專利名稱：底部進料-向上排氣的氣化系統(tǒng)的制作方法
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及固體有機物質(zhì)的氣化。更具體的說，本發(fā)明涉及氣化有機固體物質(zhì)生產(chǎn)用于發(fā)電的可燃氣體和/或從熱解的有機物中回收化學組份的過程。
現(xiàn)有技術的討論在現(xiàn)有技術中，干餾有機固體物生產(chǎn)可燃氣體的氣化過程是眾所周知的，它需要利用至少一部分有機物的燃燒熱來維持熱解反應。被氣化的有機物一般從反應器的頂部送入氣化反應器。含氧氣體比如空氣在有機物下面，送入熱反應器中形成燃燒區(qū)，氣化過程的殘渣在其中燃燒產(chǎn)生氣化反應所需的熱量。送入的空氣強制來自燃燒區(qū)的熱氣體向上通過有機物本體。加熱了的空氣和氣體導致有機物干餾，并按如下反應式產(chǎn)生氫氣、一氧化碳和包括碳水化合物氣體在內(nèi)的其他含碳氣體
如果其中想要的產(chǎn)品是可燃的氣體產(chǎn)品并且適用于內(nèi)燃機、鍋爐、渦輪機或加熱設備，則在該有效的氣化裝置中，燃燒產(chǎn)品中的游離碳應該盡可能少或有效地控制為零。并且二氧化碳也應該盡可能少。
熱氣化反應器設計的重要方面是使新輸入的有機物和來自燃燒區(qū)的熱空氣和氣體密切接觸以促進有效的氣化，同時使含碳固體產(chǎn)物有效地從氣化區(qū)轉(zhuǎn)移至燃燒區(qū)，含碳固體產(chǎn)物在燃燒區(qū)為生產(chǎn)熱反應所需熱量提供燃料。在氣化反應器的操作條件下，許多有機物能形成大的燒結塊渣塊，它們可阻止物質(zhì)通過反應器，并且阻礙運動部件(如攪拌器)運動。
在美國專利4,445,910(1984)中，Zimmerman公開了一種特別適合加工如木屑之類的纖維素廢料來生產(chǎn)氣體和焦炭的熱解系統(tǒng)，其中原料向上加入到反應器室的底部，而空氣由反應器室側(cè)壁沿徑向加入。同時也公開了一種用于凈化產(chǎn)物氣體的系統(tǒng)。盡管Zimmerman的系統(tǒng)可有效加工如木屑這樣的細碎原料，但顆粒較大或易形成燒結塊的原料不適于加入到Zimmerman反應器，這是由于受到固體排除機械中構型的限制。Zimmerman系統(tǒng)旨在進行的熱解過程，并不是本發(fā)明的氣化過程，這是因為Zimmerman反應器的結構不能使焦炭反應成灰。
在美國專利4,614,523(1986)中，Soares公開一種適合加工廢木材和廢生物料的降流式氣化器，此氣化器帶有向下的空氣輸入噴管和一個反應器冷卻夾套。然而，Soares系統(tǒng)結構復雜，使用某些原料時，氣體出口易受產(chǎn)品氣流攜帶的焦油和細粒沉積物的堵塞，并且許多細物將限制空氣流過床層。
在美國專利4,971,599(1990)中，Cordell等人公開一種生物物料氣化器，原料向上加入到反應器底部。在Cordell等人的反應器中加工某些原料時，設置的爐柵易導致由燒結塊引起的堵塞。
在固體物氣化和熱蒸餾系統(tǒng)中遇到的另一個問題是處理攜帶細粒和焦油的氣體流出物。必須除去焦油和細粒并使氣體冷卻下來才能使之成為可用于回收能源的產(chǎn)品，細粒和冷凝的焦油易堵塞導管、冷卻器和分離器。在美國專利4,069,133(1978)中，Unverferth公開了一種清掃熱蒸餾裝置的頂部導管，并將冷凝的焦油和細粒送回流程中的旋轉(zhuǎn)螺旋組合件。為了除去氣流中的焦油和細粒，并使之返回蒸餾裝置，在蒸餾裝置氣體流出物出口處，Unverferth的裝置并不采用任何有效的冷凝和凈化設備。Zimmerman的4,445,910號專利公開了一種采用廣泛的氣液接觸裝置的典型氣體純化系統(tǒng)。這些系統(tǒng)具有規(guī)模大、能耗高、復雜、液耗高、蒸發(fā)液體負荷大、易堵塞及維修困難的缺點。
本發(fā)明的氣化系統(tǒng)解決了前述的氣化系統(tǒng)中這樣和那樣的缺陷，本發(fā)明的氣化熱反應器提供了加工各種原料的能力，這些原料包括木材、生物料、市政固體廢料、脫水垃圾渣、報廢橡膠制品比如舊輪胎、塑料、工業(yè)廢料、醫(yī)藥/醫(yī)院的廢料和油頁巖的餾份。本發(fā)明系統(tǒng)可保證原料連續(xù)向上通過導管到達熱反應器中央段的中心。當螺旋進料器系統(tǒng)將原料輸送到進料點時，原料通過暴露在燃燒區(qū)中的固體之中的導管壁而被預熱。預熱的原料由接著輸入的原料強制向上進入氣化區(qū)，在那里原料形成有層次的加料，并與來自燃燒區(qū)的向上熱氣和氣化反應的熱細粒產(chǎn)物接觸。當原料由反應器中心向上向外運動的同時被分解成粉塵，導致輸出的氣體流出物中焦油和油含量比其他已知的氣化器少。攪拌器保證了熱細粒產(chǎn)物與熱氣間的有效接觸，導致原料的氣化和熱細粒產(chǎn)物向熱反應器側(cè)壁的凈運動。當細粒物最后達到側(cè)壁時，它已轉(zhuǎn)化成粉塵，并因重力作用而下落。因為在這一階段原料發(fā)生完全揮發(fā)，并且產(chǎn)生的氣體被部分揮發(fā)，所以由熱反應器輸出的氣體流出物中焦油含量比已知的氣化器少。細粒物和粉塵的熱混合物沿著側(cè)壁在進料導管的周圍和燃燒區(qū)空氣輸入噴管之間下降，由于空氣輸入噴管的獨特設計，不需要傳統(tǒng)的爐柵?？諝廨斎雵姽軓囊粋€總管徑向地向內(nèi)，總管與反應器側(cè)壁的內(nèi)表面一體化，起爐柵的作用。但由于噴管在反應器壁附近的間隔更寬，因而燒結塊能很容易地通過噴管結構。在反應器中心附近形成的燒結塊緩慢向外移向側(cè)壁，在噴管之間落下。通過熱的總管和噴嘴時預熱的氣體由噴管向下導入燃燒區(qū)。粉塵從反應器的下段除去，并且利用一個機械破碎器來破碎和粉碎那些阻礙粉塵除去的燒結塊和渣塊。用攪拌器也可以促使粉塵流動。本發(fā)明的反應器避免了使用爐柵，而在Cordell等人的4,971,599號專利中，爐柵易受下降固體物中的燒結塊堵塞，同時本發(fā)明也避免了如Soars 4,614,523號專利使用頂部進料系統(tǒng)時，排出生成氣流的復雜性。在本發(fā)明的反應器中，提供了固體運行的直接和敞開路徑，然而Zimmerman的4,446,910號專利與此相反，它們復雜的固體運行路徑阻礙了加工大塊原料或易產(chǎn)生含粉塵的燒結塊或渣塊的原料。
