專利名稱：用于可燃材料的可變功率氣化的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于諸如生物質(zhì)(biomasse)和有機副產(chǎn)物(植物、 動物、家庭垃圾、凈化污泥)這樣的產(chǎn)物的可變功率氣化的方法，要 理解的是
參氣化指的是將固體可燃物轉(zhuǎn)化成氣體可燃物的熱化學方法。這 涉及了不完全燃燒，因為它應當?shù)玫娇扇嫉幕瘜W產(chǎn)物。
參燃燒指的是具有燃料的快速氧化的放熱化學反應。
*氣化器指的是可以使固體可燃物轉(zhuǎn)化成氣體可燃物的反應器。
參反應器指的是可以進行熱化學轉(zhuǎn)化的容器。
，底面(sole)指的是待處理的有機材料置于其上的表面，它由鏤 空的元件如格柵組成。
參頂空間(ciel)指的是發(fā)生氧化反應的床的上方的空的單一區(qū)域。
*生物質(zhì)指的是直接或間接由光合成產(chǎn)生的含碳產(chǎn)物，尤其但不 限于植物、動物、各種有機垃圾(其中包括家庭垃圾)、水凈化污泥
背景技術(shù)：
通常，已知為了增值利用生物質(zhì)和有機副產(chǎn)物已提出很多解決方案。
因而，尤其是專利FRNo78 31356描述了一種具有臥式處理室的 固定床煤氣發(fā)生器，其中待處理的材料通過一端引入，然后由驅(qū)動裝 置驅(qū)動到室內(nèi)，直到在其第二端處形成于室壁的下部的排放口。在室 的兩端之間，所述壁具有彼此間隔開的兩個出口，即
-位于室的第一端一側(cè)的第一出口，以及
-構(gòu)成煤氣發(fā)生器的氣體出口的第二出口。
6第一出口通過再循環(huán)線路連接到位于預熱空氣注射器之下的注射 噴嘴，以便再循環(huán)的氣體和預熱空氣的反應所產(chǎn)生的熱氣體向室的第 一端注射，該注射發(fā)生在與室中所含材料前方形成的斜坡的底部相應
的位置處。因此，最靠近出口的材料顆粒被最熱的氣體(約1200°C ) 作用，使得在碳被完全氣化后灰燼被拋棄。
這種方案尤其具有降低干燥和熱解時間的優(yōu)點，這可歸因于再循 環(huán)導致的熱氣體的強制循環(huán)。另外，對熱氣體的使用進行優(yōu)化以得到 完全且快速的氣化。
然而，如該文獻中所述方案的缺點在于，對于可在相對寬的范圍 內(nèi)變化的功率或流量，它不具有能夠根據(jù)受處理材料的流量或者相反 根據(jù)需要的能量功率對氣化的過程進行優(yōu)化的自適應結(jié)構(gòu)。
專利FRNo80 16854提出改善上述處理方法，其手段是使由再循 環(huán)得到的預熱氣流穿過待處理的材料，其穿過方式不再是如上所述的 軸向，而是相對于室中的處理過程中材料行進的縱向為橫向。更具體 地說，根據(jù)該方法，該處理室包括一系列處理模塊，每個模塊具有自 己的再循環(huán)、空氣引入和可燃氣體排出裝置。因此這是一種相對昂貴 的方案。另外，該方案想要達到的目的是優(yōu)化穿過材料層的氣體的流 動特性，而不是根據(jù)材料的流量和/或需要的能量功率而調(diào)整處理室的 運行，因為其存在多個氧化區(qū)域和僅僅一個氣化區(qū)域。
專利申請US 2007/0006528的目的是可以將固體含碳材料轉(zhuǎn)化成 焦油含量低的可燃氣體的方法和相應的裝置，這種轉(zhuǎn)化在立式氣化反 應器室中進行。這種方法尤其包括以下主要步驟
*將含碳材料引入該室中；
*將含碳材料的第一部分在火焰熱解區(qū)域中轉(zhuǎn)化成炭； 通過在氣化室中的多個水平上注射氧化性氣體，沿著該室控制 多個溫度；
