CN103814117A - 废物处理的改进 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于处理有机材料的设备和方法，包括延伸的处理管(22)，其具有用于接收所述材料的入口和用于处理过的材料的出口。气体输送系统流体地输送所述材料通过所述处理管，所述气体输送系统包括输送气体的供应，所述输送气体是热加压的惰性气体，所述供应在处理管(22)的入口端与处理管(22)相连。控制系统被配置成控制所述加压的惰性气体到处理管(22)的供应，以输送一批材料通过所述管(22)而同时将所述的它加热，以使其中的有机物气化从而产生处理。处理管(22)具有多个区段，各自通过密封(44)隔开，并且所述气体输送装置将所述材料从一个区段输送至下一个。

Description

废物处理的改进
本发明涉及具有有机组分的材料的处理的改进。特别地，该方法涉及在半连续过程中此种材料的处理的改进。
分批处理和连续处理材料以使其气化或将其热解从而产生合成气体在本领域中是已知的。
一种已知的连续方法是使用输送炉，这些系统使用织带输送器以将用于处理的材料运输通过一个炉。在它通过所述炉时，热气体通过皮带上的材料。该方法的问题在于皮带上材料的深度限制了所述过程。材料堆积，这降低了效率，因为热气体没有与封闭在皮带上的材料堆内的材料接触。对于材料的有效处理有利的是被处理的材料的所有表面暴露于热气体。此外，没有对被处理材料的搅拌，并且传送带寿命通常是短的。
另一种已知的连续方法是使用回转炉。在该方法中，将大的焙炉向水平倾斜以致在重力影响下，在其最高端送入或充入焙炉的材料向最低端移动，并在最低端排出。旋转焙炉以搅拌焙炉中的材料，并且提供热气体流以在材料移动通过焙炉时将所述材料加热。该方法的一个问题是存在大量移动部件，尤其是，整个焙炉旋转这一事实是持续的磨损和可能的失效的源头，尤其涉及在任一端处的、经常跨越宽的温度范围密封的旋转封口。另一个问题在于，与它们的材料处理量相比，这些炉通常占据大量的空间。
连续处理的另一个问题在于，其处理参数通常被设置在非常稳定的水平使得可以保证通过其的材料被完全处理。如果需要被处理的材料有大的变化(例如水含量)，则这可能产生问题。
例如由日本专利申请JP2009256490，携带流(Entrained flow)炉是已知的，其中有机物的小颗粒被携带在通过炉的热气体流中。
还已知的是，通过使高温气流在废物（例如城市废物)上经过或穿过废物而将废物加热来将其干燥。这样的现有技术的实例公开在日本专利申请JP9042836、PCT公布WO2010／027138和欧洲申请EP0031939中。
本发明的目的是提供用于处理具有有机组分的材料的改进的方法和设备。
根据本发明的第一方面，提供一种用于处理材料的设备，所述材料如有机覆盖的废物和有机材料，包括生物质，工业废物，城市固体废物和污泥；所述设备包括：延伸的处理管，所述延伸的处理管具有用于接收所述材料的入口和用于处理过的材料的出口；气体输送系统，所述气体输送系统用于流体地输送所述材料通过所述处理管，所述输送系统包括输送气体的供应，所述输送气体包含热加压的惰性气体，所述供应在所述处理管的入口端和所述处理管相连；和控制系统，所述控制系统被配置成控制所述加压的惰性气体到所述处理管的供应，以输送一批所述材料通过所述管同时加热所述材料以使其中的任何有机物气化而产生过程气体，其中所述处理管包括多个区段，各自通过密封隔开，并且气体输送装置被配置成将所述材料从一个区段输送到下一个。
通过以此方式处理，根本上影响了连续分批处理。这给予了用连续处理的优点（例如更佳的材料处理量，没有批次间的停工时间等)改变与分批处理相关的处理参数的灵活性。
优选地，所述设备还包括分离装置，所述分离装置用于从处理管提取过程气体。
优选地，气体输送装置包括与各个区段相关联的输送气体入口，所述输送气体入口用于所述输送气体的供应，以使其中的材料移动到下一个区段中。优选地，处理管的各个区段具有朝向其下游端的过程气体出口。
通过将过程分解到管的区段中，可以独立地监测各个区段的参数，例如流体提取／加入(见下)。此外，当在各阶段引入热的输送气体时，区段的数量越大，来自输送气体的热输入越大。
所述设备可以包括用于增加输送气体的压力输送气体压缩机，并且输送气体的膨胀使材料在处理管中移动。
输送气体压缩机可以包含：其中具有活塞的压缩室，所述其中具有活塞的压缩室用于接收所述输送气体；和促动器，所述促动器用于使所述活塞在所述室中移动从而压缩其中的气体。优选地，压缩室的大小使得活塞在所述室中的一个冲程排出足够的输送气体从而将材料从处理管的一个区段输送至另一个。
在一个优选的配置中，处理管的各个区段都具有与其相关联的压缩机。在备选配置中，所述设备可以设置有一个中央压缩机，并且气体可以通过阀门装置定向到处理管的所需区段。
所述设备可以包括在所述管的各个区段中的用于从其中排出流体的流体出口。所述设备还可以包括在各个区段的输送气体入口导管中的用于将排出的流体送入到所述输送气体中的流体入口。因为热的输送气体处于升高的温度(在数百度的区间)，所以当流体被加入到输送气体时将气化，其气化时的体积膨胀将稍微降低气体的温度但是将增加其压力，从而帮助沿管输送材料。
