本發(fā)明涉及用于通過熱解從有機(jī)材料回收碳和烴化合物的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)：

在熱解過程中，在無氧情況下對有機(jī)投入材料進(jìn)行加熱，由此未燃燒的材料轉(zhuǎn)化為以流體和氣態(tài)形式的產(chǎn)物形式的更簡單成分，該更簡單成分通過包括縮合等的一系列后續(xù)處理步驟回收。在已知為“碳化”的完全熱解之后，僅剩下碳。

在熱解過程之前，投入材料被粉碎為適當(dāng)尺寸的顆粒，被洗滌并被預(yù)熱到大約100-150℃，其后，材料被引入至相似于熔爐的反應(yīng)器以用于轉(zhuǎn)化為氣體，該轉(zhuǎn)化通常以大約450-700℃的溫度發(fā)生。除了水蒸汽以外，從該熱解過程獲得的已知為“熱解氣體”的揮發(fā)性氣體包含可從其中回收油類和氣體的一氧化碳、二氧化碳、鏈烷烴、烯烴以及大量烴化合物。在熱解過程之后，可從反應(yīng)器中的固體含碳?xì)堄辔镏猩a(chǎn)碳黑或活性炭。所獲得的熱解產(chǎn)物作為工業(yè)原材料是非常寶貴的，并且通常該產(chǎn)物所具有的品質(zhì)與以傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的對應(yīng)原材料的品質(zhì)完全比得上。

不同類型的熱解設(shè)備是可用的，其中的一些是連續(xù)過程，在該連續(xù)過程中，有機(jī)材料提供至具有可移動床的反應(yīng)器，該可移動床通過熱量直接或間接提供至材料的滾筒運(yùn)輸。另一類型的熱解設(shè)備是如下設(shè)備：其中，向成批運(yùn)行的反應(yīng)器成批提供有機(jī)投入材料，由此反應(yīng)器被密封并且通過供應(yīng)受熱惰性氣體來執(zhí)行材料的熱解。在SE 531785中披露了這種設(shè)備的一個(gè)實(shí)例。

經(jīng)驗(yàn)顯示該過程具有許多優(yōu)點(diǎn)，其中的一個(gè)是它更易于監(jiān)控并控制在處理過程中的操作參數(shù)。在SE 531785中描述了如何通過材料床將氣體從中心布置的氣體分布管道引導(dǎo)至布置在反應(yīng)器底部處的氣體出口，由此通過布置在氣體分布管道中的一系列入口單元來調(diào)節(jié)所提供的氣體量，并且其中，通過調(diào)節(jié)熱解氣體被導(dǎo)出的氣體出口來控制氣流的方向。

在SE 531785中所描述的熱解處理的過程中，反應(yīng)器最初充滿有形成在處理過程中下沉的材料床的投入材料，并且以此方式部分處理的投入材料變得更緊湊。出現(xiàn)了投入材料的床中的一些區(qū)域或材料的某些顆粒被不均勻處理。由于氣體沿著最小阻力的路徑流動，所以這種不均勻處理影響氣體在材料中的流動方向，由于該過程的持續(xù)時(shí)間延長(且由此處理成本增加)，所以產(chǎn)生對熱解具有負(fù)面影響的風(fēng)險(xiǎn)。

在熱解過程中，聚合熱解油類收集在布置于反應(yīng)器底部處的槽中。已證實(shí)重要的是，最小化熱解油類的非汽化油類的殘余物以及縮合含碳材料殘余物的含量，由于這對產(chǎn)品品質(zhì)具有有害影響。

相比其他先前已知的設(shè)備，在SE 531785中所描述的氣體分布管道帶來通過投入材料的氣流的改進(jìn)控制并且更好地監(jiān)控向反應(yīng)器的氣體提供，但是需要進(jìn)一步改進(jìn)操作條件和反應(yīng)器本身內(nèi)部的參數(shù)的控制和調(diào)節(jié)可能性，以克服與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)而出現(xiàn)的困難和問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)用于通過熱解從有機(jī)投入材料回收碳和烴化合物的設(shè)備，與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備相比，該設(shè)備能夠?qū)λ峁┑耐度氩牧线M(jìn)行更高效且更完全的熱解。

本發(fā)明的其他目的是實(shí)現(xiàn)用于通過熱解從有機(jī)投入材料回收碳和烴化合物的設(shè)備，該設(shè)備能夠進(jìn)行氣體在反應(yīng)器的投入材料中的均勻分布，改進(jìn)氣體通過投入材料的流動的控制，并且在熱解發(fā)生的完整處理周期過程中向投入材料的完整床有效提供熱量。

利用用于通過熱解從有機(jī)投入材料回收碳和烴化合物的具有在權(quán)利要求1中指定的特征的設(shè)備以及在根據(jù)權(quán)利要求32的方法中指定的方法步驟來實(shí)現(xiàn)上述目的。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)勢是：跨越氣體入口單元中的氣體流經(jīng)的開口生成的壓降超過投入材料床中的氣體的壓降，由此實(shí)現(xiàn)提供至投入材料的氣體的均勻分布。這也導(dǎo)致投入材料中的溫度變得更均勻并且能夠更準(zhǔn)確地監(jiān)測該溫度，這防止或至少降低材料床的某些區(qū)域或材料的某些顆粒被不均勻處理的風(fēng)險(xiǎn)。以此方式，實(shí)現(xiàn)投入材料的更均勻處理，并且進(jìn)行更完全的熱解。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是：通過從居中布置的氣體分布管道以及從布置在反應(yīng)器室的底部處的氣體入口單元提供氣體，所獲得的氣體分布與現(xiàn)有技術(shù)反應(yīng)器相比顯著更均勻且更高效。從氣體入口單元向布置在反應(yīng)器的套或上端處的氣體出口單元放射狀地、傾斜地和對角線地引導(dǎo)氣體，并且氣體以此方式在短期內(nèi)穿過大體積投入材料，并且處理將是有效的。在室的底部處布置氣體入口的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是氣體通過床的下部中的材料的流動可被單獨(dú)監(jiān)控，并且如果需要的話，可增加。