本發(fā)明的系統(tǒng)提供了不必直接與液體接觸而能有效地使氣體流出物冷卻和凈化的方法，這一點與Zimmerman的4,445,910號專利中不一樣，由此形成一種更有效可靠的氣體處理系統(tǒng)。它既不增加蒸發(fā)液體的氣體負荷，也不發(fā)生液體循環(huán)和噴霧設備的堵塞。本發(fā)明高速旋轉(zhuǎn)的刷式氣體分離器和刮削器組合能有效地從間接冷卻的氣流中除去焦油和細粒，避免了上面討論的直接與液體接觸的問題。冷卻可以采用內(nèi)部裝設的冷卻管或設備外壁的冷卻夾套實現(xiàn)。盡管在現(xiàn)有技術中，已知采用過用于氣體分離的刷式部件，例如可參見Hollingsworth的美國專利2,998,099(1961)和2,922,489(1960)及Moore的美國專利5,111,547(1992)，但本發(fā)明的高速旋轉(zhuǎn)刷和器壁刮削器新穎的組合在本發(fā)明的困難的焦油和細粒環(huán)境中提供了高效的氣體分離。本發(fā)明的裝置可自行凈化，因為冷凝的焦油和細粒在高速旋轉(zhuǎn)的硬毛部件上聚集并在達到一定的體積和質(zhì)量時，由于離心力的作用由硬毛甩至凈化器側(cè)壁上，刮削器于其中除去積累的物質(zhì)，然后落到分離器底部以便除去。還可把分離出的焦油和細粒再循環(huán)到反應器中，減少副產(chǎn)物，提高本發(fā)明系統(tǒng)的效率。自動控制系統(tǒng)確保本發(fā)明的熱反應器的安全和有效操作。
為了冷卻離開機械分離器的氣體流出流，在本發(fā)明系統(tǒng)中提供了一種已知結構的冷卻組件，為了避免冷卻流體直接加入到氣流中，冷卻組件是間接換熱型的。
為了進一步除去產(chǎn)物氣流中殘留的固體和凝聚的細粒或氣溶膠，提供了一種新型的靜電沉積器。因為其中的收集電極形狀為非旋轉(zhuǎn)的圓柱形刷，并且在靜電沉積器中電極是懸掛的獨特方式，即電極的一端從支撐臂的一端垂直下懸，而支撐臂另一端浸在控溫的油浴中，并且借助于穿過油浴底部的絕緣體與電源相連，從而使本發(fā)明的靜電沉積器能自行清掃，帶電的細粒在沉積器的外壁聚集，并由于重力作用沿壁流到沉積器底部的收集點，這樣就導致了收集電極的自行清掃。刷式靜電收集器部件的使用，在Stickel的美國專利2,780,009(1957)中的干燥器里已經(jīng)公開過，但Stickel沒有提及本發(fā)明的可由重力作用引起自行清掃的懸掛系統(tǒng)。在Sarver的美國專利3,111,024中展示了一種直立懸掛刷式氣體分離器，但它是不帶靜電的，并且有氣體回流，還在它的清掃循環(huán)中采用振蕩器。在本發(fā)明系統(tǒng)中可分別從冷卻組件和靜電沉積器的底部收集載有焦油和細粒的凝聚物，并可分離和除去冷凝的水，將焦油、油和細粒再循環(huán)到熱反應器中。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種用于氣化各種固體有機物生產(chǎn)有用的產(chǎn)品氣體的系統(tǒng)，它克服現(xiàn)有技術氣化系統(tǒng)的氣體凈化和冷卻問題以及造成堵塞的固體的堵塞問題。
本發(fā)明的目的是提供一個有機固體物的氣化系統(tǒng)，該系統(tǒng)不存在因被處理固體物引起的堵塞。
本發(fā)明的另一目的是提供一個氣化系統(tǒng)，它利用生成氣的間接冷卻，避免了蒸汽負荷和堵塞或處理循環(huán)液體噴射系統(tǒng)的復雜問題。
本發(fā)明的又一目的是提供一個氣化系統(tǒng)，它在預熱固體和空氣進料方面維持熱效率。
本發(fā)明再一目的是提供一個氣化系統(tǒng)，它使得可調(diào)節(jié)并平衡空氣流速和原料進料速度，同時盡量減少炭和二氧化碳的生成，并盡可能提高產(chǎn)品氣體量和質(zhì)量。
對本領域技術人員來說，只要看一下下面的描述或通過實踐本發(fā)明的學習，本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點及新穎性將變得很明顯。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以通過所附權利要求中特別指出的設備和組合實現(xiàn)和達到。
按照本發(fā)明的目的，為達到以上目的和其他目的，如同在此具體化和概括描述的一樣，本發(fā)明可包括(a)一個帶有逐漸變細下部的圓柱形熱反應器，下部優(yōu)選為圓錐形或倒金字塔形，裝有一個空氣總管，空氣總管具有向下的空氣進料?？諝膺M料支承著進入的固體廢料，固體廢料由螺旋進料系統(tǒng)由下送入，由出口向上進入空氣總管之上的熱反應器的中央段，中央段與空氣總管間隔開，(b)一個帶有空氣輸入量控制器的空氣總管注入系統(tǒng)，(c)一個燒結塊破碎器系統(tǒng)，它繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，破碎氣化反應產(chǎn)生的大固體顆粒副產(chǎn)物，(d)一個旋轉(zhuǎn)攪拌系統(tǒng)，在空氣總管和螺旋進料出口的上方運轉(zhuǎn)，(e)螺旋進料器，它所具有的旋轉(zhuǎn)部分終止于出口下的一個預定距離處并且未達出口，產(chǎn)生一個封口阻止產(chǎn)品氣的損失，(f)一個反饋和控制系統(tǒng)，它檢測反應器中的固體物高度，并且根據(jù)空氣的流量、原料消耗速度調(diào)整和平衡螺旋進料器進料速度；(g)一個反饋和控制系統(tǒng)，它檢測產(chǎn)品氣體的壓力，并調(diào)整空氣注入量和進料速度維持穩(wěn)定的產(chǎn)品氣體壓力，(h)一個反饋和控制系統(tǒng)，它檢測反應器溫度，并調(diào)整進料速度和空氣和/或水注入速度優(yōu)化工藝過程，(i)一個機械凈化器，它采用高速旋轉(zhuǎn)的金屬刷和一個同心同軸的刮削器件收集沉積在凈化器壁上的細粒，細粒由離心力作用而從金屬刷轉(zhuǎn)移到凈化器壁上，(j)一個靜電沉積器系統(tǒng)，它采用帶電金屬刷從產(chǎn)品氣體中分離細粒和氣溶膠，(k)一個電絕緣的沉積器刷支承系統(tǒng)，(1)一個間接換熱冷卻器，在機械凈化器和靜電沉積器之間冷卻工藝氣體，(m)一個循環(huán)螺旋進料器，機械凈化器收集的固體物送回熱反應器中，和(n)一個循環(huán)導管，它將冷卻器和靜電沉積器中凝聚的焦油和油送回熱反應器中。
