CN112543799A - 用于处理材料的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理材料的系统(100)，所述系统包括：预处理模块(104)，其被配置为接收材料，对所接收的材料施加机械应力，并且输出经受机械应力的材料；以及热解模块(106)，其连通地联接至所述预处理模块(104)并且在所述预处理模块(104)的下游，所述热解模块(106)被配置为从所述预处理模块(104)接收经受机械应力的材料，并且在所接收的经受机械应力的材料上进行热解处理，从而产生一种或多种热解产物。

Description

用于处理材料的系统和方法
技术领域
本发明涉及材料的处理，并且包括但不限于废料的回收，例如从车辆轮胎回收和再利用有用的材料。
背景技术
许多处理都会产生废料，例如固体有机物。这种固体有机废料的例子包括塑料材料、聚合物材料、橡胶、木材(例如木刨屑或锯末)、纸和硬纸板。
许多废料难以处理。举例而言，在现代的汽车经济中，汽车、拖拉机、卡车等的轮胎的处理是一个严重的问题。由于例如生产量大、轮胎的耐用年限以及轮胎中的各种部件，使得轮胎的处理往往成为难题。
当回收废料时，通常希望提取尽可能多的有用材料。例如，可以燃烧得自废轮胎的细碎橡胶(其通常被称为“废胶末”)并将其用作燃料。另外，来自轮胎的回收橡胶可以用作包括例如建筑材料的各种产品的成分。还已知的是在完整或切碎的轮胎上实施热解处理以将橡胶聚合物分解成较小的分子。
发明内容
在第一方面，本发明提供一种用于处理材料的系统。本系统包括：预处理模块，其被配置为接收材料，对所接收的材料施加机械应力，将所接收的材料加热到小于或等于375℃，并且输出经受机械应力和加热的材料；以及热解模块，其连通地联接至所述预处理模块并且在所述预处理模块的下游，所述热解模块被配置为从所述预处理模块接收经受机械应力和加热的材料，并且在所接收的经受机械应力的材料上进行热解处理，从而产生一种或多种热解产物，其中热解处理包括将从所述预处理模块接收的材料加热到大于或等于450℃。
预处理模块和热解模块可以是分开的不同模块，它们包括用于处理材料的各自的不同室。预处理模块和热解模块可以是被配置为彼此独立地受到控制的独立模块。预处理模块和热解模块可以被配置为同时操作，使得预处理模块可以处理所接收的原料材料，同时热解模块在由预处理模块输出的材料上进行热解处理。
预处理模块可以被配置为将所接收的材料加热到200℃至350℃之间。预处理模块可以被配置为将所接收的材料加热到320℃至335℃之间或320℃至330℃之间。热解模块可以被配置为将经受机械应力的材料加热到450℃至750℃之间。热解模块可以被配置为将经受机械应力的材料加热到450℃至550℃之间，或500℃至550℃之间，或500℃至525℃之间。
预处理模块可以包括：预处理室，其包括第一入口和第一出口；以及多个转子，其位于预处理室内。第一入口可以用于将材料引入到预处理室中。多个转子可以被配置为同时旋转，从而使室内的材料经受机械应力。第一输出部可以用于将经受机械应力的材料从预处理室中排出或挤出。多个转子可以包括至少部分并排布置的至少一对转子。
预处理模块可以被配置为对所接收的材料施加机械应力，从而至少部分地由于摩擦而使材料的温度升高。预处理模块可以进一步包括一个或多个加热器，所述加热器被配置为在对材料施加机械应力的过程中提高材料的温度。
预处理模块内的材料的温度可以低于材料进行热解的温度。