參控制從所述水平之一注射的氧化性氣體的量； *通過提高或降低在熱解區(qū)域的上游或下游注射的氧化性氣體的 量來改變火焰熱解區(qū)域的位置；反應器室中的含碳材
料的第二部分以及所述炭的孔隙率；
參在氣化反應器室內(nèi)將所述炭和含碳材料的第二部分轉(zhuǎn)化成焦油 含量低的可燃氣體。
專利申請FR 2 263 290本身的目的是通過高溫分解處理瀝青頁巖 和瀝青石灰石的方法和裝置。該方法主要在于在立式煤氣發(fā)生爐中對 含有可利用的有機材料的巖石(尤其是瀝青頁巖)進行處理，其中首 先使這些巖石經(jīng)歷高溫分解反應，然后經(jīng)歷氣化反應。這種方法的特 征在于
參在不同水平處將多種需要的氣體注入引發(fā)氣化反應的區(qū)域中， 這些氣體的配比和混合操作自動地在位于爐外的裝置中進行調(diào)節(jié)；并 且
*將礦物殘渣在離開反應區(qū)域之后、離開爐之前在爐的下部通過 具有熱回收的封閉線路中的氣體進行冷卻。
可以看出，US 2007/0006528和FR 2 263 290這兩件專利申請的 目的是其中的床為立式的爐和反應器，這不能夠獲得床內(nèi)溫度的完全 均勻和對流動速度的控制。另外，待處理材料在作為專利申請US 2007/0006528目的的裝置中的流動可能^^皮注射裝置所阻礙。

發(fā)明內(nèi)容
因此，更具體地說，本發(fā)明的目的是一種可以根據(jù)材料的性質(zhì)和/ 或需要的能量功率，借助處理室的功能調(diào)整，在沒有顯著的物理修改 且沒有顯著的裝置成本提高的情況下調(diào)整處理室的運行的氣化方法。
這種方法涉及一種包括反應器的裝置，該反應器具有處理室，在 該處理室中待處理的材料相繼經(jīng)過尺寸可變的干燥/熱解區(qū)域，在該干 燥/熱解區(qū)域中進行熱解氣的提取，然后經(jīng)過尺寸可變的氣化區(qū)域，在 該氣化區(qū)域中進行合成氣的提取，在干燥/熱解區(qū)域中提取的熱解氣與 助燃氣 一起被注射到反應器的頂空間中，以引起提供熱解和氣化反應 所需能量的放熱氧化反 。
8根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)以下因素對干燥/熱解區(qū)域和氣化區(qū)域的尺寸和
/或位置進行調(diào)整引入處理室中的待處理材料的量、其性質(zhì)尤其是其 粒度及其含濕度(deg" d，hygromarie )和/或?qū)δ芰抗β实男枨?，?且借助于使得可燃材料能夠從反應器上游向下游行進的推動器或類似 物，可燃材料基本上水平地流通(circule)。
此外，處理室可以在干燥/熱解區(qū)域和氣化區(qū)域之間包括混合區(qū) 域，在該混合區(qū)域中可以要么進行熱解氣的提取，要么進行合成氣的 提取，在這個區(qū)域中進行的提取的類型根據(jù)引入到處理室中的材料的 量、該材料的性質(zhì)和/或?qū)δ芰抗β实男枨髞泶_定。
另外，上述區(qū)域(zones)的至少之一可以包括多個相繼的可控氣 體提取區(qū)段(aires)，所述區(qū)域的尺寸和/或位置的變化通過所述區(qū)段 的部分或全部失活來獲得。
本發(fā)明還涉及可以實施上述方法的氣化裝置，這種裝置包括具有 處理室的固定床反應器，所述處理室具有底面，可燃材料床在所述底 面上基本上水平地流通，所述床被分成至少三個區(qū)域，即
-上游第一區(qū)域，在此區(qū)域中只進行干燥/熱解過程，這個區(qū)域與 可變流量的熱解氣的提取設備(moyens)連接，這些提取設備與連接 到燃燒器的熱解氣公用提取線路連接，該燃燒器被供應助燃氣如空氣 或氧氣并且對其的布置使得在反應器室的頂空間中引起放熱氧化反 應，該反應提供熱解反應、氣化反應以及焦油或熱解氣中所含其它有 機分子的降解反應所需的能量，