進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是：提供的氣體在反應(yīng)器室中僅具有非常短的保持時(shí)間，在該保持時(shí)間期間，熱量散發(fā)至投入材料，并且這導(dǎo)致汽化熱解油類也快速離開反應(yīng)器，并且防止油類的再縮合。

進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是：氣體通過布置在套上的出口單元從室引導(dǎo)出，由此實(shí)現(xiàn)對氣體穿過投入材料的流動的有效控制。出口單元配備有控制工具，使得可監(jiān)控氣流的方向。出口單元的設(shè)計(jì)也防止汽化熱解油類在投入材料中再縮合。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是：投入材料的更高效熱解使得最終產(chǎn)物基本上沒有揮發(fā)性氣體的殘余物(氣味)，即，產(chǎn)物基本上不由焦炭組成而是由純碳(碳黑)組成，并且其中，從投入材料產(chǎn)生的基本上所有油類已被汽化并且與發(fā)出的處理氣體一起從反應(yīng)器移除。

本發(fā)明的更多與眾不同的特征和優(yōu)點(diǎn)通過非獨(dú)立權(quán)利要求而更加清晰。

附圖說明

下面將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖示出：

圖1以剖視圖示意性示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施方式。

圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明的布置在反應(yīng)器中的氣體分布管道。

圖2a示出氣體分布管道的細(xì)節(jié)的截面的視圖。

圖3以剖視圖示意性示出反應(yīng)器的另一實(shí)施方式。

圖3a示出室的底部的細(xì)節(jié)。

圖4示出氣體管線設(shè)備的細(xì)節(jié)的立體圖。

圖5以剖視圖示意性示出反應(yīng)器的另一實(shí)施方式。

圖6詳細(xì)示出氣體出口單元。

具體實(shí)施方式

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于通過熱解從有機(jī)投入材料回收碳和烴化合物的設(shè)備。該設(shè)備(以剖視圖示出)包括以分批方式起作用的設(shè)計(jì)為具有室110的容器的反應(yīng)器1，該室旨在接收碎片形式的投入材料。反應(yīng)器容器1由可抗高溫的不銹鋼或相似材料制造，并且示出豎直直立延伸的圓柱體的形式，該圓柱體的高度超過其直徑。反應(yīng)器的容器由大量腿狀支撐件108支撐。

室110向外受到由周圍圓柱形壁形成的套111的限定，該套布置為與貫穿反應(yīng)器的豎直中心軸線105同心。室110進(jìn)一步由上端壁部112和下端壁部113限定，該上端壁部和下端壁部中的每一個(gè)大體垂直于中心軸線105且彼此平行。

投入材料M可由包含適于熱解的有機(jī)物質(zhì)的任意精細(xì)劃分的材料組成。這種材料可由各種來源的有機(jī)材料構(gòu)成，不僅是新的、未處理的材料，而且也是包含旨在回收的有機(jī)材料的先前使用的材料。這種材料由例如，丟棄輪胎或其他塑料材料的成碎片橡膠材料構(gòu)成。在電子部件、家用機(jī)器以及類似物的回收過程中，該設(shè)備也適于物質(zhì)和成碎片材料的熱解。來自以橡膠產(chǎn)品運(yùn)行的工業(yè)的廢物也適于在用于回收成分物質(zhì)以及碳黑和熱解油類的產(chǎn)生的設(shè)備中進(jìn)行處理。

上端壁部設(shè)計(jì)有可被封閉的開口，該開口總體由114表示。開口包括可自動打開的艙口115，該艙口配備有鎖定裝置117，利用該鎖定裝置能夠在相對周圍大氣氣密的封閉條件下抵靠上端壁部112鎖定艙口115。投入材料M通過開口引入至反應(yīng)器室110，并且在過程開始之前，室最初填充至至少75％，在圖1中由M_開始表示。在處理結(jié)束時(shí)，投入材料下沉至由M_結(jié)束表示的下部水平。

反應(yīng)器進(jìn)一步具有氣體入口單元120，以用于在壓力下通過入口管道104.1和104.2從氣體排放源102向室110提供惰性或無活性加熱氣體101，以用于投入材料的熱解。氣體入口單元120可以以以下示出并描述的各種方式設(shè)計(jì)。反應(yīng)器也具有用于使氣體從室中出來的通道的氣體出口單元160。

圖1示出氣體入口單元120包括氣體分布管道121。圖1進(jìn)一步示出氣體入口單元的入口管道104.1和104.2定位為彼此同心(一個(gè)在另一個(gè)內(nèi)部)，并且它們通過反應(yīng)器1的下端壁部113向上延伸。入口管道104.1和104.2經(jīng)歷向共用中央氣體分布管道121的過渡，該共用中央氣體分布管道向室110內(nèi)軸向延伸為塔，優(yōu)選地，使得它與中心軸線軸向重合。

氣體分布管道121布置有以氣密方式與底表面135結(jié)合的下端121.1，以及布置在反應(yīng)器高度的至少一半的高度處的上端121.2。優(yōu)選地，氣體分布管道的上端121.2所布置的水平高于反應(yīng)器高度的一半，優(yōu)選地，達(dá)到室的高度的2/3，使得氣體以均勻且有效的方式提供至投入材料M。