热解模块可以包括：热解室，其包括第二入口和第二出口；以及一个或多个加热器，其可操作地联接至所述热解室。第二入口可以连通地联接至预处理模块，并且用于将经受机械应力和加热的材料引入热解室中。一个或多个加热器可以被配置为加热热解室，使得热解室内的经受机械应力和加热的材料进行热解，从而产生热解产物。第二输出部可以用于从热解室排出热解产物。热解室可以包括多个独立可控的加热区域。可以有多个加热器。每个加热区域可以由多个加热器中的各自的一个加热器加热。热解室可以包括伸长导管和位于所述伸长导管中的螺杆。螺杆可以用于输送材料通过伸长导管。螺杆的外侧径向边缘可以被接合为使得与伸长导管的内表面形成密封。一个或多个加热器可以包括围绕热解室布置的至少一个环形加热器。
预处理模块可以位于热解模块上方，使得经受机械应力的材料通过重力从预处理模块移动至热解模块。
所接收的材料在预处理模块内的停留时间可以小于或等于10秒。经受机械应力的材料在热解模块内的停留时间可以在5分钟至25分钟之间。
本系统可以进一步包括冷却模块，所述冷却模块被配置为从热解模块接收一种或多种热解产物。冷却模块可以包括第一冷却器、存储罐和第二冷却器。第一冷却器可以被配置为：从热解模块接收一种或多种热解产物，冷却所接收的一种或多种热解产物，并且将经冷却的一种或多种热解产物提供至存储罐。存储罐可以被配置为存储从第一冷却器所接收的经冷却的一种或多种热解产物。第二冷却器可以被配置为：从存储罐接收经冷却的一种或多种热解产物，进一步冷却所接收的一种或多种热解产物，并且输出经进一步冷却的一种或多种热解产物。第一冷却器可以包括其中具有第一进料器螺杆的第一导管。第二冷却器可以包括其中具有第二进料器螺杆的第二导管。第一进料器螺杆和第二进料器螺杆可以是独立可控的。
材料可以是固体有机材料。本系统可以是回收系统，材料是一种或多种处理的废料。材料可以包括选自以下材料的材料：长分子链有机物，轮胎材料，切碎的轮胎，废胶末，塑料材料，聚合物材料，木材，木刨屑，锯末，纸，硬纸板，可获得垃圾衍生燃料的材料，可获得固体回收燃料的材料，以及生物材料。一种或多种热解产物可以包括选自以下材料的材料：短分子链有机物、蒸气和炭黑。
在进一步的方面，本发明提供一种用于处理材料的方法。本方法包括：由预处理模块接收材料；由所述预处理模块对所接收的材料施加机械应力并且加热所接收的材料，其中由所述预处理模块将所接收的材料加热到小于或等于375℃；由所述预处理模块输出经受机械应力和加热的材料；由热解模块从所述预处理模块接收经受机械应力和加热的材料；以及由所述热解模块在所接收的经受机械应力和加热的材料上进行热解处理，从而产生一种或多种热解产物，其中热解处理包括将从所述预处理模块接收的材料加热到大于或等于450℃。
在进一步的方面，本发明提供一种用于处理材料的系统。本系统包括：预处理模块，其被配置为接收材料，对所接收的材料施加机械应力，并且输出经受机械应力的材料；以及热解模块，其连通地联接至所述预处理模块并且在所述预处理模块的下游，所述热解模块被配置为从所述预处理模块接收经受机械应力的材料，并且在所接收的经受机械应力的材料上进行热解处理，从而产生一种或多种热解产物。
在上述任一方面中，预处理模块可以包括：预处理室，其包括第一入口和第一出口；以及多个转子，其位于所述预处理室内。第一入口可以用于将材料引入到预处理室中。多个转子可以被配置为同时旋转，从而使室内的材料经受机械应力。第一输出部可以用于将经受机械应力的材料从预处理室中排出或挤出。多个转子可以包括至少部分并排布置的至少一对转子(例如正好两个转子)。预处理模块可以被配置为对所接收的材料施加机械应力，从而至少部分地由于摩擦而使材料的温度升高。预处理模块可以进一步包括一个或多个加热器，所述加热器被配置为在对材料施加机械应力的过程中提高材料的温度。预处理模块内的材料的温度可以低于材料进行热解的温度。
