旦达到所述最低目标温度，在一特定时间段内维持所述反应箱内的温度条件。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括步骤:一旦所述特定时间段结束，停止供应所述含氧气体。
18.根据权利要求10至17项中任一项所述的方法，其中所述含氧气体在被送入所述反应箱进气口之前被一外部热源预加热。
19.根据权利要求10至17所述的方法，其中，所述含氧气体在被送入所述反应箱进气口之前被预加热，使用通过所述一个或多个出口从所述反应箱排出的气体中回收的热能进行所述预加热。
【专利摘要】一种用于干燥和热解含碳原料以生产有价值的产品，例如炭、油、气和热能的方法和设备。本发明包含一种方法，据此含碳材料1被收容于一显著地没有氧化性气体的加热区域，以促进热解反应，驱动该过程所必须的热能的提供是通过燃烧在同一反应箱3内的含氧气体和一部分挥发性物质实现的。所述反应箱3的布置消除了在热解过程中同时进行的热解反应和燃烧反应之间设置任何形式的固态物理屏障的必要，并且也避免了用于再循环气态的挥发性物质的外部装置的任何需求。本发明还涉及一种用于通过辐射和对流传热机制来改进从燃烧区域到热解区域的热能传送的方法。
【IPC分类】C10B49-02, B01J19-00, C10J3-20, C10B51-00
【公开号】CN104736674
【申请号】CN201380055043
【发明人】菲利普约翰·桑德森, 艾德里安林赛·毛菲特
【申请人】澳思咨询私人有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年8月29日
【公告号】EP2890765A1, US20150210926, WO2014032104A1