氣體分布管道121包括布置在室中的至少一個(gè)入口單元，但是可想到根據(jù)反應(yīng)器的尺寸和投入材料的性質(zhì)，氣體分布管道被劃分為若干入口單元。圖1所示的氣體分布管道沿著中心軸線105被劃分為布置在反應(yīng)器室中的豎直方向上的不同水平處的第一下部入口單元122:1和第二上部入口單元122:2，由此入口管道104.1和104.2分別終止在入口單元122.1和122.2處。根據(jù)入口單元的數(shù)量適配入口管道的數(shù)量。內(nèi)部入口管道104.2通入上部入口單元122:2，并且外部入口管道104.1通入下部入口單元122.1。相比現(xiàn)有技術(shù)，通過僅具有兩個(gè)入口單元而使得設(shè)計(jì)和構(gòu)造大大簡化。

在圖1所示的反應(yīng)器中，氣體分布管道的上端121.2所布置的水平高于反應(yīng)器高度的一半。這是有利的，因?yàn)闅怏w分布管道的入口單元122.1和122.2可隨后在完整過程中操作。投入材料M_開始最初覆蓋氣體分布管道的上端121.2：到過程的最終階段，材料落至氣體分布管道121的上端處的水平M_結(jié)束。

圖2詳細(xì)示出氣體分布管道121。氣體分布管道具有周面124。每個(gè)入口單元122.1和122.2示出截頭圓錐體的形式，該截頭圓錐體具有從下端向上端減小的直徑并且分別具有套或周面124.1和124.2。入口單元122.1和122.2被設(shè)計(jì)為將一個(gè)釘在另一個(gè)的頂部上：在圖2中示出第二入口單元122.2被釘在第一入口單元122.1的頂部上，使得它們布置在室110中的相互不同的高度水平上。入口單元一起形成氣體分布管道121，其以此方式給出圓錐形式。在處理過程中，投入材料M一起塌陷，由此投入材料的體積降低，但是由于氣體分布管道具有圓錐成形的周面，所以在完整處理周期過程中投入材料將接觸氣體分布管道的周面124，由此提供至材料的氣體可有效處理投入材料。圓錐形式的氣體分布管道的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是它使得在熱解完成之后，在清空操作過程中，通過抽吸提取而易于到達(dá)室的底部處的碳基產(chǎn)物。

氣體分布管道的入口單元122.1和122.2示出了面向室110放射狀向外并且氣體流經(jīng)的一組開口或穿孔125，該開口分別圍繞相關(guān)入口單元122.1和122.2的周圍周面124.1和124.2連續(xù)布置，并且旨在將已從氣體排放源102添加的惰性氣體引導(dǎo)至已引入至室中的投入材料M。圖1和圖2所示的氣體分布管道示出了氣體流經(jīng)的開口125基本上均勻分布在氣體分布管道的周面124之上。

開口的總面積或集體打開面積不超過連接至相關(guān)入口單元122.1和122.2的入口管道的截面面積，以便獲得對流動的預(yù)定阻力。以此方式生成在向室提供氣體的過程中跨越入口單元的氣體流經(jīng)的開口125的壓降dP。對開口的流動的阻力被適配為使得生成的壓降dP超過在氣體通過投入材料的床的通道的過程中所出現(xiàn)的氣體的壓降dM。對開口的流動的阻力導(dǎo)致提供的氣體跨越氣體流經(jīng)的、分別布置在相關(guān)入口單元的周面124.1和124.2上的所有開口均勻擴(kuò)散和分布。來自相關(guān)入口單元122.1和122.2的氣流以此方式均勻分布在材料床中，而不是從氣體分布管道流出的氣體主要在對流動的阻力低的方向上。已通過氣體分布管道121提供的氣體基本上放射狀通過投入材料傳送至布置在套的內(nèi)表面111.1上的氣體出口單元160。

氣體分布管道也可設(shè)計(jì)為如圖3所示的，其中，氣體流經(jīng)的開口125以增加數(shù)量的開口在向下方向上分布在氣體分布管道的下端上，即，氣體分布管道的下部的開口比上部的開口更多。所提供的氣體101的較大部分可以以此方式以受控方式被引入至室的下部中的投入材料M。

投入材料M最初基本上均勻分布在室110中。在壓力下提供的惰性氣體101從氣體入口單元120向氣體出口單元160穿過已引入至室中的投入材料M。穿過材料的氣流沿著流動的最小阻力的路徑。反應(yīng)器室中的投入材料導(dǎo)致氣體中的對應(yīng)于對流動的阻力的壓降，氣體必須克服該阻力以穿過材料。氣體在通過投入材料M的通道的過程中的壓降dM取決于投入材料的成分以及投入材料的組成碎片或顆粒的粒度分布。確定或計(jì)算通過投入材料的壓降以用于材料的不同成分和不同粒度分布。經(jīng)驗(yàn)顯示具有大約2-10cm的碎片大小的投入材料造成大約10mbar的壓降。隨著材料經(jīng)歷熱解并在室中一起塌陷，在熱解處理的過程中，對投入材料在不同區(qū)域中的流動的阻力改變。對穿過投入材料的流動的阻力在室的下部增加。因此，有利的是，在處理周期過程中增加位于接近室的底部的投入材料的氣流。

氣體分布管道121上的氣體流經(jīng)的開口125的總出口面積可通過各種尺寸和數(shù)量的開口而分布在周面124上。優(yōu)選地，如圖1所示，開口125是相同形狀并且均勻分布在入口單元122.1和122.2的周圍周面上。圖3所示的另一個(gè)實(shí)施方式是開口125分布在氣體分布管道的周緣124上使得開口的數(shù)量在朝向氣體分布管道的下端的方向上增加，即，下部入口單元122.1示出比上部入口單元122.2更多的氣體流經(jīng)的開口125，且目的在于增加提供至位于接近室的底部的投入材料M的氣流。與室的上部相比，在處理過程中，在該區(qū)域中材料被更快速地壓縮，并且由此提供更大的氣流是有利的。