在优选的配置中，所述设备还包括热处理室，所述热处理室用于通过将其加热来热处理由所述设备产生的过程气体以分解其中任何的挥发性有机化合物。优选地，设置来自热处理室的出口导管用于将热的过程气体从其供应到处理管用作所述输送气体。
所述设备可以包括：用于接收和暂时存储要被处理的材料的进料斗，和由进料斗进料的二级斗，其中二级斗通过阀门与处理管连接，并且其中二级斗在其上端具有输送气体入口。以此方式，批料可以连续由一级斗用门控制通过二级斗并被引入过程中。
所述设备可以设置有传感器以感测过程气体的品质，并且：如果感测到的品质达不到预定标准，则可以控制所述设备使过程气体通过处理管作为输送气体再循环，并且，如果其达到了预定标准，则至少一些过程气体可以被提取以用于存储或直接使用。
处理管的内表面可以设置有固定的搅拌器以促进材料在其通过所述管被输送时在所述管内翻转。
根据本发明的第二方面，提供用于处理材料的方法，所述材料如有机覆盖的废物和有机材料包括生物质，工业废物，城市固体废物和污泥；所述方法包括：设置延伸的处理管，所述延伸的处理管具有用于接收所述材料的入口和用于处理过的材料的出口；设置气体输送系统，所述气体输送系统用于流体地输送所述材料通过所述处理管，所述输送系统包括热加压的惰性气体的供应，所述供应在所述处理管的入口端与所述处理管相连；以及控制所述加压的惰性气体到所述处理管的供应，以输送一批所述材料通过所述管，由此加热所述材料以使其中的任何有机物气化而产生过程气体，所述处理管还包括多个区段，各自通过密封隔开，各个区段具有与其相关联的输送气体入口，所述输送气体入口用于所述输送气体的供应；且其中所述方法还包括控制所述输送气体的供应，以将所述材料从一个区段输送到下一个。
优选地，所述方法还包括将过程气体从处理管分离。
优选地，所述方法包括压缩输送气体以增加其压力，并且其中输送气体的膨胀使材料在处理管中移动。
所述方法可以包括将流体从管的各个区段经由其中的流体出口排出。自所述管排出的流体然后可以被供应到输送管的上游的输送气体中。输送气体的温度足以蒸发添加到其中的流体，由此增加所述输送气体的压力。
所述方法优选地包括在热处理室中加热过程气体以热分解其中的任何挥发性有机化合物。热过程气体然后可以从热处理室供应到处理管用作所述输送气体。
在一个实施方案中，所述方法包括：设置用于接收和暂时存储要被处理的材料的进料斗；设置由进料斗进料的二级斗，其中二级斗通过阀门与处理管连接；在二级斗的上端设置输送气体入口；将一批要被处理的材料从进料斗进料至二级斗；使气体通过输送气体入口并且打开阀门以使该批材料从二级斗输送到处理管中。
优选地，处理管的各个区段都设置有朝向其下游端的过程气体出口，用于经由所述过程气体出口提取过程气体。
所述方法可以包括感测过程气体的品质，并且：如果其达不到预定标准，则使过程气体通过处理管再循环，并且如果其达到了预定标准，则提取至少部分的过程气体用于存储或直接使用。
所述方法可以包括在处理管的下游设置废物材料仓并在所述仓中收集惰性的完全处理过的材料。
所述方法可以包括在材料通过所述管被输送时在所述管内搅拌所述材料。
现在将参照附图来描述本发明的具体实施方案，其中：
图1是本发明的第一实施方案的示意图；
图2是本发明的第二实施方案的示意图；
图3是本发明的示意图；
图4是按照本发明的一个备选实施方案的处理管的局部剖视的截面；
图5是穿过按照本发明的一个备选实施方案的处理管的横截面，且
图6是本发明的一个备选实施方案的示意图。
参看图1，为要加载的废物材料设置进料斗1，其可以是通过常规方法，例如输送器，直接来自翻斗卡车或具有斗加载能力的车辆。
术语“废物材料”在以下说明书中通篇使用并且描述要通过所述设备处理的材料，并且可以采取多种不同形式。技术人员将理解，所述系统能够处理任何含有大百分比的有机物的材料。
设置阀门3以允许将废物材料2以基于体积或重量的计量量引入到二级斗4中。
废物材料到处理管中的最初引入可以使用现有气动输送方法进行，其在本领域中是已知的，不过对其进行简单描述，当阀门3打开时，阀门8保持关闭，并且在废物材料通过阀门3落下并填充二级斗时，在位于阀门8的位置处以及在料斗的顶部在位于阀门3的位置处允许料斗将空气从料斗中排出，以允许空气离开。
压缩空气供应经由导管10与二级斗相连以便当阀门8打开而阀门3关闭时通过允许压缩空气在位置10进入，来推动废物材料进入处理管22。虽然系统装料的该部分可以使用如所述的常规气动装置进行，但要理解，该加载部分可以通过使用热的过程气体取代一般的压缩空气作为输送气体来实现，如下文所述，所述输送气体用于废物材料通过所述系统的一般移动的)。
本发明的操作的基础在于通过用于气化过程本身的热气体使废物材料通过处理管从进入点输送到退出点。这样做时，气体施加压力于废物材料，以导致输送移动并因此在其不移动时导致搅动。这样做时，废物材料部分或大量地暴露于热的过程气体，由此导致其气化。气化过程产生通常被称为合成气的含有一氧化碳(CO)和氢气(H2)的过程气体。
不是通过常规方法中的压缩空气，而是通过来自气化过程的热的过程气体的加压供应，使废物材料移动通过处理设备。