附圖的簡要說明附圖包括在本說明書中并構成說明書的組成部分，它說明本發(fā)明的一個實施方案，并與說明一起解釋本發(fā)明的原理。


圖1說明本發(fā)明整個氣化系統(tǒng)10的垂直剖面簡圖。
圖2是說明圖1的螺旋進料器的詳細垂直剖面圖。
圖3說明圖1的熱反應器的詳細垂直剖面圖。
圖4a說明圖3的空氣輸入總管的垂直剖面圖。
圖4b說明圖3的空氣輸入總管底面的詳細平面圖。
圖5說明圖1的機械凈化器的詳細垂直剖面圖。
圖6說明圖1的機械凈化器A-A剖視圖。
圖7說明圖5中機械凈化器翅片管冷卻籠(finned tubingcooling cage)的詳細垂直剖面圖。
圖8說明圖1中靜電沉積器靜電絕緣和懸掛系統(tǒng)的詳細垂直剖面圖。
圖9是本發(fā)明的氣化系統(tǒng)局部垂直剖面圖，說明固體和氣體進料的自動控制系統(tǒng)。
發(fā)明的詳細描述為了將廢產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇嫉臍怏w或可燃的固體物，本發(fā)明提供了一個氣化系統(tǒng)，它采用進料系統(tǒng)、氣化反應器、機械凈化器、冷卻組件和靜電沉積器。廢產(chǎn)品被送入一個密封的反應器容器中，并在高溫下攪拌。反應器的空氣入口由三個不同的反饋系統(tǒng)組合控制，達到廢料的部分氧化，產(chǎn)生攜帶有細粒的氣體流出物。氣體流出物附加的設備機械凈化、冷卻和靜電凈化產(chǎn)出潔凈的燃燒產(chǎn)品氣體。為了增加氣體產(chǎn)量，從氣化反應器氣體流出物中除去的細粒、焦油和油再循環(huán)至熱反應器中。從氣體流出物中除去的水被排放掉。
各種固體或半固體的有機原料，只要其本身或混合在一起每磅至少有5,000BTU的熱值則都可以用于本發(fā)明。這些可用的原料包括已分 的市政和商業(yè)廢料、碎紙、廢木材、污水中的油泥、廢輪胎、農(nóng)業(yè)廢料、自動纖維梳散機的“絨毛"、油漆渣、煤、油田廢料和烴污染的土壤及油頁巖等。在本發(fā)明系統(tǒng)中，液體廢料可以與固體混合后再進行處理。
根據(jù)原料的性質(zhì)不同本發(fā)明系統(tǒng)可用于發(fā)電的低BTU氣體，或者各種副產(chǎn)物，例如柴油和瀝青物(來自于輪胎或油頁巖)、氨(來自于許多原料)、液化氣如氫、氮、二氧化碳(來自于許多原料)和各種其他化合物。
現(xiàn)在參考圖1、圖2和圖3，它們分別說明本發(fā)明氣化系統(tǒng)的垂直剖面圖和螺旋進料器系統(tǒng)和熱反應器的詳細垂直剖面圖。本發(fā)明的氣化系統(tǒng)10由螺旋進料器系統(tǒng)12供料，螺旋進料系統(tǒng)12不僅接收廢原料，還接收循環(huán)的固體物、焦油和油，對氣化系統(tǒng)10加料。螺旋進料器12包括一個切頭倒金字塔形的頂部進料器料斗14、向下送料至一個具有傳統(tǒng)設計形式的箱式閘斗倉16，然后到達一個斜向的主螺旋進料器18。
熱反應器20具有圓錐形壁23的倒圓錐形下部22和具有圓柱形壁26的圓柱形上部24。熱反應器20上部用蓋板28密封，熱反應器20的下部接在粉塵排放螺旋運送器30和閘斗倉(沒有展示)上。圓柱形上部24包括上段32和中央段34。下段36包括在圓柱形上部24的下部和圓錐形下部22中?？諝廨斎肟偣?8包括徑向延伸的空氣輸入噴管40，它與圓柱形壁26的內(nèi)表面形成一個整體，把中央段34與下段36分開。粉塵燒結塊碎破器44位于圓錐形下部22中，在粉塵螺旋排放器30的上方。反應器出口48位于蓋板28中。反應器導管50在反應器出口48處與熱反應器20相連。
主螺旋進料器18穿過圓錐形壁23、下段36，并且通過螺旋進料器出口52沿著中心軸線向上進入中央段34排放物料。物料攪拌器54位于中央段34中，在螺旋進料器出口52上方，并且與螺旋進料器出口52間隔開。為了維持熱反應器20中的壓力并防止氣體流出物損失，粉塵螺旋排放器30和閘斗倉(沒有展示出)密封。
反應器導管50含有內(nèi)部旋轉(zhuǎn)刷58，由位于反應器導管50彎管62處的液壓管凈化器傳動裝置60驅(qū)動。也可以使用其他適合的傳動裝置，比如電驅(qū)動。反應器導管50在位于機械凈化器70的圓柱形底74的切向入口72處與機械凈化器70相連。機械凈化器70包括位于底74切向入口72上面的下部圓錐形段76和圓錐形段76上面的上部圓柱形段78。蓋板82構成機械凈化器70的頂。機械凈化器70底部排出管84開口，使固體物可通過固體物螺旋回送管85循環(huán)回到進料閘斗倉16。
機械凈化器70具有高速旋轉(zhuǎn)金屬刷式部件86，部件86在軸90上裝有硬毛88。金屬刷式部件86在上部圓柱形段78里的靜止翅片冷卻籠92里以大約3000轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)。諧波平衡器93為一個圓盤形的金屬部件，它連在軸90下端，在高速運轉(zhuǎn)期間，它減輕刷式部件86的振動和抖動。上部的刮削器刷94以低速在翅片冷卻籠92的外側(cè)旋轉(zhuǎn)。上部的刮削器刷94清掃上部圓柱段78的內(nèi)側(cè)，而下部刮削器刷96清掃機械凈化器70的下部圓錐段76的內(nèi)側(cè)。高速刷86及由安裝在蓋板82上的液壓電機98驅(qū)動。低速的上部刮削器94和下部刮削器96從機械凈化器70的圓柱形底74以大約1轉(zhuǎn)/分速度由電機(沒有示出)驅(qū)動。機械凈化器70的開口的底部排出管84與固體循環(huán)導管100連通。鍋爐-管式散熱水夾套(boiler-tube-type heat dissipating waterjacket)102和104分別包圍著熱反應器20和/或機械凈化器70，作為撤熱的輔助設備。
