CN101942311A - 用于由有机物质生产炭团块的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过热处理有机物质从有机物质生产炭团块的方法，在所述方法中，利用进给装置(1)将要被处理的物质(x)送至传送器装置(3)，该传送器装置(3)连接到基本为汤姆逊转化炉类型的处理空间(2)。为了分离在所述处理空间中形成的热解气体(y)中包含的焦油，在所述气体在燃烧空间(4)中燃烧之前通过分离装置(6)处理所述气体，以便通过研磨被热处理的物质(x’)和将从热解气体(y)分离出的焦油混合到其中并且将这些配料压成团块，从被热处理的物质(x’)生产炭团块。

Description

用于由有机物质生产炭团块的方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过对有机物质进行热处理由有机物质生产炭团块(型炭/carbon briquette)的方法，在该方法中，利用进给装置将要被处理的物质送至传送器装置，该传送器装置连接到基本为汤姆逊转化炉(Thompson Converter)类型的处理空间。利用相对于该处理空间封闭的传送器装置使要被处理的物质在该处理空间中沿其纵向移动。将通过从处理空间到传送器系统中包含的要被处理的物质的热传递形成的热解气体传送到该处理空间中设置的燃烧空间中，以便燃烧该气体，利用排放装置将由此形成的烟气从处理空间排放出，并且从传送器装置排放出被热处理的物质以便进行进一步的处理。
背景技术
用于上述目的的常规汤姆逊转化炉类型的设备的使用是基于要被处理的物质向设在该设备的处理空间中的一个或多个螺旋传送器的进给，利用该螺旋传送器，要被处理的物质在该处理空间的纵向方向上被传递，同时被间接加热。利用从螺旋传送器向要被处理的物质传递的热在螺旋传送器中被炭化(碳化/carbonized)的物质被从传送器的一端排放至收集传送器，该收集传送器将被炭化的物质传递出处理空间。在这样的方案中，在螺旋传送器中产生的热解气体通常在要被处理的物质中沿其行进方向从螺旋传送器的排放端被携带到收集室，并且进一步到连接导管以到达在螺旋传送器空间下方的燃烧炉，在该燃烧炉中该热解气体被燃烧。燃料气体离开该燃烧炉，进入螺旋传送器空间，其中燃料气体中包含的热在经排放组件从处理空间被排出之前，通过对流换热被传递至螺旋传送器中。
这种设备的启动需要在开始实际的炭化处理之前，例如利用在燃烧炉中燃烧的固体燃料将燃烧炉整个加热到足够高的温度，以使得热解气体能够燃烧，并且使该系统然后以被称为自持方式的方式工作。由于此原因，所讨论的方案繁琐并且尤其在初始启动方面很慢。
当前还存在一些上述类型的方案，其中燃烧炉具有煤油燃烧器以保持辅助火焰，从而提供了另外的实施方式，在该实施方式中，在与螺旋传送器装置的传递方向相反的方向上传送的热解气体被携带至燃烧炉以便在燃烧器火焰中燃烧。
为了制造炭团块而使用例如上述的尤其用于生产炭的设备实际上是不经济的，这是因为制造出的尤其用作炭团块的炭的发热值远低于例如矿物煤的对应发热值。其原因是在使用常规技术执行的炭化中，与热解有关的从中释放的气体包含具有重大发热值的物质，该物质不能在炭化物质中使用，而仅在热解气体的燃烧中使用。另一方面，一个本质缺陷在于炉空间的预热需要在相对长的时间段中使用固体燃料，或者连续使用由单独的燃料产生的辅助火焰，以允许热解气体燃烧。因此，当前的技术不能实现尤其用于生产炭团块的具有合理投资和运作成本的炭分离处理。
发明内容
本发明的一个目的是对于上述问题提供决定性的改进，从而能够显著提高本领域的技术水平。为此，本发明的方法的主要特征在于，为了分离在处理空间中形成的热解气体中包含的焦油，在气体在燃烧空间中燃烧之前通过分离装置处理所述气体，以便通过研磨被热处理的物质和将从热解气体分离出的焦油混合到其中并且将这些配料压成团块，从被热处理的物质生产炭团块。
将描述的本发明的方法的最重要的优点包括本发明的方法的操作原理、适合于该方法的设备以及该方法的使用的简单性和有效性。本发明的方法使得能够通过应用作为优选实施例的具有相对于环境基本气密的进给和排放部件的连续传送器装置，以技术上非常简单和高效的方式处理有机物质来生产发热值与矿物炭相当的炭团块。这使得可防止在传送器装置中向热解气体供给氧，其中根据逆流原理朝传送器装置的进给端行进的气体由于其中包含的热被传递到在相反方向上行进的要被处理的物质而被有效地冷却，因而使得热解气体在理想的温度下被传送至热交换器和/或小的分离装置。当向传送器装置的热传递通过来自一个或多个气体燃烧器的火焰的直接辐射热(该辐射热传递与温度的四阶成比例)在处理空间中进行，从而由于来自气体火焰的直接辐射比对流热传递更快地显著升高了传送器系统的表面温度而加速炭分离过程的启动时，根据本发明实现的设备的体积效率是最优的。因此，本发明的方法使得能够利用紧凑的、比对应的当前可用的设备小得多的、当然在投资、服务和维护成本方面比现有技术也便宜得多的设备，来生产发热值与矿物炭基本对应的炭团块。