-最后區(qū)域，在此區(qū)域中只進行由還原階段(phase de induction ) 產(chǎn)生的氣化過程，所述還原階段在氧化反應產(chǎn)生的氣體經(jīng)過干燥/熱解 過程中碳化的床時產(chǎn)生，這個下游區(qū)域配備有通過這個氣化過程獲得 的合成氣的可變流量提取設備，該設備與合成氣的公用提取線路連接，
-位于第一區(qū)域與最后區(qū)域之間的多功能區(qū)域，這個多功能區(qū)域 可以完全或部分地是干燥/熱解區(qū)域，和/或完全或部分地是氣化區(qū)域， 和/或完全或部分地失活，并且與提取設備連接，所述提取設備一方面 通過可調(diào)流量的線路與熱解氣的公用提取線路連接，另一方面通過可調(diào)流量的線路與合成氣的公用提取線路連接。
因此，當提取設備或可變流量的線路被關(guān)閉時，與該提取設備或 該線路對應的處理室的區(qū)域至少部分地失活。因此可以根據(jù)待處理材 料的性質(zhì)、待處理材料的量和/或所希望的能量功率來分配處理室的活 性區(qū)域和失活區(qū)域。在中間的多功能區(qū)域中，提取設備可以與熱解氣 的提取線路或者合成氣的提取線路連接，這樣的多功能區(qū)域的存在尤 其使得能夠?qū)⑦M行熱解氣提取區(qū)域和合成氣提取區(qū)域之間的分離的位 置軸向移動。
有利地
-待處理的可燃材料在處理室內(nèi)的流通速度可以是可變的并且可 以根據(jù)待處理的材料的量和/或?qū)δ芰抗β实男枨蠖{(diào)整，
-注入到反應器中的助燃劑和氣化的可燃氣體的提取這兩者的相 對流量可以進行調(diào)整，以保持反應器處于負壓，
-可以通過以下因素對產(chǎn)生的能量功率進行調(diào)整可燃材料的供 應，可燃材料借助于活塞或類似物的移動速度，注入的助燃劑的流量 和品質(zhì)，熱解區(qū)域的體積，再流通(recirculation)流量，氣化區(qū)域的 體積，氣化的氣體的提取流量。
此外，為了改善上述氣化裝置的能量產(chǎn)率，合適的是在氣化器的 出口設置載有許多不利殘留元素(尤其是焦油或其他有機分子)的高 溫氣體的處理系統(tǒng)(fil"re)，這種系統(tǒng)至少包含尤其具有以下目的的 設備
-使在可以是400°C-650°。的溫度下提取的合成氣冷卻，以使其 達到可實施凈化工藝(它通常在中等溫度下進行)的低于150。C的溫 度，
-降低甚至消除焦油的含量，
-回收合成氣的顯著(sensible)熱量，從而提高氣化系統(tǒng)的熱產(chǎn)率。
這種處理設備(焦油冷凝器)優(yōu)選設計成在環(huán)境條件下通過冷卻 步驟進行氣體的濕法處理，該步驟在管式氣體-水交換器上進行，該交換器可以回收合成氣的顯著的熱量并可以將焦油從氣體中分離。這種 三流體交換器可以包括多個合成氣在其中流通的豎直管，以及使得能
夠在這些管中產(chǎn)生通過油的流通所形成的降膜(film tombant)的設
備。這種降膜具有捕獲灰塵和焦油從而防止這些管結(jié)垢的作用。油的 循環(huán)提取使得能夠通過加入新流體從而將其分散來保持其質(zhì)量。


下面將以示例而非限制性的方式，通過引用附圖對這種裝置的一 種實施方式進行說明，其中
圖l是固定床氣化裝置的示意圖2是可用于圖l所示裝置中的三流體交換器-冷凝器設備的正視 圖，其中有部分剖面。
具體實施例方式