機械凈化器導管106把機械凈化器70的出口108與間接冷卻組件120在入口122處連接起來。冷卻組件120包括已知結構的流體冷卻的間接換熱器(沒有示出)。冷凝水通過冷卻器排放口124和排放管126離開冷卻組件120。冷卻組件120的氣體出口128類似地通過冷卻組件導管128在圓錐形底132的切向入口134處與靜電沉積器130相連。
靜電沉積器130用圓錐形底132構成，底132支承著用密封板138蓋著的圓柱形壁136。靜電沉積器130也具有絕緣和懸掛的固定刷140，固定刷140中，硬毛142安裝在從絕緣和懸掛系統(tǒng)146懸出的軸144上，絕緣和懸掛系統(tǒng)146固定在靜電沉積器130的密封板138上。為了進一步冷卻，冷卻夾套139包圍著圓柱形壁136。產(chǎn)品氣體通過產(chǎn)品氣體出口148離開系統(tǒng)10，并進入產(chǎn)品氣體導管149，產(chǎn)品氣體出口148在靜電沉積器130的圓柱形壁136上，正好位于密封板138的下方。
靜電沉積器130的沉積器底132通過冷凝物排放口150和焦油/油/水導管152與已知結構的焦油/油/水分離器154相連。焦油/油/水分離器154通過焦油/油循環(huán)導管156在焦油/油循環(huán)出口158處與主螺旋進料器18相連，構成焦油/油循環(huán)回路160，焦油/油/水分離器154包括導入到排放導管163的水排出口162。
再詳細參考圖2，它說明圖1中螺旋進料系統(tǒng)的詳細垂直剖面圖。螺旋進料系統(tǒng)12的主螺旋進料器18用作進料導管，連至三個原料源與閘斗倉16相連的頂部進料器料箱14、焦油/油循環(huán)回路160和固體循環(huán)回路100的固體物螺旋返送管85。閘斗倉16在螺旋進料器的下部起點166處與主螺旋進料器18相連。焦油/油循環(huán)回路160在焦油/油循環(huán)口158處與主螺旋進料器18相連。固體物螺旋返送管85在固體物循環(huán)入口168處與主螺旋進料器18相連。在主螺旋進料器18里旋轉(zhuǎn)的主螺旋進料器葉片170終止于未達螺旋進料器出口52(見圖1)的指定距離(約螺旋進料器葉片直徑的1.5倍)處。
詳細參考圖3，它說明圖1中熱反應器20的詳細垂直剖面圖。熱反應器20的圓錐形下部22的底172包括粉塵螺旋排出器(ash discharge auger)30。在圓錐形部分22內(nèi)，粉塵燒結塊碎破器44位于粉塵螺旋排出器30的上方，并與它間隔開?？諝饪偣?8和空氣進口174靠近熱反應器20的圓柱形上部24的底，將中央段34和下段36分開。耐火襯177可以位于圓柱形上部24內(nèi)壁上，并可以用耐火磚砌成。原料攪拌器54和徑向排列的攪拌器葉片178位于空氣輸入總管38和螺旋進料器出口52的上方，并與它們間隔開。在一個優(yōu)選實施方案中，刮削器葉片179清掃熱反應器20的上段32的內(nèi)壁，葉片179連接在原料攪拌器54的轉(zhuǎn)動軸180，并由旋轉(zhuǎn)軸180驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)軸180以大約1～2轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)。熱反應器20的圓柱形上部24的蓋板28包括反應器出口48和驅(qū)動軸180的攪拌器液壓驅(qū)動電機55。
參考圖4a和4b，它們分別說明圖3的熱反應器的空氣輸入總管系統(tǒng)的詳細垂直剖面圖和底視圖。為了清楚起見，圖4a沒有顯示某些噴管，空氣總管系統(tǒng)38通過空氣進口174提供空氣或其他含氧氣體或氧化性氣體?？諝廨斎肟偣?8包括一個矩形橫截面的環(huán)形室182和由環(huán)形朝內(nèi)向中心軸線輻射的多個噴管40。環(huán)形室182有多個向下的空氣出口183。每一個噴管40有多個向下的空氣出口184。為提供所需的空氣分配和固體流動，噴管40可具有不同的長度。
參考圖5，它說明圖1機械凈化器的詳細垂直剖面圖。起點在熱反應器20(見圖1)的反應器導管50與機械凈化器70在切向入口185處相連。切向入口185是優(yōu)于圖1中入口72的優(yōu)選實施方案，并提供回旋氣流向上通過機械凈化器70。直立的驅(qū)動軸186通過臂188與兩套刮削器刷96相連，它們起點在機械凈化器70下面的電機上(未示出)，并且由此電機驅(qū)動，刮削器刷96清掃下部圓錐形段76的內(nèi)壁。刮削器刷94通過臂189與驅(qū)動軸186相連，并清掃機械凈化器上部圓柱形段78的內(nèi)壁。為了充分清掃上部圓柱形段78的整個內(nèi)壁，刮削器刷94具有垂直交錯帶硬毛的部分。在圓柱形段78中，固定的翅片管冷卻籠92懸掛在刮削器刷94的內(nèi)側(cè)。翅片管冷卻籠92包圍高速旋轉(zhuǎn)刷式部件86，刷式部件86的動力來自位于蓋板82上的水力驅(qū)動電機98。機械凈化器70底開口至底部排放管84以將固體物排出到循環(huán)系統(tǒng)100(見圖1)的固體物螺旋返送管85中。氣體從凈化器出口108離開機械凈化器70。
參考圖6，它說明圖5(諧波平衡器、下部刮削器刷和刮削器臂沒有示出)通過A-A段的平面圖。上部刮削器刷94在固定的翅片管冷卻籠92的外側(cè)旋轉(zhuǎn)。高速刷86繞固定的翅片管冷卻籠92的內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)。反應器導管50在圓柱形底74的切向口185處與機械凈化器70切向相連。