本发明的方法的其它优选实施例在关于该方法的从属权利要求中被公开。
附图说明
下文，将参照附图详细说明本发明，在附图中：
图1作为示例示出其操作基于本发明的方法的设备的透视图；
图2示出说明类似设备的操作原理的纵向截面图；以及
图3示出其中应用本发明的方法的设备的优选PI图表。
具体实施方式
本发明涉及一种通过对有机物质进行热处理由有机物质制成炭团块的方法，在该方法中，利用进给装置1将要被处理的物质x送至传送器装置3，该传送器装置3连接到基本为汤姆逊转化炉类型的处理空间2。利用相对于该处理空间2封闭的传送器装置3使要被处理的物质x在该处理空间2中沿其纵向移动，由此将通过从处理空间到传送器系统中包含的要被处理的物质x的热传递形成的热解气体y传送到该处理空间中设置的燃烧空间4中，以便燃烧该气体，利用排放装置5将由此形成的烟气y’从处理空间排放出，并且从传送器装置排放出热处理后的炭化物质x’以便进一步处理。为了分离在处理空间中形成的热解气体y中包含的焦油，利用分离处理装置6在气体在燃烧空间4中燃烧之前处理该气体，以通过如下操作由热处理后的物质x’生产炭团块，即，研磨该热处理后的物质并在其中混合从热解气体y分离的焦油p，并且将这些配料压缩成团块。
作为本发明的方法的一个优选实施例，根据图2中所示的原理，在传送器装置3中通过逆流朝传送器装置的进给端I传送热解气体y，以便将热解气体中包含的热传递到在相反方向s上移动的要被处理的物质x，并且将冷却的热解气体y进给到小的分离装置6。
作为另一个优选实施例，热解气体y在被进给到小的分离装置6之前被热交换器装置7冷却。
作为本发明的方法的另一个优选实施例，利用具有相对于环境基本气密的进给和排放部件1a、1b的连续传送器装置3结合处理空间2处理要被处理的物质x，该装置例如利用被电动机o驱动并且被变频器无级调节的一个或多个螺旋传送器3a或类似装置实现。
例如可通过使用芬兰专利119125的进给装置和方法将要被处理的物质进给到传送器系统3，以便尤其首先以连续方式并且其次根据图3的PI图表的原理例如以如下方式实现要被处理的物质的过量供给，即，防止生产气体(废气/process gas)从该传送器装置或处理空间以不受控制的方式泄漏到环境中。
特别地参照被作为示例提供的图3的PI图表，根据一个优选实施例，利用静电沉淀器(electrostatic precipitator/ESP)分离热解气体y中包含的焦油p。
进一步参考图3的优选实施方式，热处理后的炭化物质x’被从处理空间2中去除，然后在步骤A中被研磨，从小的分离装置6获得的焦油p同时与该物质混合。作为另一个优选实施例，被研磨的、炭化的物质x’和混合在一起的焦油p在步骤B中被一个或多个压块机压成团块。
作为又一个优选实施例，在将热解气体y供给小的分离装置6之前，将热解气体冷却到大约30℃。相应地，优选地在450℃的温度下从处理空间2去除热处理后的炭化物质x’。
要生产的炭团块的密度优选地为700-800kg/m3，并且它们的发热值为至少31Mj/kg。
作为又一个优选实施例并且特别地参考图2中公开的原理，例如为一个或多个螺旋传送器3a的传送器装置3的传输功率在处理空间的纵向方向s上改变，以便特别地从该传送器装置3的进给端I朝其排放端II减小要被处理的物质x的层厚度。在此情况下，传送器装置3优选地设计为在其前端具有一个或多个较小螺距并且在其后端具有一个或多个较大螺距的螺旋传送器3a。
进一步参考图2的实施方式，例如为一个或多个并行气体燃烧器7a的气体燃烧器装置7的空气供给由单独的助燃风机9实现。另一方面，喷射风机10也以优选的方式与属于气体燃烧器装置7的一个或多个气体燃烧器7a相结合地使用，以便通过喷嘴11将热解气体y抽吸入气体燃烧器。
此外，如附图中所示，本发明的方法还允许通过使用如附图所示的两个纵向连续进给器1；1a将彼此不同类型的要被处理的物质x、w引入传送器系统，来同时处理该物质，从进给器传递的物质然后在被螺旋传送器3a朝处理空间推动时混合。在此方面，当然还可使用例如图3中所示的PI图表的方案，不同的材料在单独的混合空间中混合，并且被一个传送器传送至传送器装置3。