热解模块可以包括：热解室，其包括第二入口和第二出口；以及一个或多个加热器，其可操作地联接至所述热解室。第二入口可以连通地联接至预处理模块，并且用于将经受机械应力的材料引入热解室中。一个或多个加热器可以被配置为加热热解室，使得热解室内的经受机械应力的材料进行热解，从而产生热解产物。第二输出部可以用于从热解室排出热解产物。热解室可以包括多个独立可控的加热区域。可以存在多个加热器，并且每个加热区域可以由多个加热器中各自的一个加热器加热。热解室可以包括螺杆(其可以沿着热解室的整个长度延伸)，所述螺杆用于输送材料通过热解室。一个或多个加热器可以包括围绕热解室布置的至少一个环形加热器。
预处理模块可以位于热解模块上方，使得经受机械应力的材料通过重力从预处理模块移动至热解模块。
预处理模块可以被配置为将所接收的材料加热到200℃至350℃之间，例如在330℃至335℃之间。所接收的材料在预处理模块内的停留时间可以小于或等于10秒。热解模块可以被配置为将经受机械应力的材料加热到450℃至750℃之间，例如在450℃至550℃之间。经受机械应力的材料在热解模块内的停留时间可以在5分钟至25分钟之间。
本系统可以进一步包括冷却模块，所述冷却模块被配置为从热解模块接收一种或多种热解产物，其中所述冷却模块包括第一冷却器、存储罐和第二冷却器。第一冷却器可以被配置为：从热解模块接收一种或多种热解产物，冷却所接收的一种或多种热解产物，并且将经冷却的一种或多种热解产物提供至存储罐。存储罐可以被配置为存储从第一冷却器所接收的经冷却的一种或多种热解产物。第二冷却器可以被配置为：从存储罐接收经冷却的一种或多种热解产物，进一步冷却所接收的一种或多种热解产物，并且输出经进一步冷却的一种或多种热解产物。第一冷却器可以包括其中具有第一进料器螺杆的第一导管。第二冷却器可以包括其中具有第二进料器螺杆的第二导管。第一进料器螺杆和第二进料器螺杆可以是独立可控的。
材料可以是固体有机材料。本系统可以是回收系统。材料可以是一种或多种处理的废料。材料可以包括选自以下材料的材料：长分子链有机物，轮胎材料，切碎的轮胎，废胶末，塑料材料，聚合物材料，木材，木刨屑，锯末，纸，硬纸板，可获得垃圾衍生燃料的材料，可获得固体回收燃料的材料，以及生物材料。一种或多种热解产物可以包括选自以下材料的材料：短分子链有机物、蒸气和炭黑。
在进一步的方面，本发明提供一种用于处理材料的方法。本方法包括：由预处理模块接收材料；由所述预处理模块对所接收的材料施加机械应力；由所述预处理模块输出经受机械应力的材料；由热解模块从所述预处理模块接收经受机械应力的材料；以及由所述热解模块在所接收的经受机械应力的材料上进行热解处理，从而产生一种或多种热解产物。
在进一步的方面，本发明提供一种用于在所接收的材料上进行热解处理的热解系统。热解系统包括：热解室，其被配置为接收材料；以及多个加热器，其可操作地联接至热解室。多个加热器被配置为加热热解室以热解其中的材料，从而产生一种或多种热解产物。多个加热器中的每一者被配置为加热热解室的各自不同的部分。多个加热器中的每一者被配置为与其它加热器中的每一者相互独立地受到控制。
在上述任一方面中，热解室可以包括伸长导管。多个加热器可以包括一个或多个环形加热器，所述一个或多个环形加热器被设置为围绕伸长导管的圆周。
热解室可以包括用于输送材料通过热解室的螺杆。热解室可以包括伸长导管。螺杆可以位于伸长导管中。螺杆可以沿着热解室(即伸长导管)的整个长度延伸。螺杆的外侧径向边缘可以被接合为使得与伸长导管的内表面形成密封。多个加热器可以沿着伸长导管的长度间隔开。多个加热器可以沿着伸长导管的长度是连续的。
可以基于期望的热解产物来控制多个加热器。多个加热器可以被控制为沿着热解室提供单调地增加的热分布。
热解室可以包括基本上彼此平行布置的至少两个伸长部分。至少两个伸长部分可以是一个位于另一个之上。至少两个伸长部分可以被配置为使得材料通过重力从一个伸长部分移动到另一个伸长部分。