典型地，在沿处理管的位置处，热气体在压力下从建议数目的压缩室21之一进入，所述压缩室21中的每个被安装在与处理管的区段长度相邻处并且与热的过程气体入口管道19相连。所述区段由阀门44分隔为多个不连续的室。
在多个优选实施方案中的一个中，典型地，设置室21，其容纳活塞20，活塞20在一个工作冲程中可在箭头13和14的方向上移动并且可以由常规装置驱动，例如通过与液压缸15相连。
当活塞20被驱动从而在箭头13的方向上移动时，室21上的阀门11和17关闭，同时阀门12和16打开，这样允许来自接自较大的管道19的入口管道18的热气体53在活塞20的移动下被压缩到所需的合适压力，以迫使气体通过阀门12和管道10离开并进入二级斗4，导致废物材料2A具有向其施加的压力，从而迫使其移动通过阀门8并且开始通过处理管22的行程。
当活塞在箭头13方向上移动时，阀门16是打开的并且允许来自管道18的连续不受限制的热气体流得到保持，并且因此在管道19中的热气体流53中没有压力下降。
当二级斗填充以废物材料2A时，阀门5和7打开以允许截留的空气通过管道6离开并进入出口气体管道47。
阀门5和7关闭，之后用通过管道10的加压的热气体填充二级室4。
当在活塞后体积被气体53自由地填充时，在活塞20的冲程结束时，阀门11和17打开而阀门12和16关闭，当活塞在箭头14方向上移动时，允许用以来自管道18通过阀门17的热的入口气体53在活塞后继续填充室中的自由空间，迫使加压的热气体通过阀门11移动并且对已经加载在二级斗4中的下一批材料2A进行加压。以此方式，活塞的两个冲程方向者得到利用。
计算室21的大小，使得足够体积的热气体可以在单冲程中被活塞压缩，从而通过以常规方式如现有的气动输送方法对废物材料的块状物(slug)有效地加压，导致废物材料以计量的增量被输送通过处理管。该技术在输送工业中是广为人知的并且存在各种术语如密相，疏相和脉冲相，但特征点在于，提出的设备使用过程热气体进行输送同时还导致气化。使用热气体因此具有双重目的，使材料以增量移动通过处理管22，以及加热材料以使其气化。
该过程是增量的，并且因此以适当定时的间隔邻近并沿着处理管22的长度以适当的长度间隔安装多个室典型地如室21，从而产生连续或半连续的废物材料的输送，例如，材料在各个区段中可以有一定的停留时间，随后其被输送到之后的区段。
典型地，当之前所述的功能发生时，相同的功能由沿处理管长度22的多个室执行。
例如，在与活塞20在箭头13方向上移动的同时，活塞31被合适的装置32驱动，同时阀门25和24关闭，然后阀门23和26保持打开同时活塞31在箭头29的方向上移动。再一次地，在室30中对热气体进行加压并迫使其通过阀门23和管道9并在之前的废物材料2B的块状物前面的位置处进入处理管22。当活塞31在箭头29的方向上移动时，因为阀门26打开并且热气体53从管道27不受限制的通过，所以室30继续被填充。
类似于之前所述的，活塞31在如由箭头28所示的方向上返回并且阀门23和26关闭同时阀门25和24打开，从而允许处理循环持续。
阀门44典型地密封沿长度的处理管22的各个区段，并且阀门可以与室一起被选择性地依次操作以影响通过气体输送将材料输送通过系统。
根据所需区段数目重复所述过程，并且废物材料典型地以由2B、2C、2D等所示的块状物输送。在操作中，操作典型地是依次的，使得下游室中的材料首先被从所述室中输送出，之后上游材料被输送到该室中。
来自处理管22内的处理的气体通过位于各个管区段中的阀门45排出，并且通过管道46排出到用于气化过程的主出口过程气体管道47中。一些过程气体也被允许通过处理管的末端并进入处理管末端处的收集料仓48中，在那里它可以通过阀门51和管道52流出到主出口管道47中。在料仓的底部中设置阀门50以使惰性的处理过的材料能够被从其中移除。
被完全处理且是惰性的处理废物49从处理管22的末端被捕获并且被收集在料仓48中，料仓48可以通过阀门50排空。
可以理解的是，对于室启动的准确定时和热过程气体进入的位置的说明不需要严格按照如在附图1中所示的那样，附图1意在是系统的示意图。
虽然被显示为连续的直处理管22，要理解的是，所述过程不一定是连续的长度，而可以是多个阶段区段，其中废物材料可以从一个阶段区段到下一个来回移动。备选地，处理管22可以被布置成循环布置的多个阶段，以允许废物材料连续地绕着环路区段通过并且然后一旦完成气化经由合适的出口阀门和料仓排空，但是这些布置中的任一个都会使所述过程更类似于分批系统。
再次参看附图，处理管22的起始区可以具有装置以允许废物材料2C和2D的更高压缩，例如使得任何H2O或流体可以被从废物材料中挤出并且经由各处理管区段中的收集点57排出、存储并且随后在气化阶段的任何点处被受控的装置使用。特别地，早期阶段(其中材料中存在过量的H2O)中提取的水可以在处理管22的后期阶段（到所述阶段大部分水分已被使用并且对于气化过程来说存在水分短缺)被重新引入到系统中。