很明显，本发明并不局限于上文提出的或说明的实施例，而是可在基本发明思想范围内根据每个使用目的和应用进行修改。因此，很明显，首先，在本发明的方法中，例如可在燃烧处理中利用本身已知的常规控制技术和自动化，例如热解气体的燃烧中所需的氧分析仪和温度传感器和/或如图3的示例性PI图表中的预热燃烧器。类似地，例如在要被处理的物质的处理中可使用这样的螺旋传送器装置，即，该螺旋传送器装置具有使得能够通过螺旋传送器装置的无级操作调节实现最优的炭化和最终温度的必要控制装置。当然，优选地为应用本发明的方法的设备提供例如光学火焰监测分析仪以及如附图中的连接到传送器装置的“喷管(torch tube)”12，以允许在必要时通过如图3的PI图表中所示的单独燃烧器中的燃烧释放热解气体，因此该喷管用作使得能够实现设备的快速应急切断的安全阀。

Claims (10)

1.一种通过对有机物质热处理从有机物质生产炭团块的方法，在所述方法中，利用进给装置(1)将要被处理的物质(x)送至传送器装置(3)，该传送器装置(3)连接到基本为汤姆逊转化炉类型的处理空间(2)，利用相对于处理空间(2)封闭的传送器装置(3)使要被处理的物质(x)在所述处理空间中沿所述处理空间的纵向方向(s)移动，其中将通过从所述处理空间到传送器系统中包含的要被处理的物质(x)的热传递形成的热解气体(y)传送到设在所述处理空间中的燃烧空间(4)中，以便燃烧该热解气体，利用排放装置(5)将由此形成的烟气(y’)从所述处理空间排放出，并且从所述传送器装置排放出经过热处理的物质(x’)以便进行进一步的处理，其特征在于，为了分离在所述处理空间中形成的热解气体(y)中包含的焦油，在所述热解气体在燃烧空间(4)中燃烧之前通过分离装置(6)处理所述热解气体，以便通过研磨经过热处理的物质(x’)和将从热解气体(y)分离出的焦油(p)混合到其中并且将这些配料压成团块，从经过热处理的物质(x’)生产炭团块。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在传送器装置(3)中利用逆流朝所述传送器装置的进给端(I)传送热解气体(y)，以便将热解气体中包含的热传递给在相反方向(s)上移动的要被处理的物质(x)，并且将冷却的热解气体(y)供给到小的分离装置。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，热解气体(y)在被供给到小的分离装置(6)之前被热交换器装置(13)冷却。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于，通过具有相对于环境基本气密的进给和排放部件(1a，1b)的连续的传送器装置(3)并结合处理空间(2)来处理要被处理的物质(x)。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，传送器装置(3)由被电动机(o)驱动的并且例如被变频器无级调节的一个或多个螺旋传送器(3a)或类似装置实现。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于，通过用作小的分离装置(6)的静电沉淀器(ESP)来分离热解气体(y)中包含的焦油(p)。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其特征在于，从处理空间(2)中取出经过热处理的炭化物质(x’)，然后研磨该物质，同时将从小的分离装置(6)得到的焦油(p)混合在该物质中。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其特征在于，在将热解气体(y)供给到小的分离装置(6)之前将所述热解气体冷却到大约30℃，和/或优选地在大约450℃的温度下从处理空间(2)取出经过热处理的炭化物质(x’)。
9.根据权利要求1-7中任一项的方法，其特征在于，在一个或多个压块机中将混合在一起的经过研磨的炭化物质(x’)和焦油(p)压成团块。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其特征在于，要生产的炭团块的密度优选地为700-800kg/m3，并且它们的发热值为至少31Mj/kg。
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