參考圖7，它說明圖5翅片管冷卻籠的詳細垂直剖面圖。翅片管冷卻籠92有水入口190，將水送入一系列直立的散熱部件192之一中。散熱部件192通過環(huán)形的下部總導管194連在翅片管冷卻籠92的底上，散熱部件192同樣通過環(huán)形上部總管196連在翅片管冷卻籠92的頂上。水上升通過其余的散熱部件192到達上部總管196并且通過水出口198離開翅片管冷卻籠92，水出口連至上部總管196。
參考圖8，它詳細說明圖1的靜電沉積器的靜電刷懸掛系統(tǒng)和絕緣系統(tǒng)。通過位于靜電沉積器130頂部的絕緣懸掛系統(tǒng)146的導電支架200，固定的金屬刷140從沉積器130(見圖1)的中心懸出。在絕緣固定機械202中，導電支架200終止于沉積器130的外緣附近，絕緣固定機械202浸入油浴204中與系統(tǒng)的其余部分絕緣。溫度傳感器205起動油加熱器206維持油浴在所需溫度上。刷140在離圓柱形壁大約3英寸處終止。高電壓/低電壓(25至50KVDC)的電源(沒有示出)接在導電支架200的正極，將正電荷感應到沉積器130內(nèi)的固定刷140上。圓柱形壁136(見圖1)接地。
參考圖9，它說明操作氣化系統(tǒng)10的自動控制系統(tǒng)的垂直剖面圖。溫度傳感器210安裝在熱反應器20的圓柱形壁26上，安裝點大約在上段32與中央段34的分界處，以便測定熱反應器20中的氣化過程溫度。物料高度傳感器212安裝在熱反應器20的圓柱形壁26上，安裝點與傳感器210間隔開，并且安裝高度大約與溫度傳感器210相同。物料高度傳感器212測定熱反應器20中的固體物的高度。固體進料速度控制器214位于在螺旋進料器系統(tǒng)12中，以便通過控制驅(qū)動電機(沒有示出)來控制主螺旋進料器18的轉(zhuǎn)速。壓力傳感器216位于靜電沉積器130的產(chǎn)品氣體導管149的產(chǎn)品氣體出口148處?？諝馊肟诳刂破?18與空氣進料導管222內(nèi)的空氣閥220相連，空氣進料導管222又與熱反應器20的空氣進料總管系統(tǒng)38的空氣入口174相連。溫度傳感器控制線224將溫度傳感器210與固體進料速度控制器214連在一起。物料高度傳感器控制線226將物料高度傳感器212與固體進料速度控制器214連在一起。壓力傳感器控制線228將壓力傳感器216與空氣入口控制器218連在一起。帶有減速劑水控制閥(moderator water control valve)242的減速劑水供應導管240與空氣進料導管222相連。減速劑控制線234將溫度傳感器210與急冷水(quench water)控制閥242連在一起。根據(jù)需要，傳感器210、212和216、控制器214和218、閥242、以及控制線224、226、228和234可以用電力，氣動和液壓操作。
在操作過程中，廢料從進料器料斗14通過閘斗倉16進入斜的主螺旋進料器18。工藝過程的固體副產(chǎn)物由固體循環(huán)回路100輸送，也進入主螺旋進料器18。副產(chǎn)物焦油和油由焦油/油循環(huán)回路160送入主螺旋進料器18，或從系統(tǒng)中排出。廢料進料系統(tǒng)12和粉塵排除系統(tǒng)30使用已知結構的閘斗倉機械(沒有示出)，把熱反應器20內(nèi)部與外界大氣隔開，維持壓力和防止產(chǎn)品的氣體損失。主螺旋進料器18在主螺旋進料器出口52之下的預定距離處終止，以使輸入物質(zhì)在主螺旋進料器出口52的口附近如意地聚集，進一步密封系統(tǒng)，與外界大氣隔開。廢料由空氣總管38正上方、攪拌葉片178正下方并與攪拌葉片178間隔開的位置輸入熱反應器20，攪拌葉片178攪拌進入的物質(zhì)及氣化的細粒。空氣由徑向總管噴管40的底部進入熱反應器20，并在此預熱。這種進料構型產(chǎn)生有層次的物質(zhì)層，并且促進物質(zhì)層由底部向上氣化。在空氣總管38的徑向噴管40之間的空氣可使氣化過程產(chǎn)生的殘渣在通過燒結塊破碎器44后降落到反應器的底部22，破碎器44使熔融的塊狀物或燒結塊(如果有的話)成為更細的可通過團料。
當氣體流出物在熱反應器20和機械凈化器70間通過時，細粒沉積在連接這兩個設備的反應器導管50的壁上。用反應器導管50內(nèi)的凈化器刷56收集并循環(huán)沉積的細粒，并由反應器導管50運送細粒到機械凈化器70的圓柱形底部74。反應器70頂部氣體以切線方向在圓柱形底部74注入機械凈化器70。當旋轉(zhuǎn)的氣體在機械凈化器70內(nèi)上升時，高速旋轉(zhuǎn)刷86成為細粒和從氣體中分離出的冷凝焦油的收集點。離心力輸送集結的沉積物到機械凈化器70的內(nèi)壁。沉積在機械凈化器70壁上的細粒由慢速旋轉(zhuǎn)刷94除去，使細粒落到底部排出管84處。細粒薄膜連續(xù)保持在機械凈化器70的內(nèi)壁上，防止與慢速旋轉(zhuǎn)金屬刷94的金屬-金屬接觸。本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案包括用于從產(chǎn)品氣體取熱和撤去由高旋轉(zhuǎn)刷硬毛產(chǎn)生的熱量翅片管冷卻籠92。另一個實施方案包括用水冷卻夾套104覆蓋機械凈化器70的外壁以助于取熱。
工藝氣體通過冷卻組件通向靜電沉積器130途中，都繼續(xù)冷卻。產(chǎn)品氣體離開冷卻組件120后，產(chǎn)品氣體的溫度低于原先由氣體攜帶的油、焦油和水的蒸發(fā)(露點)溫度。這三種物質(zhì)的冷凝物收集在冷卻組件120和沉積器130的底部。在分離出水后，焦油和油返回到主螺旋進料器18里，以便由熱反應器20再進行處理，或排出作為副產(chǎn)品使用。工藝氣體在靜電沉積器130中進一步冷卻和凈化，除去氣流中的氣溶膠，生產(chǎn)出潔凈和冷的產(chǎn)品氣。潔凈的產(chǎn)品氣經(jīng)靜電氣體出口148離開系統(tǒng)。