在這個實施例中，氣化裝置包括管狀的(例如具有圓形或多邊型 截面)固定床反應器1，該反應器1具有處理室8。該反應器1和該室 8的其端部之一 (上游)與可燃材料供應系統(tǒng)2相連，并且在其下游 的另 一端具有灰燼提取系統(tǒng)3。
供應系統(tǒng)2在此具有位于可燃材料的儲存區(qū)段5中的螺旋輸送器 4或者任何等效設備。這個輸送器4向帶式輸送機6上輸送，該帶式 輸送機向立式供料閥室7供料，該供料閥室7通到反應器1的處理室 8的內(nèi)部，垂直于傾倒入所述室8中的床的排放區(qū)段9。閥室7傳送到 這個排放區(qū)段9上的材料被交替運動的推動器IO推向室8的內(nèi)部。
在排放區(qū)段9以外，處理室8的底面由一系列氣體提取區(qū)段形成， 可燃材料的床可以在推動器10的驅(qū)動作用下在所述氣體提取區(qū)段上 流通。該底面包括一個或多個覆蓋著多個部分的格柵11至15,在每 個所述部分之下放置料斗1\至T5，其下部裝有緊塞件(obturateur) 或閘16至20，用于允許經(jīng)過格柵11至15的材料的細顆粒的排放。
根據(jù)這種實施方式，所述底面相繼地包括兩個熱解氣提取區(qū)段(格
ii柵11和12)、兩個混合或多功能提取區(qū)段(格柵13和14)以及一個 合成氣提取區(qū)段(格柵15)。
料斗T!至T4各自通過裝有閥門28、 29、 30、 31的抽吸管道24、 25、 26、 27與渦輪機23和熱解氣提取線路21的抽吸入口連接。
同樣地，料斗T3、 T4、 Ts通過裝有閥門34、 35、 36的抽吸管道 31，、 32、 33與合成氣提取線路37的抽吸入口連接。提取線路37依 次具有氣體/空氣熱交換器38的初級(primaire)，并且任選地具有 氣體凈化系統(tǒng)39。它被連接到渦輪機40的抽吸入口，其出口與例如
合成氣的分配網(wǎng)絡連接。
處理室8的下游端部裝有灰燼提取井41，其下端浸沒于在處理室 8下面延伸的灰燼回收槽43中所含的水42中。
同樣，緊塞件(或閘)16至20與浸于槽43的水中的套筒(manchon ) M連接。
所述槽所收集的可燃材料或灰燼的顆粒被輸送器44輸送，并在比 槽43中的水平面高的高度上被傾倒到殘渣和灰燼的儲存區(qū)段45中。
熱解氣的提取線路的渦輪機23通過其出口與燃燒器50連接，該 燃燒器向處理室8的頂空間中注射氣體混合物，該氣體混合物包含熱 解氣以及助燃劑，該助燃劑可以由來自經(jīng)過熱交換器38的次級 (secondaire)以及渦輪機47的線路46的預熱空氣組成，或者由來自 閥49控制的分配線路48的氧氣組成。
該裝置的起動還由使用天然氣的燃燒器B得以保證，所述天然氣 來自電動閥E控制的線路C。該燃燒器B保持運行直到達到反應溫度。
在處理室8內(nèi)，在提取區(qū)段ll、 12(以及13、 14,這是在閥30 和31打開而閥34和35關(guān)閉的情況下)之上，存在干燥/熱解區(qū)域， 其中來自燃燒器50并在室8的頂空間中流通的氧化氣體流穿過置于底 面(格柵11至14)上的材料，從而由于其帶來的能量而導致材料的 干燥和熱解反應，熱解氣中所含的焦油在高溫下發(fā)生于室8的頂空間 中的氧化反應過程中被降解。
在處理室的第一部分(干燥和熱解區(qū)域)中，氣體在約50(TC至70(TC的溫度下被提取。
在反應器的第二部分中，當氧化產(chǎn)生的氣體經(jīng)過熱解階段碳化的 床時，產(chǎn)生還原階段并且氣體被抽吸管道33以及抽吸管道31，和32 (在閥34和35打開的情況下)提取。
因此可以看出，氣體(熱解和氣化)提取區(qū)域的尺寸和位置可以 根據(jù)閥28至31以及34至36的狀態(tài)(打開或關(guān)閉)進行改變。