可以理解的是，上述在阀门57处由初始压缩阶段收集的H2O可以被加入到在任何区域处经由入口阀门56进入的热气体中以导致加压，从而有助于热传递和热气体(合成气)穿透通过处理管中的废物材料表面。特别地，热气体将在加入水时使水蒸发并且液体到气相的变化所增加的体积将导致当过程气体被加入时，过程气体的压力增加，由此加速气体进入处理管22并且有助于输送其中的材料。
在各个区段处理后，将对提取自所述区段的过程气体进行检查，从而给出气体品质的状态(化学组成和温度)，并且如果整体品质良好，则气体作为过程气体是合格的，并且允许其通过管道46并进入出口气体管道47，并且如果品质较差，则它将需要在其用于下个区域前进行再处理。在此情况中，气体将经由出口管54再循环并且经由阀门55或任何其他合适的位置进入热气体入口管道27。以此方式，可以控制经由导管47提取自所述系统的过程气体以使其具有高品质。气体此在设备的个体区段中再循环的能力给予了分批操作系统的灵活性，而从一个区段到另一个的气体输送给予了连续操作的好处。所述设备因此可以以连续方式操作而又非常适于处理具有不同热值和不同有机和水含量的不同废物产品。
在后期的区域阶段中，可以将热气体在经由入口进入区段时的压力和温度控制成更高从而收集CO和H2并且分解较大的烃分子(CxHy)。
根据图2，所示的系统以与在图1中显示的相同的方式运行，不同之处在于下述变化，其中单个的加压缸61可以被安装在远离处理管22处在地平面以上或以下。该缸由单个压缩机62加压，压缩机62可以是根据图1所述的类型或者可以是任何其他类型的高温压缩机。
如前所述，可以将再循环环路设置到各个区段，并且将进行进程检查，给出过程气体整体品质的状态，并且如果整体品质良好，则过程气体通过管道46并进入出口气体管道47中，并且如果品质较差，则它可以经由出口管54再循环并且经由阀门55或任何其他更合适的位置进入热气体入口管道中。将理解，在该布置中，再循环的气体被再循环到所有区段中，这与如由图1所示例的经再循环到其所来自的区段不同。
处理管22典型地也可以位于地平面之上或之下，并且如果管被安装在地平面之下，则压缩的热气体可以被存储在位于地面之上或之下的单个加压缸61中，以给所有处理管区域送料，所述处理管区域中的每个可以被选择经由相关控制阀门60依次启动。在图1的实例中，如果处理管22位于地面之下，则具有移动部件并且因此更有可能需要维护的压缩机位于地面之上，或至少位于容易接近的位置以方便维护。此外，控制废物从一个区段移动到另一个的阀门44将各自具有促动器来控制它们，所述促动器同样也优选地位于地面之上或至少位于容易接近的位置。
同样如前所述，可以理解的是，前述的在阀门57处由初始压缩阶段收集的H2O可以被加入到在任何区域经由入口阀门56进入的热过程气体以导致加压，从而有助于热传递和热气体(合成气)穿透通过处理管中的废物材料表面。
因为废物材料在其移动通过处理管时体积减小(由于连续的气化所致)，所以最后的区段区域的横截面可以减小或者操作模式被调整为产生更高的流动以支持较小质量但是较高密度的材料运输。
废物材料输送通过处理管22的移动速度可以正比于处理和气化其中的有机物的废物材料需求，并且可以相应地通过控制以下各项中的一个或多个而加速或减速：阀门定时、压缩机促动器操作和H2O向处理管区段中的引入。
现在参看两个实施方案，具有合适形式和大小的凸起部分被安装在处理管22内(沿其长度)从而使得废物材料2C、2D等翻转和重组并且允许材料在其被迫通过处理管时被打开和充气。此种凸起的零部件63显示在图2中，但是为了清晰而从图1中省略。
除了安装在处理管22内从而阻碍废物移动并将材料推向管中央的成形的鳍片63以外，处理管22内壁可以具有沿其长度切割的膛线或切割的螺旋槽以迫使材料远离中心移动。这些特征可以单独使用或一起使用，例如备选地使材料在管内径向地移动导致更大的搅动和混合，这导致更佳的气体穿透并且因此导致更高的气化速率。
参看图3，显示系统与热氧化器65结合，在热氧化器65中离开处理管22的过程气体被热处理。将过程气体提升至超过800℃的温度达约两分钟以便分解其中的长链烃和VOC。这在少氧环境中进行以防止过程气体燃烧。热可以通过燃烧器66提供，在燃烧器66中燃料例如天然气体或合成气与氧的基本上化学计量的混合物被燃烧。一些来自热氧化器65的热气体被用作输送气体以既移动材料通过处理管22又将其加热。将理解，为了清晰，图1和2中显示的系统的一些细节，例如气体压缩和阀控从图3中省略。
除了由热过程气体提供的热以外，可以设置附加的加热处理管区段的装置64以控制单独区域的温度并辅助气化过程。这些可以是任何已知的加热装置，例如电加热装置，或者可以使用系统热，例如它们可以经由再循环管道(未显示)循环来自热氧化器65的热气体。这有助于保证在整个过程中更精细地控制处理室温度，特别地，其允许精细控制各个区段中的温度，由此导致更好地控制过程气体的合成气品质。
如上所述，可以监测产生的气体的品质。如果气体的品质低，则它可以被送至单独的用于调节的室，或备选地，可以通过热处理室65循环和通过处理管再循环直至它达到所需的品质。一旦系统产生高品质的过程气体(合成气)，则该高品质的过程气体可以从系统中移除以用于用途68，或存储以用于之后使用，例如驱动合成气发动机。