反應(yīng)器室中的壓力通常大約1Bar。在熱解處理過程中，可通過分別控制通過相關(guān)入口管道104.1和104.2提供的氣流來調(diào)節(jié)相關(guān)入口單元122.1和122.2中的跨越氣體流經(jīng)的開口125的壓降dP。隨著氣流增加，壓降dP以此方式增加。為了在熱解過程中實(shí)現(xiàn)氣體向已引入室中的投入材料的均勻提供，有利的是，跨越氣體入口單元的氣體流經(jīng)的開口125的壓降dP大約是跨越投入材料床的氣體的壓降dM的3-20倍。優(yōu)選地，跨越該單元的氣體流經(jīng)的開口的壓降dP是跨越投入材料的壓降的5-15倍。甚至更優(yōu)選地，壓降dP是跨越投入材料的壓降的10倍。這意味著在跨越投入材料的壓降是大約10mbar的操作情況下，生成的跨越氣體入口單元的氣體流經(jīng)的開口125的壓降對應(yīng)于大約100mbar，這導(dǎo)致氣體跨越入口單元的周面均勻分布。

在圖2a中詳細(xì)示出氣體流經(jīng)的開口125。開口125示出了向室110中突出的上邊緣部125.1以及在氣體分布管道121的內(nèi)表面中撤退的下邊緣部125.2，使得開口125朝向反應(yīng)器的底部向下定向。在將投入材料M初始引入至室的過程中以及在材料處理的過程中，投入材料的顆粒穿過并接觸周面124。具體地，在投入材料M包含金屬部分或類似物的情況下，有利的是以這樣的方式設(shè)計(jì)氣體流經(jīng)的開口125，即，在投入材料的這些部分通過并接觸入口單元的過程中，它們不進(jìn)入或不陷入在開口中。另外，位于圖3所示的入口壁表面150以及圖5所示的入口表面180上的氣體流經(jīng)的、被基本豎直定向的其他開口155和185可以以此方式設(shè)計(jì)。

在圖1中進(jìn)一步示出底板130緊挨著下端壁部113布置在室110中，其中，底板具有旨在在熱解過程中支撐已引入至室中的投入材料M的向上定向的底表面135。

底板130在入口管道104.1的端部與套111.1的內(nèi)表面之間延伸。底板具有圓形外周緣131，該圓形外周緣優(yōu)選地，在緊挨著反應(yīng)器的下端壁部113與反應(yīng)器套的圓柱形部分116之間的過渡區(qū)111.2的區(qū)域中，以氣密方式連接至套的內(nèi)表面。底板130具有中心圓形開口，該中心圓形開口具有圍繞并以氣密方式連接至入口管道104.1的端部的內(nèi)周緣132。底部優(yōu)選地是平面并且與中心軸線105成一角度布置，以便形成朝向中心軸線向內(nèi)傾斜并支撐材料的傾斜向下定向的底表面135，由此已引入至室中的投入材料M在朝向氣體分布管道121的方向上自動移位。底板的外周緣131以此方式布置在比底板的內(nèi)周緣132豎直更高的水平上。底板130可由具有沿著放射狀定向的接頭以氣密方式接合的圓弧形狀的2-8段組成。隔室136以此方式形成在室的底板130與下端壁部113之間。

在圖1中示出，底板130包括氣體入口裝置120，該氣體入口裝置被設(shè)計(jì)為布置在底板的外周緣131附近的、轉(zhuǎn)移氣體的狹縫137。狹縫137被放射狀定向，具有相同形式，緊挨著彼此且以與中心軸線的相等距離布置。當(dāng)然，可想到在完成的底板上均勻分布狹縫。作為轉(zhuǎn)移氣體狹縫的狹縫旨在向已引入至室中的投入材料提供氣體。

緊挨著室的底部布置氣體入口的優(yōu)勢是：氣體從下方提供至投入材料，這帶來氣體的改進(jìn)分布并確保氣體通過投入材料非放射狀流動，優(yōu)選地，通過材料傾斜地或以一角度流動。這有利于提高熱解的效率。通過布置在底板130處的氣體入口裝置提供的氣體傾斜地或?qū)蔷€地通過投入材料M傳送至布置在套的內(nèi)表面111.1上的氣體出口裝置160，這降低處理的持續(xù)時(shí)間并且具體地有利于對處理過程中已塌陷的投入材料的熱解。