同樣地，可以調(diào)整這些區(qū)域中的提取流量。因此可以根據(jù)對能量 功率的需求來形成材料床的活性區(qū)域或非活性區(qū)域。
更具體地說，可以通過以下動作的組合實現(xiàn)這種裝置的能量功率 的變化
-通過作用于推動器動作速度和待處理材料的供應周期來改變待 處理材料的供應流量，
-通過閥28、 29、 30和31的關(guān)閉或打開而調(diào)整干燥和熱解區(qū)域 的尺寸，從而改變在該區(qū)域中的停留時間，
-通過調(diào)整熱解氣提取線路上的渦輪機而改變再循環(huán)的熱解氣的 流量，
-通過閥34、 35、 36的關(guān)閉或打開而調(diào)整氣化區(qū)域的尺寸，從而 改變待處理材料在該區(qū)域中的停留時間，
-通過調(diào)整合成氣的提取線路上的渦輪機的速度而改變合成氣的 流量。
這些動作在此通過處理器P進行控制，它控制可燃材料閥室的供 應流量、閘16至19以及閥28至31和34至36的狀態(tài)、渦輪機23、 40、 47的旋轉(zhuǎn)速度、保證灰燼和殘渣的提取的輸送器44的驅(qū)動馬達 的旋轉(zhuǎn)速度。
該處理器另外與檢測器(尤其是溫度檢測器DT和壓力檢測器 DP)連接，該檢測器使得可以測量該裝置的各種參數(shù)，以便保證調(diào)整 和安全性。
此外，對于給定的功率，通過三種調(diào)整回路保證裝置的運行 -反應室中的負壓的調(diào)整回路，這是通過作用于合成氣的提取流量而進行的。該動作可以通過調(diào)整渦輪機的速度或者通過作用于閥而
實現(xiàn)；
-爐溫度的調(diào)整回路，這是通過作用于燃燒器中注射的助燃劑(空 氣或氧氣)的流量而進行的。該動作可以通過調(diào)整助燃劑氣體的渦輪 機速度而實現(xiàn)。
-熱解氣溫度的調(diào)整回路，這是通過作用于熱解氣的再流通流量 而進行的。該動作可以通過調(diào)整渦輪機的速度而實現(xiàn)；熱解氣的溫度 反映了反應器中的溫度以及熱解的質(zhì)量。
另外，許多可調(diào)整的參數(shù)可以直接影響該裝置的性能，尤其是
-反應室的底面的傾角；雖然在上述實施例中底面是基本水平的， 但是當然可以設置具有預定傾斜度的底面，
_底面上的待處理材料的前進速度，
-熱解床中的再流通氣體的速度，
-氣化床中的氣體速度，
-助燃劑氣體的性質(zhì)和流量，
-反應器氧化區(qū)域中的溫度，
-底面的有效區(qū)域的面積，
-熱解區(qū)域的定位和尺寸，
-氣化區(qū)域的定位和尺寸。
由于上述的構(gòu)造，該氣化裝置具有以下優(yōu)點
-在不必改變裝置的物理結(jié)構(gòu)和/或尺寸的情況下改變(或調(diào)整) 裝置的容量或功率的可能性；這種功率的改變可以在大的范圍內(nèi)進行。 為1MW的平均功率而設計的煤氣發(fā)生器的功率可以在幾百kW到幾 MW之間變4匕。
-功率的改變可以即時地且很方便地(完全自動化)進行，不影 響合成氣的質(zhì)量。高的再循環(huán)率使得可以暫時將系統(tǒng)轉(zhuǎn)為備用模式 ("gime de veille )且在轉(zhuǎn)變成標稱模式時沒有負面影響。減慢助燃 劑的進入即可，這可以得到高的反應性，并且如果該狀態(tài)持續(xù)，則可 以減慢固體的進入。這種調(diào)整能力是重要的，因為對于某些應用(電熱共發(fā)或者純熱能)，必須通過流量的反比例變化來補償瞬時熱值的 變化，以便保持恒定的功率。對于其它應用，必須能夠?qū)崟r監(jiān)測功率 需求。