在温度处于特定范围的所述过程的一些阶段期间，设备中可能形成碳和焦炭。在碳和焦炭时期期间，可以以焦炭颗粒的共振频率振动处理管区段或其中的材料，以将焦炭从金属组分中分离，并且强化较硬组分(harder)的气化过程以气化焦炭组分。振动可以通过在后期阶段的前后压力脉冲产生，以产生压力循环，这可以例如通过压缩机实现，或者可以使用备选振动装置(其可以包括压力波发生器或机械振动器)。此步骤将仅在后期阶段在大部分气化过程完成并且仅剩下将与金属细粉混合或覆盖金属细粉的较硬的颗粒后使用。
可以安装用于涡流的传感器和磁性设备67，以在后期处理管阶段搅拌废物屑以迫使颗粒在所需方向上移动。将要添加这些设备使得能够当焦炭、含铁的和不含铁的物质从气化过程中剩下时，更精细地控制向着处理管末端的气化过程。此搅拌与机械振动类似的效果在于它可以帮助将焦炭和碳与金属分离并且将其更多的表面积暴露于热，由此帮助其气化。
材料在不同处理管区段之间的移动将完全被控制器74控制，控制器74具有控制算法，所述控制算法通过接收来自在管的各种区域测量合成气品质的各种传感器的处理参数和其他处理参数（例如温度)的信号来评估废物和过程气体的状态。虽然没有示出，但将理解，控制器将与系统的各种阀门和传感器相连以接收关于操作参数的信息，并且用于将控制信号发送至各种阀门、促动器和加热器以操作该系统。基于废物的状态，改变压力和合成气品质。此外，基于废物的状态和气化速率，可以控制废物移动速度(在各处理管区段中的停留时间)。这给予气化过程额外的自由度，并且允许废物被完全气化或在进入其中焦炭被气化的最后管区段前完全转化为焦炭。
根据图4和5，处理管22可以被构建成具有外皮69和内皮70，内皮70可以用以支撑内皮70范围内的废物材料，同时，允许热过程气体在处理管22的特定区段处从内皮和外皮之间的空隙72进入到内处理管71中，从而有助于气化期间更有效的废物分解。备选地，或结合地，废物材料可以被支撑在内皮范围内，同时，允许热过程气体在处理管22的特定区段处离开内处理管71的范围进入内部管结构和外部管结构之间的孔隙73中，从而有助于气化期间更有效的废物分解。可以理解的是，管区段可以采取与显示的那些不同的多种组合的许多横截面形式，如例如圆形内管和方形外管。
参看图6，示出了图3的设备的变化。在该实施方案中，有两个热氧化器65和两个出口气体管道47。每个出口气体管道47通过阀门74、75与管道46相连。可以测定通过管道46的过程气体的品质，并且根据所述品质，阀门74或阀门75可以打开以允许过程气体通过一个或另一个出口气体管道47。在使用中，达不到预定标准的低品质过程气体将通过一个出口气体管道47和热氧化器65的路线传送，所述热氧化器65将处理该气体并且将其再循环返回通过处理管22作为输送气体。高于特定品质的过程气体将通过另一个出口气体管道和热氧化器的路线传送，该氧化器将热处理该气体并且然后气体可以被再循环到处理管22或者可以被输出用于存储或直接使用，例如在合成气发动机中用于发电。虽然显示的是处理管22的所有阶段都与这两个出口管道47相连，但变体是仅将处理管22的一些区段的出口连接至一个出口管道或另一个。可能的是，对于处理的材料，已知的是来自最初几个阶段的过程气体将永远达不到所需的品质，因为在这些阶段中存在产生的大量的挥发物和水蒸气，并且气化只是刚刚开始。因此，合适的是，来自这些阶段的输出总是被发送至热氧化器中的一个。相反地，最后几个阶段中的过程气体(尤其是如果材料已分解为碳和焦炭)将是高品位的过程气体并且可以总是被发送至另一个热氧化器用于下游处理存储或使用。在过程气体的品质将取决于处理参数和被处理的材料而变换的中间阶段，合适的是将管道46与两个管道都相连并且根据气体品质利用如上所述的阀门74、75控制其流动。附图中未显示的一种备选布置可以是使用单个热氧化器并且通过在注射前将低品质过程气体与燃料混合来使所述低品质过程气体在燃烧器中燃烧。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.用于处理材料的设备，所述材料如有机覆盖的废物和有机材料，包括生物质，工业废物，城市固体废物和污泥；所述设备包括：
延伸的处理管，所述延伸的处理管具有用于接收所述材料的入口和用于处理过的材料的出口；
气体输送系统，所述气体输送系统用于流体地输送所述材料通过所述处理管，所述输送系统包括输送气体的供应，所述输送气体包含热加压的惰性气体，所述供应在所述处理管的入口端和所述处理管相连；和
控制系统，所述控制系统被配置成控制所述加压的惰性气体到所述处理管的供应，以输送一批所述材料通过所述管同时加热所述材料以使其中的任何有机物气化而产生过程气体，其中
所述处理管包括多个区段，各自通过阀门隔开，并且，其中气体输送装置被配置成将所述材料从一个区段输送到下一个。
2.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括分离装置，所述分离装置用于从所述处理管提取所述过程气体。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述气体输送装置包括与各个区段相关联的输送气体入口，所述输送气体入口用于所述输送气体的供应，以使其中的所述材料移动到下一个区段中。