在圖2中進(jìn)一步示出入口管道104.2，該入口管道與中心軸線同軸地貫穿下部入口裝置104.1并通入上部入口裝置122.2，以用于向入口裝置提供氣體。下部入口單元122.1提供有來自入口管道104.1的通入入口單元的下端的氣體，并且連接至底板的具有配備有孔106.1的凸緣106的內(nèi)周緣132(在附圖中未示出)?？?06.1通入底板130下的隔室136并且形成轉(zhuǎn)移氣體的、將下部入口單元122.1與底板130下的隔室136連接的通道。底板130的狹縫137與氣體分布管道的下部入口單元122.1以此方式具有共用入口管道104.1。通過入口管道104.1提供的氣體以此方式不僅跨越入口單元的氣體流經(jīng)的開口125分布而且也跨越底板的狹縫137分布。這導(dǎo)致控制氣體向反應(yīng)器的下部流動的良好監(jiān)控和良好機(jī)會。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第二實(shí)施方式，其中，反應(yīng)器的氣體入口裝置120包括一組氣體管線設(shè)備140，該氣體管線設(shè)備示出了布置為使得氣體可以以無阻礙方式提供至已引入至室中的投入材料M的、氣體流經(jīng)的開口146(另外參見圖4)。氣體管線設(shè)備140具有相似于短管道141的、旨在垂直連接至底板130的下部，以及相似于蓋143的、連接至管道141的圓柱形上部。圓柱形部分、蓋143的直徑比管道141的直徑更大，并且示出了用于支撐材料的平面上表面144，該上表面向上面向室且面向室中且旨在接觸已引入至室中的投入材料。圓柱形部分還示出下表面145，該下表面面向底板130并且布置為平行于支撐材料的上表面144。下表面145設(shè)置有朝向底板130向下定向的、氣體流經(jīng)的開口146，以便防止投入材料的顆粒穿透氣體流經(jīng)的開口。蓋的支撐材的上表面144與下表面145通過圓柱形邊緣部分147結(jié)合，由此內(nèi)部中料空隔室148形成在支撐材料的側(cè)面、下表面與邊緣部分之間。氣體管線設(shè)備的下部(管道141)將氣體通過底板流經(jīng)的孔(附圖中未示出)與氣體通過所述內(nèi)部中空隔室148流經(jīng)的開口146連接，以用于將加熱惰性氣體提供至已引入室110中的投入材料。位于底板和隔室136處的氣體管線設(shè)備140通過孔106.1連接至入口管道104.1并且以與先前描述的方式相同的方式提供有氣體。

為了實(shí)現(xiàn)氣體向布置在底板處的所有氣體管線設(shè)備的均勻提供，氣體管線設(shè)備144中的氣體流經(jīng)的開口146被設(shè)計(jì)為使得在氣體通過開口的過程中，實(shí)現(xiàn)對流動的預(yù)定阻力，由此跨越氣體管線設(shè)備144生成的壓降dP超過跨越室110中的投入材料的氣體的壓降dM。

優(yōu)選地，氣體管線設(shè)備140中的氣體流經(jīng)的開口146被布置為使得跨越底板上的氣體管線設(shè)備140中的氣體流經(jīng)的開口146生成的壓降dP與跨越入口單元122.1中的氣體流經(jīng)的開口125的壓降相對應(yīng)，使得跨越底板和氣體分布管道121的下部發(fā)生氣體的均勻分布。

可僅通過向氣體分布管道的入口單元以及底板的氣體入口裝置不同地分布?xì)饬?，來控制從室中的不同位置提供至投入材料的氣流。有利地，例如，向氣體分布管道的上部入口單元122.2提供總氣流的40％，并且向下部入口單元122.1以及底板的氣體管線設(shè)備140提供剩余氣流。

在進(jìn)一步實(shí)施方式(附圖中未示出)中，底板的氣體入口裝置120以轉(zhuǎn)移氣體的方式通過獨(dú)立相關(guān)入口管道(附圖中未示出)連接至氣體排放源102。隨后，提供至底板處的氣體入口裝置的氣體可被單獨(dú)監(jiān)控。

圖1所示的反應(yīng)器還包括布置在套處的氣體入口管道129。優(yōu)選地，氣體入口管道129布置在反應(yīng)器的上端壁部112處。氣體入口管道129將來自氣體排放源102的加熱惰性氣體引導(dǎo)至已引入至室中的投入材料中。有利地，從不同方向提供氣體：投入材料更快速進(jìn)行熱解并且氣體在更多方向上穿過材料，這有利于更快速處理并更均勻分布材料M中的熱量。

圖3示出反應(yīng)器的氣體入口裝置120的進(jìn)一步實(shí)施方式，該氣體入口裝置包括布置在反應(yīng)器套的內(nèi)表面111.1上的入口壁表面150。入口壁表面以與套的距離A連續(xù)布置在套的完整內(nèi)表面周圍，使得提供氣體的隔室151形成在入口壁表面150與套111之間。入口壁150具有緊挨著上端壁部112布置在套處的上端150.1以及與出口裝置的上端相連布置的下端150.2。還可想到，入口壁表面的下端150.2與底板130相連布置。

入口壁表面150設(shè)置有氣體流經(jīng)的開口155以便向室110中引導(dǎo)加熱惰性氣體101。圖3示出氣體流經(jīng)的開口155跨越完整入口壁表面基本上均勻分布。

還可想到，在向下方向上以增加數(shù)量的開口跨越入口壁表面150分布?xì)怏w流經(jīng)的開口155，即，入口壁表面的下部所設(shè)置的開口比上部的開口更多，以便向下部區(qū)域中的投入材料提供更多氣流。為了實(shí)現(xiàn)氣體向投入材料床的均勻提供，氣體流經(jīng)的開口155被布置為使得在氣體通過開口155的過程中實(shí)現(xiàn)對流動的預(yù)定阻力，由此跨越氣體流經(jīng)的開口155生成壓降dP，使得跨越氣體流經(jīng)的開口155生成的壓降超過在氣體通過投入材料床的過程中的壓降。

在熱解過程中，投入材料M的床接觸入口壁表面150。入口壁表面150由提供至提供氣體的隔室151的氣體加熱。通過入口壁表面150提供至室的氣體在向下方向上穿過投入材料M傳送至進(jìn)一步向下布置在套的內(nèi)表面111.1上的氣體出口裝置160。特別有利地，在處理的初始階段過程中，當(dāng)投入材料的上部水平M_開始相當(dāng)豎直地定位在氣體分布管道的上端121.2以上并且由此不能被從氣體分布管道提供的氣體有效處理時(shí)，帶來較短處理周期。隨著處理周期繼續(xù)，材料在其本身上塌陷并且釋放入口壁表面150的上部。通過入口壁表面150提供至已被引入的投入材料的氣流可隨后被調(diào)節(jié)至較低或更高流動，或者它可被中斷。