-可燃材料的多功能性固體在反應器中的前進不再是依靠重力， 材料的密度不再是限制性的選擇準則，這產(chǎn)生了利用各種產(chǎn)物(原樣 的(en nature)和經(jīng)過處理的(en conditionnement))的新的可能性， 并且使得可以預見到可靠的運行。
-氣體中不存在焦油除了熱的均化作用以及機械的擴散作用以 外，上述的氣體再流通還具有另一種很有利的結(jié)果。多次連續(xù)穿過床 使得可以完全將碳轉(zhuǎn)化成CO和C02并具有出色的CO/C02比，并且 將氫轉(zhuǎn)化成112和H20并且也具有出色的H2/H20比。通常稱為焦油 的焦木液(jus pyroligneux)是或長或短的烴鏈，它們由于不完全反 應而存在，隨著它們在這種氣化器中的形成而逐漸被破壞。這對于合 成氣在電熱共發(fā)集團中的應用是一個關(guān)鍵點，對于在氫化學(燃料電 池或向生物燃料的轉(zhuǎn)化)中的用途更是如此。
-使用氧氣助燃劑的可能性如果希望產(chǎn)生具有更好的每單位質(zhì) 量瞬時熱值的氣體，應當除掉其氮氣惰性部分(在采用空氣的氣體中 為50體積％)。這主要是由助燃空氣帶來的。氧氣氣化器使得可以將 氣體流量降低一半，同時保持內(nèi)生能量。換句話說，通過使顯著的加 熱損失降低一半，使氣體的瞬時熱值加倍。
-待處理的可燃材料的前進機制發(fā)生堵塞的風險得到限制。無論 如何，可能的補救措施得到顯著簡化。當然，內(nèi)部的介入要在停機時 通過打開前門來進行，但是不需要象現(xiàn)有的方案那樣將反應器完全清 空。
在圖2所示的實施例中，氣體凈化系統(tǒng)39可以由焦油冷凝器構(gòu)成， 該冷凝器包括管狀立柱CT，它的兩端封閉并且其內(nèi)部空間從上到下 包括
-氣體接收室51，在其中徑向連通氣體接收管道52。 -由兩個徑向隔板54、 55界定的交換器53，這兩個隔板沿軸向間
15隔開并且被多個豎直管56穿過，所述豎直管在所述隔板54、 55之間 沿軸向延伸。由管56、兩個隔板54、 55以及CT柱的壁界定的空間 57被水充填，這些水在位于下部的水入口管道58和位于上部的水出 口管道58，之間對流流通。
-氣體排出室59，其中徑向連通氣體出口管道60。
-油儲器("serve) 61，其中設置有雙層壁，其中具有蛇形的管 或任何其他設備62，其目的是將油冷卻并將水預熱，并且其一端63 與水入口58連接，而另一端與(冷)水供應線路64連接。柱CT的 底部形成油儲器61的底部，它具有錐形，在該錐形的中心設置有與油 排^t管65相連的孔。
在這種設備中，合成氣構(gòu)成待處理的流體。水用作主要的載熱流 體，它吸收氣體釋放的一部分熱量。油用于俘獲焦油，它也起保證水 的預熱的次要載熱流體的作用。
在相對高的溫度下進入接收室51中的氣體從上到下在管56內(nèi)穿 過交換器53，通過與其接觸而冷卻。
在蛇形管62中被預熱后，水從下到上穿過交換器53并通過與管 56的接觸而被預熱。供應到接收室51中的油(通過未示出的線路) 通過溢流而進入管56中并沿著管56的內(nèi)壁形成降膜，然后最終到達 儲器61中。氣體的顯著熱量穿過油膜和管56的壁而傳遞給水。氣體 中存在的焦油在發(fā)生焦油/油的直接接觸時被油膜俘獲。儲器61中存 在的油通過排放管65定期排出。
權(quán)利要求