固體物進入熱反應器20的進料速度通過溫度傳感器210和物料高度傳感器212作用于固體進料速度控制器214來控制。當反應器溫度升高時，溫度傳感器210通過控制線224發(fā)送控制信號給螺旋進料器控制器214，控制器214作用于螺旋進料器18，提高固體進料速度，如通過降低螺旋進料器的轉(zhuǎn)速。當熱反應器的溫度下降時，溫度傳感器210通過控制線224發(fā)送控制信號給螺旋進料器控制214，控制器214作用于螺旋進料器18來降低固體物進料速度。當在熱反應器20中的固體物高度增加時，物料高度傳感器212通過控制線226發(fā)送信號給固體螺旋進料器控制器214，控制器214降低主螺旋進料器18的固體進料速度。當熱反應器20中的固體物高度下降時，物料高度傳感器212通過控制線226發(fā)送信號給固體螺旋進料器控制器214，控制器214提高主螺旋進料器18的固體進料速度。當產(chǎn)品氣體導管149中的產(chǎn)品氣出口148處的氣體壓力增加時，壓力傳感器216通過控制線228發(fā)送信號給空氣入口控制器218，控制器218作用于空氣進料導管222中的空氣閥220來降低空氣輸入總管38的空氣進口174的空氣進料速度，這樣降低進入熱反應器20的空氣流速。當產(chǎn)品氣出口148中的氣體壓力降低時，壓力傳感器216通過控制線228發(fā)送信號給空氣入口控制器218，控制器218作用于空氣進料導管222中的空氣閥220，降低空氣輸入總管38的空氣進口170的空氣進料速度，于是也就降低了進入熱反應器20的空氣進料速度。當溫度傳感器210測量出預設的最高溫時，比如表明熱反應器20中反應失控的溫度，溫度傳感器210通過急冷控制線234發(fā)送信號給在急冷水導管240中的急冷水控制閥242。在正常操作期間，水控制閥242處在關閉位置，但接收到從溫度傳感器210發(fā)送的指示熱反應器中的最高溫度信號時，水控制閥242打開，水通過水管240進入空氣進料導管222，再通過空氣輸入總管系統(tǒng)38的空氣入口174進入熱反應器20，減緩那里的反應。水可以加到反應器中來調(diào)節(jié)氣化過程。對于用低氫燃料的操作，比如用煤和輪胎操作時，水可以連續(xù)加入為氣化過程提供氫源。
對于本發(fā)明的氣化系統(tǒng)來說，典型的廢固體進料速度是300-6000磅/小時，具體依據(jù)進料顆粒大小、熱含量和水含量而定。固體進料優(yōu)選在10-80磅/立方英尺的范圍內(nèi)，同時顆粒直徑小于2英寸，水含量少于30％。空氣輸入量與固體進料量的比一般是維持在約1.6/1.0～約2.0/1.0固體物料(磅)/空氣(磅)的范圍內(nèi)，具體取決于顆粒固體燃料。本發(fā)明系統(tǒng)最好是在稍微高于大氣壓的條件下操作，這樣，比那些因操作壓力高而導致設備投資大的氣化系統(tǒng)優(yōu)越。
本發(fā)明的熱反應器操作溫度一般為約1000°F到約2400°F，溫度在熱反應器內(nèi)進入空氣噴管40的頂附近測量。輸出的產(chǎn)品氣溫度大約在50-100°F范圍內(nèi)，具體取決于環(huán)境溫度和氣體產(chǎn)品的使用要求。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的氣化系統(tǒng)中氣化產(chǎn)生的產(chǎn)品氣，比現(xiàn)有技術的廢固體物氣化器產(chǎn)生的產(chǎn)品氣含有更多的甲烷，導致產(chǎn)品氣的熱值(以廢木材為原料)大約是176-200 BTU/st.cu.ft，這顯著高于熱值大約為150BTU/st.cu.ft的典型木材氣。
本發(fā)明系統(tǒng)的中間溫度取決于固體原料和來自熱反應器的粗產(chǎn)品氣的性質(zhì)。當使用各種冷卻機械時，比如暴露的金屬導管、冷卻夾套、冷卻籠和其他間接換熱設備，中間溫度可以按照需要控制。一般認為如果可能則希望在凈化過程初期即冷卻粗產(chǎn)品氣。通常希望產(chǎn)品氣在離開機械凈化器前，維持溫度的顯著降低。來自冷卻部件的廢熱可以收集起來作別的用途，以提高系統(tǒng)的總效率。
在本發(fā)明氣化系統(tǒng)的一個操作實例中，對于20磅/立方英尺，BTU熱值為6000BTU/磅的固體物，進料速度為6000磅/小時時，輸出氣體量可達2400標準立方英尺/分鐘，氣體的BTU值為21.6MM BTU/小時，相當于獲得1800-2400千瓦時電力輸出。
上述討論的特定大小和設備僅用于說明本發(fā)明的一個特定的實施方案。可以預料，在使用本發(fā)明時，只要遵循前面描述的原則，例如在一個被下落的氣化的固體包圍的上升層狀床中的低壓氣化過程、固體、粉塵和凝聚物的有效處理、氣體的有效凈化和氣體的有效冷凝等，則可包括不同尺寸和形狀的組成部分。因此本發(fā)明的范圍旨在由附加的權利要求確定。
權利要求
1.一個氣化系統(tǒng)，包括a.一個總體為圓柱形的熱反應器，它有直立的中心軸線、直立的側(cè)壁，并有一個上段、一個中央段和一個下段，所述上段具有在其上端的閉合設備(closure means)；b.將固體物送到所述熱反應器的進料設備；c.預熱和輸送如空氣等氧化氣體的進料設備，其位置可將所述中央段和所述下段分開，所述預熱和輸送氧化氣體的進料設備包括一個氣體預熱總管，它同所述熱反應器所述中央段壁的下部一體化，并具有一個同所述的預熱總管連通的進氣噴管，所述預熱和輸送氧化氣體的進料設備還包括向所述中心軸線會聚的許多徑向延伸的氧化氣進料噴管，噴管沿所述氣體預熱總管分布，并可與所述氣體預熱總管有流體交換，并且在其上有確定多個氧化氣出口的設備；d.所述固體物的進料設備，包括一個固體物進料管，進料管有一個進口和一個出口以及在其中的旋轉(zhuǎn)螺旋進料器，所述進口連至所述熱反應器外的一個固體物源，所述出口位于所述氧化氣進料噴管上方，其安裝定向使得固體物基本沿著所述中心軸線向上被導引進入所述的熱反應器的所述中央段；e.排出廢固體物的設備，位于所述下段中；f.所述固體物進料管，當廢固體物朝著所述廢固體物排出設備下降時，所述固體物進料管與廢固體處于熱交換接觸狀態(tài)；g.粉碎熔融物的設備，位于所述廢固體物排出設備中；h.確定氣體流出物排出口的設備，位于所述閉合設備中；和i.凈化和冷卻氣體流出物的設備，有效地同所述熱反應器的所述氣體流出物排出口相連。由此，所述的固體物通過所述進料設備輸入所述熱反應器，并被熱分解形成攜帶細粒的氣體流出物和固體殘渣，并且由此所述攜帶細粒的氣體流出物被引導到所述凈化設備，在凈化設備中從所述的氣體流出物中分出細粒，并且由此所述氣體流出物被引導到所述冷卻設備，在冷卻設備中所述氣體流出物被分離為冷凝物和產(chǎn)品氣。
