力的至少一個是不同的;將 所述生物質和/或其隨后的熱分解產物傳輸至或傳輸出所述多個熱解反應器;其中所述多 個熱解螺旋鉆反應器的至少一個但不是全部在選擇的條件下運行W熱解所述生物質或其 隨后的熱分解產物W產生適于燃料生產的蒸汽流,和將所述產生燃料的蒸汽流導入催化塔 用于轉化為燃料;其中所述多個熱解螺旋鉆反應器的至少一個但不是全部在提供第二蒸 汽流的條件下運行,和將所述第二蒸汽流導入第二位置用于除了燃料生產之外的用途;和 其中所述多個熱解站的最后的螺旋鉆反應器在所選條件下運行W熱解所述進入的熱分解 產物產生生物炭和相關的蒸汽流,和將所述蒸汽流導入一個位置供除了燃料生產之外的使 用。
[0030]在一個或多個實施方案中,一個或多個站包括用于將生物質轉化為蒸汽和固體流 的多個螺旋鉆反應器。
[0031]在一個或多個實施方案中,每個螺旋鉆反應器進一步包括用于驅動傳輸螺桿的發(fā) 動機。
[0032]在一個或多個實施方案中,所述螺旋鉆的取向可W為相對于水平線傾斜0°至 85。。
[0033]在一個或多個實施方案中,使用過濾器,溫度驟冷或旋風分離器除去重的焦炭形 成或顆粒組分,由此進一步降低催化劑焦化速率。
[0034]在一個或多個實施方案中,每個螺旋鉆反應器進一步包括分凝器,配置用于冷凝 流自螺旋鉆反應器的熱解蒸汽流的饋分,W降低在隨后的催化劑反應器中的污染和焦化。
[0035]在一個或多個實施方案中,將催化劑與生物質或其分解產物一起引入螺旋鉆反應 器。
[0036]在一個或多個實施方案中,為生物質的熱分解提供熱能的熱載體包括所選擇的 組:反應器具有的或周圍的加熱線圈,其在螺旋鉆內部或周圍電加熱,通過反應器的熱的顆 粒,熱的鐵磁固體顆粒,熱的炭顆粒,熱的灰顆粒,和顆粒內部具有相變物料的熱的顆粒。
[0037]在一個或多個實施方案中,中空顆粒由金屬或陶瓷構造,其包括殼和含有不同于 殼的物料,使得內部物料可在300°C至1000°C的溫度范圍內被加熱W改變相,由此通過適 當?shù)膬炔课锪系南嘧儨囟葌鬏敓醀熱解生物質。
[0038]在一個或多個實施方案中,向站提供氧化劑W促進加熱。
[0039]在一個或多個實施方案中,通過電裝置加熱傳輸螺桿。
[0040]在一個或多個實施方案中,每個階段的熱載體是獨立的。
[0041]在一個或多個實施方案中,催化過程包括具有多個催化反應器的連續(xù)再生催化系 統(tǒng)。
[0042]在一個或多個實施方案中,所述階段包括在相同的螺旋鉆殼內。
[0043]在一個或多個實施方案中,串聯(lián)的第一螺旋鉆反應器包括在第二螺旋鉆反應器的 螺旋鉆入口處終止的出口。
[0044]在一個或多個實施方案中,串聯(lián)的最后的螺旋鉆反應器在將系統(tǒng)的生物炭產物除 去的出口處終止。
[0045] 在一個或多個實施方案中,從系統(tǒng)中除去多個蒸汽流。
[0046] 在一個或多個實施方案中,螺旋鉆反應器內的壓力通過限制產物從反應器取出的 速率選擇性地可控。
[0047] 在一個或多個實施方案中,螺旋鉆內的壓力通過向反應器內引入氣體或蒸汽流選 擇性地可控。
[0048] 在一個或多個實施方案中,處理站包括用于壓縮磨碎的生物質W控制固體中的壓 力的裝置。
[0049] 在一個或多個實施方案中,用于壓縮生物質的裝置包括加熱的粉碎熱解處理站W 控制固體中的壓力。