沿著套111布置入口壁表面150的一個(gè)優(yōu)勢是，由于在朝向布置在套處的氣體出口裝置的方向上引導(dǎo)氣流，所以通過入口壁表面150提供的加熱惰性處理氣體可有效處理投入材料。

優(yōu)選地，跨越入口壁表面150的氣體流經(jīng)的開口155生成的壓降與跨越氣體分布管道的氣體流經(jīng)的開口125生成的壓降相對應(yīng)。因此，入口壁表面150處的氣體流經(jīng)的開口155的打開面積與氣體分布管道的氣體流經(jīng)的開口125的打開面積相對應(yīng)?？缭饺肟诒诒砻娴臍怏w流經(jīng)的開口155的數(shù)量和分布被選擇和適配為使得實(shí)現(xiàn)跨越床的氣體的適當(dāng)分布。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步實(shí)施方式，其中，反應(yīng)器的氣體入口裝置120包括連續(xù)入口表面180，該連續(xù)入口表面圍繞反應(yīng)器套的內(nèi)表面111.1的完整內(nèi)表面(除了上端壁部以外)布置并且布置在下端壁部113的內(nèi)表面上。反應(yīng)器的氣體出口裝置160包括布置在反應(yīng)器的上端壁部112處的氣體出口管道195。連續(xù)入口壁表面180包括壁表面181、底表面182和氣體分布管道183。

氣體分布管道183與反應(yīng)器的中心軸線105同軸布置且向室中軸向延伸為塔并且具有周面184，該周面具有連接至底表面182的下端183.2以及在豎直方向上布置在反應(yīng)器的高度的至少一半處的上端183.1。入口表面的底表面182被布置為將壁表面180與氣體分布管道的下端183.2連接。入口表面180布置在與反應(yīng)器的套111.1以及下端壁部113的一距離A處，使得提供氣體的隔室186分別形成在入口表面180與套111.1和下端壁部113的表面之間，由此氣體分布管道183的內(nèi)表面也構(gòu)成提供氣體的隔室186的一部分。

連續(xù)入口表面180設(shè)置有氣體流經(jīng)的開口185以便向室110中引導(dǎo)加熱惰性氣體。氣體流經(jīng)的開口185跨越完整入口表面180分布并且設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)對流動的阻力，使得以與先前描述的方式相同的方式生成跨越氣體流經(jīng)的開口185的壓降。在圖5中由指向室110中的箭頭表示氣流。

沿著套111布置入口管道187.1和187.2，以便在壓力下向已引入室110中的投入材料M引導(dǎo)惰性氣體，以虛線M_開始和M_結(jié)束表示。在圖5中示出提供氣體的隔室186由分隔壁186.1劃分為布置在室中的相互不同的高度水平處的節(jié)段188、189：上部節(jié)段188和下部節(jié)段189。節(jié)段188和189配備有布置在套處的獨(dú)立相關(guān)入口管道187.1和187.2，以便向提供氣體的隔室186的布置在室(110)中的相互不同的高度水平處的相關(guān)節(jié)段188、189引導(dǎo)氣體101。劃分提供氣體的隔室的優(yōu)勢是：控制氣體向反應(yīng)器中的不同區(qū)域的流動的可能性增加并且處理可以以此方式更高效地執(zhí)行。當(dāng)然，能夠使得提供氣體的隔室186設(shè)計(jì)為沒有分隔壁或劃分部。隨后，被引導(dǎo)至室中的氣體圍繞完整入口表面跨越氣體流經(jīng)的所有開口185均勻分布，另外氣體流經(jīng)的開口185布置在氣體分布管道183中。

在圖5中示出氣體流經(jīng)的開口185跨越入口壁180分布，使得開口185的數(shù)量在向下方向上跨越入口壁180增加，即，入口壁的下部的氣體流經(jīng)的開口185比上部更多，以便與室的上部相比，將提供至反應(yīng)器的氣體(101)的更大部分引導(dǎo)至室的下部。當(dāng)然，這可在處理的不同周期過程中發(fā)生。

圖5中的反應(yīng)器示出上端壁部112處的氣體出口管道195。提供至已引入至室中的投入材料的氣體通過氣體出口管道195從室110中引導(dǎo)出。氣流以此方式在向上方向上通過投入材料床而穿過投入材料，由此投入材料有效進(jìn)行熱解。沿著完整入口表面180從底表面182向上端壁部提供氣流的一個(gè)優(yōu)勢是，提供至緊挨著室的底表面182的投入材料M且在通過投入材料床的過程中被冷卻的氣體101.1(由箭頭表示)提供有來自沿著連續(xù)入口表面180更高提供的氣流101.2(由箭頭表示)的熱量。以此方式防止已在反應(yīng)器的下部中汽化且攜帶有向氣體出口管道195的上升氣體的熱解油類在其通過過程中在投入材料M中再縮合，這提高碳基剩余產(chǎn)物的品質(zhì)。

在圖1和圖3中示出了用于移除穿過已引入至室110中的投入材料M的氣體的出口裝置160。從氣體入口裝置120提供的氣流穿過投入材料M并且散發(fā)它所攜帶的熱量，由此氣體根據(jù)最小阻力定律在朝向出口裝置160的方向上流動。出口裝置160的目的是以有效方式收回汽化熱解油類107。

圖6示出出口裝置160的一個(gè)截面的詳細(xì)視圖，其包括布置在室110中的氣體轉(zhuǎn)移通道170.1-170.n(為了簡單，在附圖中示出為單個(gè)通道170)，出口表面162.1-162.n、氣體引導(dǎo)間隙163.1-163.n以及氣體引導(dǎo)隔室164。出口裝置160還包括布置在連接至氣體轉(zhuǎn)移通道170的反應(yīng)器套的外表面上的出口管道166。