4.根据任一前述权利要求所述的设备，所述设备还包括用于增加所述输送气体的压力的输送气体压缩机，并且其中所述输送气体的膨胀使所述材料在所述处理管中移动。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述输送气体压缩机包含：其中具有活塞的压缩室，所述压缩室用于接收所述输送气体；和促动器，所述促动器用于使所述活塞在所述室中移动以压缩其中的气体。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述压缩室的大小使得所述活塞在所述室中的一个冲程排出足够的输送气体以将材料从存在的所述处理管的一个区段输送到另一个。
7.根据权利要求4或权利要求6所述的设备，其中所述处理管的各个区段都具有与其相关联的压缩机。
8.根据任一前述权利要求所述的设备，所述设备还包括在所述管的各个区段中的用于从其中排出流体的流体出口。
9.根据权利要求5所述的设备，所述设备还包括所述管的各个区段中的用于从其中排出流体的流体出口，以及各个区段的输送气体入口导管中的用于将流体进料至所述输送气体中的流体入口。
10.根据任一前述权利要求所述的设备，所述设备还包括至少一个热处理室，所述至少一个热处理室用于通过加热由所述设备产生的所述过程气体来将其热处理以分解其中的任何挥发性有机化合物。
11.根据权利要求10所述的设备，所述设备还包括来自至少一个热处理室的出口导管，所述来自至少一个热处理室的出口导管用于将热的过程气体从其供应到所述处理管用作所述输送气体。
12.根据任一前述权利要求所述的设备，所述设备还包括：用于接收和暂时存储要被处理的材料的进料斗，和由所述进料斗进料的二级斗，其中所述二级斗通过阀门与所述处理管连接，并且其中所述二级斗在其上端具有输送气体入口。
13.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述处理管的各个区段具有朝向其下游端的过程气体出口。
14.根据任一前述权利要求所述的设备，所述设备还包括传感器以感测所述过程气体的品质，并且：如果其达不到预定标准，则将所述过程气体通过所述处理管再循环，并且，如果其达到了所述预定标准，则提取至少部分的所述过程气体用于存储或直接使用。
15.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述处理管的内表面设置有固定的搅拌器以促进材料在其通过所述管被输送时在所述管内的翻转。
16.用于处理材料的方法，所述材料如有机覆盖的废物和有机材料，包括生物质，工业废物，城市固体废物和污泥；所述方法包括：
设置延伸的处理管，所述延伸的处理管具有用于接收所述材料的入口和用于处理过的材料的出口；
设置气体输送系统，所述气体输送系统用于流体地输送所述材料通过所述处理管，所述输送系统包括热加压的惰性气体的供应，所述供应在所述处理管的入口端与所述处理管相连；以及
控制所述加压的惰性气体到所述处理管的供应，以输送一批所述材料通过所述管，由此加热所述材料以使其中的任何有机物气化而产生过程气体，其中
所述处理管包括多个区段，各自通过阀门隔开，各个区段具有与其相关联的输送气体入口，所述输送气体入口用于所述输送气体的供应；所述方法还包括控制所述输送气体的供应，以将所述材料从一个区段输送到下一个。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括将所述过程气体从所述处理管分离。
18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括压缩所述输送气体以增加其压力，并且其中所述输送气体的膨胀使所述材料在所述处理管中移动。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，所述方法还包括将流体从所述管的各个区段经由其中的流体出口排出。
20.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括将从所述管排出的流体供应到在所述处理管上游的所述输送气体中。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述输送气体的温度足以蒸发添加到其中的所述流体，由此增加所述输送气体的压力。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的方法，所述方法还包括在热处理室中加热所述过程气体，以热分解其中的任何挥发性有机化合物。
23.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括将热的过程气体从所述热处理室供应到所述处理管用作所述输送气体。
24.根据权利要求16至23中任一项所述的方法，所述方法还包括：设置用于接收和暂时存储要被处理的材料的进料斗；设置由所述进料斗进料的二级斗，其中所述二级斗通过阀门与所述处理管连接；在所述二级斗的上端设置输送气体入口；将一批要被处理的材料从所述进料斗进料至所述二级斗；使气体通过所述输送气体入口并且打开阀门以使该批材料从所述二级斗输送到所述处理管中。