2.按權利要求1的氣化系統(tǒng)，其中所述冷卻設備和分離設備包括a.一個機械凈化器，有效地與所述熱反應器相連；b.一個冷卻組件，有效地與所述機械凈化器相連；和c.一個靜電沉積器，有效地與所述冷卻組件相連；由此所述攜帶細粒的氣體流出物被引導通過所述機械凈化器，并且由此所述細粒從所述氣體流出物中分出，所述氣體流出物被引導通過所述冷卻組件，進入所述靜電沉積器，并且由此所述氣體流出物被分離成所述的冷凝物和所述產(chǎn)品氣。
3.按權利要求1的氣化系統(tǒng)，其中所述下段是一個倒圓錐形壁，并且所述廢固體物排出設備還包括一個粉塵螺旋排出器(ashdischarge auger)，粉塵螺旋排出器位于所述下段的底上，所述粉碎設備是一個粉塵燒結塊破碎器，它位于所述粉塵螺旋排出器上方。
4.按權利要求1的氣化系統(tǒng)，其中所述氧化氣出口朝下。
5.按權利要求1的氣化系統(tǒng)，其中所述熱反應器還包括攪拌設備，攪拌設備位于所述中央段，在所述環(huán)形氧化氣進料總管的上方，并且與所述環(huán)形氧化氣進料總管間隔開，用于在固體原料從所述進料導管進入所述中央段時攪拌和分配所述固體原料。
6.按權利要求5的氣化系統(tǒng)，其中所述攪拌設備包括一個旋轉(zhuǎn)的攪拌器軸和許多垂直的攪拌葉片，所述攪拌器軸沿所述中心軸線布置，所述攪拌葉片徑向延伸橫穿所述中央段。
7.按權利要求6的氣化系統(tǒng)，還包括位于所述上段的刮削器設備，其位置可使得它能清掃所述壁的上段的內(nèi)表面。
8.按權利要求7的氣化系統(tǒng)，其中所述刮削器設備包括許多刮削器葉片和徑向的葉片支架，所述刮削器設備通過所述支架安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸上，并由所述旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動。
9.按權利要求1的氣化系統(tǒng)，還包括溫度傳感設備和進料控制設備，所述溫度傳感設備位于所述熱反應器的所述中央段以測定所述熱反應器中的操作溫度；所述進料控制設備對所述溫度傳感設備的信號作出反應，以控制所述固體物進料設備，所述進料控制設備適于在所述溫度傳感設備測得所述熱反應器中的溫度下降時，提高固體物進入所述熱反應器的速度，而在所述溫度傳感設備測得所述熱反應器中的溫度上升時，降低固體物進入所述熱反應器的速度。
10.按權利要求1的氣化系統(tǒng)，還包括物料高度傳感設備和進料控制設備，所述物料高度傳感設備位于所述熱反應器的所述中央段，并靠近中央段的頂，用于測定所述熱反應器中的固體物料高度，所述進料控制設備對所述物料高度傳感設備的信號作出反應，用于控制所述固體物進料設備，所述進料控制設備適于在所述物料高度傳感設備測得所述熱反應器的固體加料高度下降時，提高固體物進入所述熱反應器的速度，而在所述物料傳感設備測得所述熱反應器的固體物料高度增加時，降低固體物進入所述熱反應器的速度。
11.按權利要求2的氣化系統(tǒng)，還包括壓力傳感設備和空氣進料控制設備，所述壓力傳感設備用于測量產(chǎn)品氣壓力并位于與所述靜電沉積器相連的產(chǎn)品氣導管內(nèi)，所述空氣進料控制設備用于控制所述氧化氣進料設備，所述空氣進料控制設備適于在所述壓力傳感設備測得所述產(chǎn)品氣的壓力下降時，提高氧化氣進入所述熱反應器的速度，而在所述壓力傳感設備測得所述產(chǎn)品氣的壓力上升時，降低氧化氣進入所述熱反應器的速度。
12.按權利要求1的氣化系統(tǒng)，還包括一個同所述直立壁一體化的冷卻夾套。
13.按權利要求2的氣化系統(tǒng)，還包括一個連接所述熱反應器的所述上段和所述機械凈化器的反應器導管，用于將所述攜帶細粒的氣體流出物從所述熱反應器送到所述機械凈化器。
14.按權利要求13的氣化系統(tǒng)，還包括位于所述反應器導管內(nèi)的軸向內(nèi)部旋轉(zhuǎn)刷，用于保持所述攜帶細粒的氣體流出物從所述熱反應器到所述機械凈化器的流動。
15.按權利要求2的氣化器系統(tǒng)，其中所述機械凈化器還包括上段和下段、一個具有直立中心軸線并形成所述上段的總體為圓柱形的側(cè)壁和一個高速旋轉(zhuǎn)的刷式部件，所述刷式部件位于所述上段沿所述軸線分布。
16.按權利要求15的氣化器系統(tǒng)，其中所述高速旋轉(zhuǎn)刷式部件是圓柱形的，具有一個高速旋轉(zhuǎn)軸和從所述高速旋轉(zhuǎn)軸徑向延伸出并連至所述高速旋轉(zhuǎn)軸的長的部件；所述高速旋轉(zhuǎn)軸沿所述軸線布置。
17.按權利要求16的氣化器系統(tǒng)，其中所述高速旋轉(zhuǎn)刷式部件的所述長的部件排列布置成形成一個螺旋形，所述螺旋形有一個沿所述高速旋轉(zhuǎn)軸的軸線，并可有效地有助于所述攜帶細粒的氣體流出物由所述上段向所述下段的運動。
18.按權利要求17的氣化器系統(tǒng)，其中所述高速旋轉(zhuǎn)刷式部件還包括一個諧波平衡器和驅(qū)動設備，所述諧波平衡器位于所述高速旋轉(zhuǎn)軸的下端，而所述驅(qū)動設備位于所述高速旋轉(zhuǎn)軸的上端。
19.按權利要求15的氣化器系統(tǒng)，其中所述機械凈化器還包括刮削設備，所述刮削設備位于所述機械凈化器所述上段，布置成能清掃所述圓柱形壁的內(nèi)表面。
20.按權利要求19的氣化器系統(tǒng)，其中所述刮削設備還包括清掃所述圓柱形壁的刮削器葉片、支承所述刮削器葉片的支承部件和一個低速旋轉(zhuǎn)軸，所述低速旋轉(zhuǎn)軸連在低速驅(qū)動設備上以轉(zhuǎn)動所述刮削設備，導致清掃所述圓柱形壁，所述支承部件徑向連在所述低速旋轉(zhuǎn)軸上。