1.用于借助于包括反應器(1)的裝置進行可燃材料的可變功率氣化的方法，該反應器(1)具有處理室(8)，在該處理室(8)中待處理的材料相繼經(jīng)過尺寸可變的干燥/熱解區(qū)域，在該干燥/熱解區(qū)域中進行熱解氣的提取，然后經(jīng)過尺寸可變的氣化區(qū)域，在該氣化區(qū)域中進行合成氣的提取，在干燥/熱解區(qū)域中提取的熱解氣與助燃氣一起被注射到處理室(8)的頂空間中，以引起提供熱解和氣化反應所需能量的放熱氧化反應，其特征在于，根據(jù)引入處理室(8)中的待處理材料的量、其性質(zhì)和/或?qū)δ芰抗β实男枨髮Ω稍?熱解區(qū)域和氣化區(qū)域的尺寸和/或位置進行調(diào)整，處理室(8)在反應器(1)的頂空間中包括單一的氧化區(qū)域，并且借助于使得可燃材料能夠從反應器(1)上游向下游行進的推動器(10)或類似物，可燃材料基本上水平地流通，該反應器(1)沿著基本上水平的軸布置。
2. 權(quán)利要求1的方法，其特征在于處理室(8)在干燥/熱解區(qū) 域和氣化區(qū)域之間包括多功能混合區(qū)域，在該混合區(qū)域中可以要么進 行熱解氣的提取，要么進行合成氣的提取，在這個區(qū)域中進行的提取 的類型根據(jù)引入到處理室(8)中的材料的量、該材料的性質(zhì)和/或?qū)?能量功率的需求來確定。
3. 權(quán)利要求1和2之一的方法，其特征在于上述區(qū)域的至少之 一包括多個相繼的可控氣體提取區(qū)段，并且所述區(qū)域的尺寸和/或位置 的變化通過所述區(qū)段的部分或全部失活來獲得。
4. 以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于通過作用于注入所述 室(8)中的助燃氣的流量而對氣化的氣體的溫度進行調(diào)整。
5. 以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于通過作用于注入處理 室(8)中的熱解氣的流量而對熱解氣的溫度進行調(diào)整。
6. 以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于注入反應器(l)中的 助燃劑和氣化的燃料氣體的提取這兩者的相對流量保持反應器(1)處 于負壓。
7. 以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于通過以下因素對產(chǎn)生 的能量功率進行調(diào)整可燃材料的供應，可燃材料借助于活塞或類似 物的移動速度，注入的助燃劑的流量和品質(zhì)，熱解區(qū)域的體積，再流 通流量，氣化區(qū)域的體積，氣化的氣體的提取流量。
8. 以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于合成氣經(jīng)過凈化處理， 同時回收所述氣體的顯著熱量。
9. 權(quán)利要求8的方法，其特征在于通過交換器管中產(chǎn)生的降油 膜進行所述凈化，所述氣體在所述交換器管中流通。
10. 用于實施以上權(quán)利要求之一的方法的裝置，該裝置包括具有 處理室(8)的固定床反應器(1)，該反應器(1)和該室(8)在其 端部之一與可燃材料供應系統(tǒng)(2)相連，并且在其另一端具有灰燼提 取系統(tǒng)(3)，并且該室(8)具有與所述處理的三個主要階段相對應 的三個區(qū)域，即位于可燃材料床的第一部分中的干燥/熱解區(qū)域，位 于可燃材料床的第二部分中的氣化區(qū)域，以及占據(jù)所述床之上的頂空 間的氧化區(qū)域，其特征在于室(8)包括基本上水平地位于所述床之下的底面，所 述床被分成至少三個區(qū)域，即-上游第一區(qū)域，在此區(qū)域中只進行干燥/熱解過程，這個區(qū)域與 可變流量的熱解氣的提取設備連接，這些提取設備與連接到燃燒器(50)的熱解氣公用提取線路(21)連接，該燃燒器被供應助燃氣如 