25.根据权利要求16至24中任一项所述的方法，所述方法还包括给所述处理管的各个区段设置朝向其下游端的过程气体出口并且经由所述过程气体出口提取过程气体。
26.根据权利要求16至25中任一项所述的方法，所述方法还包括感测所述过程气体的品质，并且：如果其达不到预定标准，则将所述过程气体通过所述处理管再循环，并且，如果其达到了所述预定标准，则提取至少部分的所述过程气体用于存储或直接使用。
27.根据权利要求16至25中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述处理管的下游设置废物材料仓，用于收集惰性的完全处理过的材料。
28.根据权利要求16至27中任一项所述的方法，所述方法还包括将所述材料在其通过所述管被输送时在所述管内搅拌。
29.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括在第一热处理室中加热来自所述处理管的起始区段的过程气体，以热分解其中的任何挥发性有机化合物，并且将处理过的气体作为输送气体再循环。
30.根据权利要求29所述的方法，所述方法还包括在第二热处理室中加热来自所述处理管的最终区段的过程气体，以热分解其中的任何挥发性有机化合物。
31.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括确定所述过程气体的品质，并且：如果所述过程气体低于预定的品质阈值，则将所述过程气体通过第一热处理室以加热所述气体，以热分解其中的任何挥发性有机化合物，并且将处理过的气体作为输送气体再循环；并且如果所述过程气体高于预定的品质阈值，则将所述过程气体通过第二热处理室以加热所述气体，以热分解其中的任何挥发性有机化合物。

Claims (31)

1.用于处理材料的设备，所述材料如有机覆盖的废物和有机材料，包括生物质，工业废物，城市固体废物和污泥；所述设备包括：
延伸的处理管，所述延伸的处理管具有用于接收所述材料的入口和用于处理过的材料的出口；
气体输送系统，所述气体输送系统用于流体地输送所述材料通过所述处理管，所述输送系统包括输送气体的供应，所述输送气体包含热加压的惰性气体，所述供应在所述处理管的入口端和所述处理管相连；和
控制系统，所述控制系统被配置成控制所述加压的惰性气体到所述处理管的供应，以输送一批所述材料通过所述管同时加热所述材料以使其中的任何有机物气化而产生过程气体，其中
所述处理管包括多个区段，各自通过密封隔开，并且，其中气体输送装置被配置成将所述材料从一个区段输送到下一个。
2.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括分离装置，所述分离装置用于从所述处理管提取所述过程气体。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述气体输送装置包括与各个区段相关联的输送气体入口，所述输送气体入口用于所述输送气体的供应，以使其中的所述材料移动到下一个区段中。
4.根据任一前述权利要求所述的设备，所述设备还包括用于增加所述输送气体的压力的输送气体压缩机，并且其中所述输送气体的膨胀使所述材料在所述处理管中移动。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述输送气体压缩机包含：其中具有活塞的压缩室，所述压缩室用于接收所述输送气体；和促动器，所述促动器用于使所述活塞在所述室中移动以压缩其中的气体。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述压缩室的大小使得所述活塞在所述室中的一个冲程排出足够的输送气体以将材料从存在的所述处理管的一个区段输送到另一个。
7.根据权利要求4或权利要求6所述的设备，其中所述处理管的各个区段都具有与其相关联的压缩机。
8.根据任一前述权利要求所述的设备，所述设备还包括在所述管的各个区段中的用于从其中排出流体的流体出口。
9.根据权利要求5所述的设备，所述设备还包括所述管的各个区段中的用于从其中排出流体的流体出口，以及各个区段的输送气体入口导管中的用于将流体进料至所述输送气体中的流体入口。
10.根据任一前述权利要求所述的设备，所述设备还包括至少一个热处理室，所述至少一个热处理室用于通过加热由所述设备产生的所述过程气体来将其热处理以分解其中的任何挥发性有机化合物。
11.根据权利要求10所述的设备，所述设备还包括来自至少一个热处理室的出口导管，所述来自至少一个热处理室的出口导管用于将热的过程气体从其供应到所述处理管用作所述输送气体。
12.根据任一前述权利要求所述的设备，所述设备还包括：用于接收和暂时存储要被处理的材料的进料斗，和由所述进料斗进料的二级斗，其中所述二级斗通过阀门与所述处理管连接，并且其中所述二级斗在其上端具有输送气体入口。
13.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述处理管的各个区段具有朝向其下游端的过程气体出口。