21.按權利要求20的氣化器系統(tǒng)，其中所述刮削設備還包括刷，所述刷布置在所述刮削器葉片上，并沿著所述刮削器葉片的局部長度范圍延伸，所述刷排列成沿所述刮削器葉片長度范圍清掃所述圓柱形壁的整個表面。
22.按權利要求22的氣化器系統(tǒng)，其中所述機械凈化器的所述下段包括一個切頭的倒圓錐形側(cè)壁部分和一個圓柱形側(cè)壁部分，所述圓錐形側(cè)壁部分位于所述上段的下面，并且同所述上段相連，所述圓柱形側(cè)壁部分位于所述圓錐形側(cè)壁部分的下方，并與所述圓錐形側(cè)壁部分連通。
23.按權利要求22的氣化器系統(tǒng)，其中所述刮削設備還包括下部刮削器葉片和下部支承部件，所述下部支承部件安裝在所述低速旋轉(zhuǎn)軸上，所述下部刮削器葉片布置成可清掃所述機械凈化器下段的切頭倒圓錐形側(cè)壁部分的內(nèi)表面。
24.按權利要求23的氣化器系統(tǒng)，還包括一個攜帶細粒的氣體流出物的切向進口，位于所述機械凈化器下段的圓柱形側(cè)壁部分中，用于在氣體流出物在機械凈化器內(nèi)向上運動時在氣體流出物內(nèi)部誘發(fā)渦流，所述進口還與所述熱反應器有效連通。
25.按權利要求15的氣化器系統(tǒng)，還包括一個機械凈化器導管，所述導管可與所述機械凈化器的所述上段存在流體連通，以從所述機械凈化器中排出凈化的氣體流出物，所述機械凈化器導管可與所述的冷卻組件存在流體連通。
26.按權利要求20的氣化器系統(tǒng)，還包括一個與所述機械凈化器的所述上段的圓柱形壁一體化的冷卻夾套和一個冷卻籠，所述冷卻籠位于所述上段內(nèi)并同軸地在所述高速旋轉(zhuǎn)刷式部件和所述刮削器葉片之間。
27.按權利要求2的氣化器系統(tǒng)，其中所述靜電沉積器包括一個總體為圓柱形的側(cè)壁、一個電極和一個電源，所述圓柱形側(cè)壁有一個直立的中心軸線，所述電極設置成一個總體為圓柱形的金屬刷式部件，具有一個中心軸和徑向延伸并基本垂直于所述中心軸的硬毛，所述中心軸沿著所述直立中心軸線懸掛，所述電源布置成可為所述電極提供正電荷，為所述圓柱形壁提供負電荷。
28.按權利要求27的氣化器系統(tǒng)，其中所述硬毛基本上橫穿所述靜電沉積器延伸，并且基本上垂直于所述圓柱形壁。
29.按權利要求28的氣化器系統(tǒng)，其中所述靜電沉積器還包括一個在所述圓柱形側(cè)壁之下的切頭的倒圓錐形底、一個切向進口，所述切向進口同一個冷卻組件導管相連，并可與冷卻組件導管存在流體連通，所述冷卻組件導管又與所述冷卻組件相連，以將冷卻的氣體流出物從所述冷卻組件引入所述靜電沉積器，所述切向進口在氣體流出物在所述靜電沉積器內(nèi)向上運動時在所述氣體流出物中誘發(fā)渦流。
30.按權利要求27的氣化器系統(tǒng)，其中所述靜電沉積器還包括用于懸掛所述電極的懸掛設備，所述懸掛設備包括一個恒溫控制的熱油浴、連接懸掛臂和所述絕緣部件及所述電極的設備以及連接電源接頭通過所述絕緣體至所述懸掛臂的設備，其中所述熱油浴具有一個底和一個側(cè)壁及與所述底相連接的絕緣部件。
31.按權利要求2的氣化器系統(tǒng)，還包括有效地同所述機械凈化器的底和所述進料設備相連的固體物循環(huán)設備，以將從所述機械凈化器分出的細粒送回氣化熱反應器。
32.按權利要求31的氣化系統(tǒng)，其中所述固體物循環(huán)設備包括一個與所述機械凈化器和所述進料設備相連的固體物導管和一個螺旋送料器，所述螺旋送料器軸向位于所述固體物導管中，以將分出的細粒送入所述進料設備。
33.按權利要求2的氣化系統(tǒng)，還包括焦油循環(huán)設備，所述焦油循環(huán)設備有效地同所述冷卻組件的底、所述靜電沉積器的底和所述進料設備相連，以將從所述冷卻組件和所述靜電沉積器分出的焦油、油和懸浮細粒送回所述氣化熱反應器。
34.按權利要求33的氣化系統(tǒng)，其中所述焦油循環(huán)設備包括一個焦油/水分離器、一個靜電沉積器排放導管、一個冷卻組件排放導管、一個水排放導管和一個焦油循環(huán)導管，所述靜電沉積器排放導管同所述靜電沉積器的所述底和所述焦油/水分離器相連，所述冷卻組件排放導管與所述冷卻組件和所述焦油/水分離器相連；所述水排放導管連在所述焦油/水分離器下段；所述焦油循環(huán)導管連在所述焦油/水分離器的上段和所述進料設備之間以將從所述焦油/水分離器分出的焦油、油和懸浮細粒循環(huán)到氣化熱反應器中。
35.按權利要求8的氣化系統(tǒng)，還包括急冷設備，所述急冷設備對所述溫度傳感設備輸出信號作出反應，并且適于在所述溫度傳感設備測得所述熱反應器中的某一預定高溫時將急冷水引入所述氧化氣進料設備中。
全文摘要
一個固體廢料氣化系統(tǒng)，包括一個熱反應器和用于凈化冷卻產(chǎn)品氣的一個機械氣體凈化器、一個間接換熱冷卻器和一個靜電沉積器。原料在空氣輸入總管和噴管上方以向上的方向連續(xù)地加入到熱反應器的中央段，形成有層次的加料。原料從反應器的中心向上向外運動的同時被分解成粉塵。其中攪拌器保證熱的細粒產(chǎn)物和熱的氣體的接觸，導致原料的氣化和向熱反應器側(cè)壁的凈運動，形成粉塵?？諝廨斎雵姽苡米鳡t柵。粉塵沿著側(cè)壁下降到反應器底部而被除去。機械凈化器有一高速旋轉(zhuǎn)的刷式氣體分離部件和刮削器的組合，這一組合從產(chǎn)品氣流中除去冷凝的焦油和細粒。這一設備是自行凈化的，因為冷凝的焦油和顆粒在高速旋轉(zhuǎn)的硬毛部件上聚集，并在達到足夠的體積和質(zhì)量時，由離心力的作用甩向圓柱形側(cè)壁，于此由刮削器除去累積的物質(zhì)，累積物落到分離器的底部而被除去。靜電沉積器有一個圓柱形刷式電極，由一個絕緣臂懸掛從一端懸出，用于從產(chǎn)品氣中除去殘余的細?；驓馊苣z。
文檔編號C10J3/20GK1122609SQ94192032
公開日1996年5月15日 申請日期1994年3月17日 優(yōu)先權日1993年3月17日
發(fā)明者利蘭·T·泰勒 申請人:利蘭·T·泰勒