空氣或氧氣并且對其的布置使得在室(8 )的頂空間中引起放熱氧化反 應，該反應提供熱解反應、氣化反應以及焦油或熱解氣中所含其它有 機分子的降解反應所需的能量，-最后區(qū)域，在此區(qū)域中只進行由還原階段產(chǎn)生的氣化過程，所產(chǎn)生，這個下游區(qū)域配備有通過這個氣化過程獲得的合成氣的可變流 量提取設備，該設備與合成氣的公用提取線路(37)連接，-位于第一區(qū)域與最后區(qū)域之間的多功能區(qū)域，這個多功能區(qū)域 可以完全或部分地是干燥/熱解區(qū)域，和/或完全或部分地是氣化區(qū)域， 和/或完全或部分地失活，并且與提取設備連接，所述提取設備一方面 通過可調(diào)流量的線路與熱解氣的公用提取線路(21)連接，另一方面 通過可調(diào)流量的線路與合成氣的公用提取線路(37)連接。
11.權(quán)利要求10的裝置，其特征在于供應系統(tǒng)包括供料閥室(7)， 該供料閥室(7)在交替運動的推動器(10)的排放區(qū)段(9)上將待 處理材料傳送到處理室(8)內(nèi)。
12.權(quán)利要求10和11之一的裝置，其特征在于所述提取區(qū)段各 自包括格柵(11至15)，材料床可以在所述格柵上流通，并且在所述 格柵之下設置有料斗(L至Ts)，其下部設置有與浸入槽(43)的水 中的套筒(M)相連的緊塞件(16至20)，至少一個熱解氣和/或合 成氣提取線路通到料斗(T!至Ts)內(nèi)并且由閥(28， 29， 30， 31-34， 35， 36)控制。
13，權(quán)利要求12的裝置，其特征在于所述熱解氣提取線路包括向 所述燃燒器(50)中供料的渦輪機(23)。
14.權(quán)利要求10至13之一的裝置，其特征在于所述助燃劑由經(jīng)過熱交換器(38)的次級的線路(46)傳送，所述熱交換器(38)的 初級位于合成氣的提取線路中。
15. 權(quán)利要求10至14之一的裝置，其特征在于處理室(8 )包括 具有井(41)的灰燼提取系統(tǒng)，該井的下端浸沒于灰燼回收槽(43) 中所含的水中。
16. 權(quán)利要求10至15之一的裝置，其特征在于所述底面相對于 水平面是傾斜的。
17. 權(quán)利要求10至16之一的裝置，其特征在于它包括氣體凈化 系統(tǒng)，該氣體凈化系統(tǒng)尤其具有三流體交換器，在該交換器的內(nèi)部氣 體在豎直管中流通，通過溢流而進入的油在所述豎直管內(nèi)沿著所述管 的內(nèi)壁形成降膜，然后最終到達油儲器中，氣體的顯著熱量通過穿過 油膜和管的壁而傳遞給水。
18. 權(quán)利要求17的裝置，其特征在于在到達交換器中之前，水在 位于所述儲器中的蛇形線路中流通。
全文摘要
本發(fā)明的氣化方法涉及包括處理室的裝置，其中待處理的材料相繼經(jīng)過尺寸可變的干燥/熱解區(qū)域，在該區(qū)域中進行熱解氣的提取，然后經(jīng)過尺寸可變的氣化區(qū)域，在該區(qū)域中進行合成氣的提取。熱解氣與助燃氣一起被注射到處理室(8)的頂空間中，以引起提供熱解和氣化反應所需能量的放熱氧化反應。根據(jù)引入處理室(8)中的待處理材料的量、其性質(zhì)和/或?qū)δ芰抗β实男枨髮Ω稍?熱解區(qū)域和氣化區(qū)域的尺寸和/或位置進行調(diào)整。
文檔編號C10J3/06GK101646752SQ200880009919
公開日2010年2月10日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者B·尼, F·雷諾 申請人:利特里斯公司