14.根据任一前述权利要求所述的设备，所述设备还包括传感器以感测所述过程气体的品质，并且：如果其达不到预定标准，则将所述过程气体通过所述处理管再循环，并且，如果其达到了所述预定标准，则提取至少部分的所述过程气体用于存储或直接使用。
15.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述处理管的内表面设置有固定的搅拌器以促进材料在其通过所述管被输送时在所述管内的翻转。
16.用于处理材料的方法，所述材料如有机覆盖的废物和有机材料，包括生物质，工业废物，城市固体废物和污泥；所述方法包括：
设置延伸的处理管，所述延伸的处理管具有用于接收所述材料的入口和用于处理过的材料的出口；
设置气体输送系统，所述气体输送系统用于流体地输送所述材料通过所述处理管，所述输送系统包括热加压的惰性气体的供应，所述供应在所述处理管的入口端与所述处理管相连；以及
控制所述加压的惰性气体到所述处理管的供应，以输送一批所述材料通过所述管，由此加热所述材料以使其中的任何有机物气化而产生过程气体，其中
所述处理管包括多个区段，各自通过密封隔开，各个区段具有与其相关联的输送气体入口，所述输送气体入口用于所述输送气体的供应；所述方法还包括控制所述输送气体的供应，以将所述材料从一个区段输送到下一个。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括将所述过程气体从所述处理管分离。
18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括压缩所述输送气体以增加其压力，并且其中所述输送气体的膨胀使所述材料在所述处理管中移动。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，所述方法还包括将流体从所述管的各个区段经由其中的流体出口排出。
20.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括将从所述管排出的流体供应到在所述处理管上游的所述输送气体中。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述输送气体的温度足以蒸发添加到其中的所述流体，由此增加所述输送气体的压力。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的方法，所述方法还包括在热处理室中加热所述过程气体，以热分解其中的任何挥发性有机化合物。
23.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括将热的过程气体从所述热处理室供应到所述处理管用作所述输送气体。
24.根据权利要求16至23中任一项所述的方法，所述方法还包括：设置用于接收和暂时存储要被处理的材料的进料斗；设置由所述进料斗进料的二级斗，其中所述二级斗通过阀门与所述处理管连接；在所述二级斗的上端设置输送气体入口；将一批要被处理的材料从所述进料斗进料至所述二级斗；使气体通过所述输送气体入口并且打开阀门以使该批材料从所述二级斗输送到所述处理管中。
25.根据权利要求16至24中任一项所述的方法，所述方法还包括给所述处理管的各个区段设置朝向其下游端的过程气体出口并且经由所述过程气体出口提取过程气体。
26.根据权利要求16至25中任一项所述的方法，所述方法还包括感测所述过程气体的品质，并且：如果其达不到预定标准，则将所述过程气体通过所述处理管再循环，并且，如果其达到了所述预定标准，则提取至少部分的所述过程气体用于存储或直接使用。
27.根据权利要求16至25中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述处理管的下游设置废物材料仓，用于收集惰性的完全处理过的材料。
28.根据权利要求16至27中任一项所述的方法，所述方法还包括将所述材料在其通过所述管被输送时在所述管内搅拌。
29.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括在第一热处理室中加热来自所述处理管的起始区段的过程气体，以热分解其中的任何挥发性有机化合物，并且将处理过的气体作为输送气体再循环。
30.根据权利要求29所述的方法，所述方法还包括在第二热处理室中加热来自所述处理管的最终区段的过程气体，以热分解其中的任何挥发性有机化合物。
31.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括确定所述过程气体的品质，并且：如果所述过程气体低于预定的品质阈值，则将所述过程气体通过第一热处理室以加热所述气体，以热分解其中的任何挥发性有机化合物，并且将处理过的气体作为输送气体再循环；并且如果所述过程气体高于预定的品质阈值，则将所述过程气体通过第二热处理室以加热所述气体，以热分解其中的任何挥发性有机化合物。
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