出口裝置160具有優(yōu)選地豎直位于氣體分布管道的上端121.2以下的上端160.1以及緊挨著底板130布置的下端160.2。出口裝置160至少沿著反應(yīng)器1的下三分之一圍繞套的完整內(nèi)表面111.1布置。

出口裝置160設(shè)計(jì)為出口壁表面165，該出口壁表面設(shè)置有褶皺并且旨在接觸投入材料M的床并且由布置在下方的一系列(至少三個(gè)或更多個(gè))出口表面162.1-162.n形成并且與轉(zhuǎn)移氣體的通道170直接相連。每個(gè)出口表面162.1-162.n轉(zhuǎn)向室110并且分別示出上邊緣169.1和下邊緣169.2。出口表面162.1-162.n圍繞套的完整內(nèi)表面延伸并且布置在與套的一距離處，由此轉(zhuǎn)移氣體的隔室164形成在出口表面162.1-162.n與套之間。優(yōu)選地，出口表面162.1-162.n設(shè)計(jì)為連接至套的內(nèi)表面的金屬板的延長板狀元件。出口表面162.1-162.n布置在室中的相互不同的豎直高度處以及與套的相互不同的距離處。出口表面162.1-162.n由通過轉(zhuǎn)移氣體的間隙163.1-163.n形成的褶皺分離，其中，間隙形成在布置為彼此相鄰的兩個(gè)出口表面之間：例如，在圖6中示出間隙163.2形成在出口表面162.1與162.2之間。轉(zhuǎn)移氣體的間隙163.1-163.n旨在從室110中接收并引導(dǎo)出包含從投入材料M釋放的汽化熱解油類的熱解氣體107。間隙163.1-163.n水平布置并且圍繞完整套111.1延伸，并且它具有間隙寬度b，該間隙寬度與室中的緊挨著彼此布置的兩個(gè)出口表面之間的放射狀定向距離相對應(yīng)。

如圖6所示，優(yōu)選地，出口表面162.1-162.n在豎直方向上彼此相互重疊，以便保護(hù)轉(zhuǎn)移氣體的間隙163.1-163.n不透過投入材料的顆粒。出口表面162.1的下邊緣169.2所布置的與套的內(nèi)表面111.1的距離比出口表面169.2的在向下方向上布置為下一鄰近的上邊緣169.1與套的內(nèi)表面的距離更遠(yuǎn)，并且上部出口表面162.1的下邊緣169.2向下延伸并且所布置的高度比下部出口表面162.2的上邊緣169.1的高度更低，使得上部出口表面162.1的下邊緣169.2在豎直方向上與下部出口表面的上邊緣重疊。當(dāng)投入材料塌陷在自身上時(shí)，在填充室的過程中以及處理周期的過程中，上部出口表面162.1的下邊緣表面169.2以此方式通過防止投入材料的顆粒穿透間隙來保護(hù)轉(zhuǎn)移氣體的間隙163.2。

間隙163.1-163.n還可配備有顆粒阻擋裝置167，該顆粒阻擋裝置設(shè)計(jì)為使得存在于投入材料中的顆粒與氣體分離，同時(shí)允許氣體自由穿過間隙163.1-163.n。圖6所示的顆粒阻擋裝置167設(shè)計(jì)有布置為跨越間隙163.1-163.n的寬度延伸的W形或齒狀輪廓。根據(jù)投入材料的碎片大小來選擇和適配顆粒阻擋裝置167。顆粒阻擋裝置167與出口表面162.1-162.n一體布置，由此出口表面的上邊緣169.1和/或下邊緣169.2設(shè)置有適當(dāng)輪廓，并且以此方式折疊使得顆粒阻擋裝置跨越間隙的完整寬度延伸并且與鄰近出口表面接觸。在圖6中，間隙163.1-163.n設(shè)置有兩個(gè)顆粒阻擋裝置167。

出口裝置160的出口壁表面165具有若干有利功能。形成在出口表面162.1-162.n與套111.1之間的氣體轉(zhuǎn)移隔室164沿著套在朝向轉(zhuǎn)移氣體的通道170和出口管道165的方向上從轉(zhuǎn)移氣體的間隙163.1-163.n向上引導(dǎo)熱解氣體107。通常，通過轉(zhuǎn)移氣體的離底板130最近的下部間隙引導(dǎo)出的且在朝向出口管道166的方向上穿過轉(zhuǎn)移氣體的隔室164的包括汽化熱解油類的熱解氣體107的溫度高于穿過位于反應(yīng)器中的更高水平的投入材料的熱解氣流的溫度，在該更高水平處，熱解氣流必須傳遞更大部分的投入材料并且以此方式更冷卻。這導(dǎo)致出口壁表面165由穿過轉(zhuǎn)移氣體的隔室164的外界較熱熱解氣體107加熱。在出口裝置160的方向上穿過位于反應(yīng)器中的更高水平處的投入材料的熱解氣流與加熱表面165相遇，由此熱解氣流的溫度和流速增加并且避免投入材料中的汽化熱解油類的縮合。這帶來碳基最終產(chǎn)物的性能改進(jìn)。