[0050] 在一個或多個實施方案中,用于壓縮生物質的裝置包括連續(xù)變化的螺桿軸直徑。
[0051] 在一個或多個實施方案中,串聯(lián)的第二螺旋鉆反應器內的溫度遞增地高于串聯(lián)的 第一螺旋鉆反應器內的溫度,和其中串聯(lián)的第=螺旋鉆反應器內的溫度遞增地高于第二螺 旋鉆反應器內的溫度。
[0052] 在一個或多個實施方案中,每個螺旋鉆的溫度包括線性變化的溫度。
[0053] 在一個或多個實施方案中,每個螺旋鉆反應器的尺寸是可調節(jié)的W在每個螺旋鉆 反應器處實現(xiàn)生物質的更多或更少的停留時間。
[0054] 在一個或多個實施方案中,第一螺旋鉆的壓力低于第二反應器的壓力,和其中第 =螺旋鉆中的壓力低于第二螺旋鉆反應器內的壓力。
[0055] 在一個或多個實施方案中,為了增加系統(tǒng)生產量和優(yōu)化蒸汽和固體流并行放置多 個系統(tǒng)。
[0056] 在另一方面,傳輸螺桿包括螺紋和軸,其中所述螺紋可連接至所述軸,其中連接兩 個或多個所述螺紋實施結構,其中傳輸螺桿的設計促進生物質的混合,其中螺紋的設計促 進混合和/或蒸汽流至出口,由此所述軸的設計促進蒸汽流動和/或促進固體容易流動。
[0057] 在一個或多個實施方案中,所述螺紋具有多個未表現(xiàn)出促進蒸汽流動和固體混合 的螺紋部分。
[0058] 在一個或多個實施方案中,所述螺紋具有重復的移動部分,其促進蒸汽流至出口 和促進固體混合。
[0059] 在一個或多個實施方案中,所述螺紋在所述軸不存在的情況下連接在一起。
[0060] 在一個或多個實施方案中,所述螺紋分為多個不連續(xù)的螺紋,由此蒸汽可在不連 續(xù)的螺紋之間流動。
[0061] 在一個或多個實施方案中,所述結構由連接兩個或更多個螺紋的桿構成。
[0062] 在一個或多個實施方案中,所述結構由連接兩個或更多個螺紋的獎葉構成。
[0063] 在一個或多個實施方案中,所述結構促進生物質和熱載體的混合。
[0064] 在一個或多個實施方案中,所述結構促進螺桿硬度。
[0065] 在一個或多個實施方案中,結構改變螺桿的固有頻率。
[0066] 在一個或多個實施方案中,促進硬度的結構允許長于5英尺的螺桿在升高溫度下 運行。
[0067] 在一個或多個實施方案中,所述傳輸螺桿顯著小于螺旋鉆外殼和所述螺桿W從螺 紋的底部至螺旋鉆外殼的距離小于待輸送的顆粒的軸向長度的方式運行。
[0068] 在一個或多個實施方案中,所述傳輸螺桿具有在螺紋之間連續(xù)減小的距離,由此 生物質物料被壓縮和生物質中的壓力和其熱分解產物增加。
[0069] 在一個或多個實施方案中,位于固體顆粒被引入螺旋鉆的區(qū)域中的(多個)螺紋 部分W在其最底位置處的螺紋的尖端至螺旋鉆外殼的間隙大于被引入螺旋鉆反應器的顆 粒的軸向長度的方式延伸。
[0070] 本發(fā)明的其他特征和方面將從下面的詳細描述連同附圖變得明顯,附圖通過示例 的方式說明根據(jù)本發(fā)明的實施方案的特征。簡述不是旨在限制本發(fā)明的范圍,本發(fā)明的范 圍僅由所附的權利要求限定。
【附圖說明】
[0071] 根據(jù)一個或多個不同的實施方案,參照附圖詳細描述本發(fā)明。附圖僅為了示例說 明而提供,并且僅描繪了本發(fā)明的典型或示例實施方案。提供運些附圖W幫助讀者理解本 發(fā)明,并且不應被解釋為本發(fā)明的寬度、范圍或適用性的限制。應該注意,為了清楚和容易 說明,運些附圖不一定按比例制作。
[0072] 圖1是示出根據(jù)一個或多個實施方案在N個不同位置并入1至i的固體和蒸汽流 的流程圖。
[0073] 圖2是示出根據(jù)一個或多個實施方案將生物質分饋系統(tǒng)并入螺旋鉆反應器的截 面圖。
[0074] 圖3是示出根據(jù)一個或多個實施方案包括多個串聯(lián)配置的生物質站的生物質分 饋系統(tǒng)的圖。
[00巧]圖4是示出本發(fā)明的一個實施方案的流程圖,其中根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案, 含碳輸入包括生物質。
[0076] 圖5是根據(jù)一個或多個實施方案的固體進料的入口區(qū)中螺旋鉆螺桿螺紋中的梯 級的圖解。
[0077] 圖6A和6B是根據(jù)一個或多個實施方案的螺旋鉆螺桿螺紋連接結構的說明性實 例。
[0078] 圖7A,7B和7C根據(jù)一個或多個實施方案示出促進蒸汽流動和固體混合的螺紋設 計。
[0079] 圖8A和8B示出促進蒸汽流動的螺桿設計和改進固體處理的可靠性的特征。
[0080] 圖9A和9B示出具有不同于內部物料的殼材料的熱載體設計,且表明內部物料最 初可占據(jù)內部空間的部分或全部。
[0081] 圖10是根據(jù)一個或多個實施方案用于提供多個處理站的單一螺旋鉆系統(tǒng)的示意 圖。
[0082] 圖11是根據(jù)一個或多個實施方案可W使用的各種螺旋鉆螺桿設計的圖解。
[0083] 應該理解,本發(fā)明的實施可W具有調整和改變,并且本發(fā)明僅由權利要求及其等 同替代所限制。
[0084] 詳細描沐
[0085] 下面的圖和說明呈現(xiàn)本發(fā)明的實例,但是決不限制具有上述概念的本申請。下面 的設計僅說明它們的應用。除非另有規(guī)定,本文使用的所有技術或科學術語具有本領域具 有普通技能的人通常理解的相同含義。
[0086] 如本文使用的,術語"生物質"包括源自或容易獲自植物或動物來源的任何物料。 運種物料可W包括但不限于:(i)植物產品,例如樹皮、葉、樹枝、樹粧、硬木片、軟木片、葡 萄浮石(grapepumice)、甘薦渣、柳枝訊(i;L)團粒物料例如草、木和干草團粒,作物產品 例如玉米、小麥和穫麻。該術語還可W包括種子,例如植物種子、向日葵種子、水果種子和豆 科植物種子。術語"生物質"還可W包括:(i)廢產物,包括動物糞便,例如家禽衍生的廢物; (ii) 商品化或回收的物料,包括塑料、紙、紙漿、硬紙板、銀末、木材殘渣、木材創(chuàng)花和布料; (iii) 城市廢物,包括污水廢物;(iv)農業(yè)廢物,例如挪子殼、山核桃殼、杏仁殼、咖啡渣;和 (V)農業(yè)飼料產品,例如稻草、麥桿、稻殼、玉米賴、玉米賴桿和玉米忍。
[0087] 本文使用的術語"生物油"是指從生物底物的熱解蒸汽熱驟冷的任何液體含氧控 類燃料,包括但不限于,含有元素碳、氨或氧的油,其在本領域可稱為"生物原油"和/或"熱 解油"。
[0088] 本文使用的術語"蒸汽"表示包括液體蒸汽混合物,飽和蒸汽,過熱蒸汽或蒸汽/ 氣體混合物的物質的相。應當理解,由于分離困難,蒸汽將既包括可冷凝部分也包括輕的氣 體。
[0089] 本文使用的術語"氣體"是指包括理想氣體,真實氣體,氣體混