在圖3中示出，出口裝置的轉(zhuǎn)移氣體的隔室164被劃分為出口區(qū)段164.1和164.2，其中，每個(gè)出口區(qū)段分別以通過轉(zhuǎn)移氣體的獨(dú)立相關(guān)通道170.1和170.2轉(zhuǎn)移氣體的方式分別連接至獨(dú)立相關(guān)出口管道166.1和166.2，以用于從投入材料中收回?zé)峤鈿怏w107。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)移氣體的隔室164被劃分為轉(zhuǎn)移氣體且圍繞套均勻分布的四個(gè)出口區(qū)段。(在圖3中僅示出兩個(gè)出口區(qū)段。)轉(zhuǎn)移氣體的隔室164可例如，設(shè)置有分隔物或中間壁，以用于分離出口區(qū)段。在圖3中由虛線表示分隔物。每個(gè)出口區(qū)段164.1和164.2分別通過轉(zhuǎn)移氣體且布置在相關(guān)出口區(qū)段內(nèi)的間隙163.1-163.n接收熱解氣體107。出口區(qū)段164.1和164.2從投入材料M的位于室的區(qū)域中的、鄰近相關(guān)出口區(qū)段的該部分(也已知為“室區(qū)段”)引導(dǎo)熱解氣體107，并且以此方式實(shí)現(xiàn)包括汽化熱解油類的熱解氣體107可以以成區(qū)段方式從室中移除。

在圖3中示出，通道170.1和170.2基本水平并且緊挨著出口裝置的上端160.1布置，并且它們分別將轉(zhuǎn)移氣體的隔室164連接至出口管道166.1和166.2，以用于從室110中收回?zé)峤鈿怏w107。出口管道166.1和166.2布置在出口裝置的上端處的套中，并且優(yōu)選地，出口管道被分組為布置在套的圓周處的兩組。替換地，出口管道圍繞圓周均勻分布，以便引導(dǎo)走熱的處理氣體。出口管道166.1和166.2中的每一個(gè)分別配備有用于控制通過投入材料床的氣流的控制裝置或閥門。分別具有相關(guān)出口管道166.1和166.2的通道170.1和170.2分別布置為以成區(qū)段方式從室110中引導(dǎo)出熱解氣體107。通過投入材料M的已提供的氣體101的流動方向可以以此方式通過調(diào)節(jié)包括在出口裝置160內(nèi)的控制裝置(諸如閥門或其他調(diào)節(jié)流動的設(shè)備)來進(jìn)行控制。

根據(jù)本發(fā)明的具有反應(yīng)器1的設(shè)備還包括控制和監(jiān)控電路，利用該控制和監(jiān)控電路，可控制并監(jiān)控用于通過氣體入口裝置120提供至室110的加熱惰性氣體101的處理參數(shù)，并且該控制和監(jiān)控電路用于通過相關(guān)氣體出口裝置從室110中引導(dǎo)出的包括汽化熱解油類的熱解氣體107。該設(shè)備進(jìn)一步設(shè)置有傳感器和傳感器裝置，借助于該傳感器和傳感器裝置，可測量并分析熱解氣體107的各種成分及其相關(guān)量，由此只要反應(yīng)器中的投入材料發(fā)出包括預(yù)定水平的各種成分的熱解氣體107或者只要熱解氣體107的溫度實(shí)現(xiàn)預(yù)定水平，就保持并執(zhí)行熱解過程。

氣體入口裝置120及相關(guān)入口管道示出控制工具，使得在處理周期過程中，可監(jiān)控、控制、增加、降低、中斷或重定向氣體向氣體分布管道、底板和入口壁或入口壁表面上的氣體入口裝置的提供和流動。例如，通過上部氣體入口129提供至反應(yīng)器的氣流以及提供至氣體分布管道121的氣流可在初始階段中50/50分布，使得相等氣流提供至上部氣體入口129和氣體分布管道121。隨后，通過上部氣體入口提供的氣流處理投入材料的上部。在處理周期過程中，比值改變，使得氣體的上部提供被中斷并且通過氣體分布管道121和底板130來提供完整氣流。還可想到，通過向氣體分布管道121、183、底板130以及入口壁表面150或入口表面180處的氣體入口裝置120不同地分布到達(dá)反應(yīng)器1的總氣流來調(diào)節(jié)處理，使得在布置在室的布置有氣體入口裝置的不同區(qū)域中的氣體流經(jīng)的開口125、146、155、185上實(shí)現(xiàn)不同壓降dP。所提供的氣體可以以此方式分布和控制，使得以有效方式進(jìn)行熱解處理，并且已被部分處理并塌陷在其本身上的這種投入材料可提供有比其他區(qū)域中的投入材料更多的氣體。

通過將反應(yīng)器室110設(shè)計(jì)為具有不能被打開的固定底部，實(shí)現(xiàn)了在不必考慮反應(yīng)器必須允許以傳統(tǒng)方式清空(例如，通過容器底部中的蓋)的情況下，可優(yōu)化操作條件。在熱解過程結(jié)束之后，通過固體含碳最終產(chǎn)物進(jìn)行反應(yīng)器室110的清空，該固體含碳最終產(chǎn)物通過抽吸操作的移除設(shè)備經(jīng)由抽吸移除，該移除設(shè)備通過可被打開的布置在反應(yīng)器的上端壁部112中的上蓋115下降。

因此，根據(jù)本發(fā)明的該方法實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器中的碳基殘余物沒有熱解油類。在該設(shè)備中，碎片輪胎的熱解處理過程中，所有纖維被汽化。

位于離氣體入口裝置120最近的材料在熱解處理過程中被首先汽化。在處理過程中，底板130變熱，并且熱解處理在緊挨著室的底部處發(fā)生得最快速。投入材料進(jìn)行熱解并且轉(zhuǎn)化為多孔碳基最終產(chǎn)物。在投入材料的處理區(qū)域中，壓降將最初較低，其后該區(qū)域被一起壓縮，由此對流動的阻力增加并且提供的氣體101朝向具有較低壓降的投入材料床(即，未處理材料)中的區(qū)域流動。

本發(fā)明不限于上面說明的以及附圖中示出的內(nèi)容：在由所附專利權(quán)利要求的范圍內(nèi)，能以許多不同方式改變和修改本發(fā)明。