加热器可以被配置为将热解室加热到450℃至750℃之间的最大温度。加热器可以被配置为将热解室加热到450℃至550℃之间的最大温度。材料在热解室内的停留时间可以在5分钟至25分钟之间，例如在6分钟至7分钟之间。
在进一步的方面，本发明提供一种用于在所接收的材料上进行热解处理的热解系统。热解系统包括热解室，所述热解室被配置为：接收材料，在所接收的材料上进行热解处理，从而产生一种或多种热解产物。热解室在其中包括多个不同的区域，每个区域内的温度与其它每个区域的温度相互独立地受到控制。
在进一步的方面，本发明提供一种用于处理材料的系统。本系统包括：预处理模块，其被配置为接收材料，对所接收的材料施加机械应力，并且输出经受机械应力的材料；以及根据任一前述方面的热解系统。热解系统被布置为：从预处理模块接收经受机械应力的材料，在所接收的经受机械应力的材料上进行热解处理，从而产生一种或多种热解产物。
预处理模块可以包括：预处理室，其包括第一入口和第一出口；以及多个转子，其位于预处理室内。第一入口可以用于将材料引入到预处理室中。多个转子可以被配置为同时旋转，从而使室内的材料经受机械应力。第一输出部可以用于将经受机械应力的材料从预处理室中排出或挤出。
在进一步的方面，本发明提供一种系统，所述系统包括：根据任一前述方面的热解系统；以及冷却模块，其被配置为从热解系统接收一种或多种热解产物。冷却模块可以包括第一冷却器、存储罐和第二冷却器。第一冷却器可以被配置为：从热解模块接收一种或多种热解产物，冷却所接收的一种或多种热解产物，并且将经冷却的一种或多种热解产物提供至存储罐。存储罐可以被配置为存储从第一冷却器所接收的经冷却的一种或多种热解产物。第二冷却器可以被配置为：从存储罐接收经冷却的一种或多种热解产物，进一步冷却所接收的一种或多种热解产物，并且输出经进一步冷却的一种或多种热解产物。第一冷却器可以包括其中具有第一进料器螺杆的第一导管。第二冷却器可以包括其中具有第二进料器螺杆的第二导管。第一进料器螺杆和第二进料器螺杆可以是独立可控的。
在进一步的方面，本发明提供一种用于热分解材料的方法。本方法包括：通过热解室接收材料；通过多个加热器加热所述热解室，其中所述多个加热器中的每一者加热所述热解室的各自不同的部分；以及输送材料通过经加热的热解室，从而热解材料以产生一种或多种热解产物；其中，所述多个加热器中的每一者被配置为与其它加热器中的每一者相互独立地受到控制。
材料可以是固体有机材料。本方法可以是回收方法。材料可以是一种或多种处理的废料。材料可以包括选自以下材料的材料：长分子链有机物，轮胎材料，切碎的轮胎，废胶末，塑料材料，聚合物材料，木材，木刨屑，锯末，纸，硬纸板，可获得垃圾衍生燃料的材料，可获得固体回收燃料的材料，以及生物材料。一种或多种热解产物可以包括选自以下材料的材料：短分子链有机物、蒸气和炭黑。
在进一步的方面，本发明提供通过根据任何前述方面的方法处理有机材料而制备的炭黑。
附图说明
图1是一个系统的示意图(未按比例绘制)；
图2是一个方法流程图，其示出由系统执行的方法的某些步骤；
图3是系统的输入模块的示意图(未按比例绘制)；
图4是系统的预处理模块的示意图(未按比例绘制)；
图5是系统的热解模块的示意图(未按比例绘制)；
图6是通过热解模块的横截面的示意图(未按比例绘制)；
图7是系统的冷却模块和存储模块的示意图(未按比例绘制)。
具体实施方式
图1是系统100的实施方案的示意图(未按比例绘制)。在该实施方案中，系统100是用于回收废料(例如废有机物)的回收系统。
回收系统100包括输入模块102、预处理模块104、热解模块106、冷却模块108和存储模块110。
之后参考图3在下面更详细地描述输入模块102。之后参考图2在下面更详细地描述输入模块102在使用期间的操作。在该实施方案中，输入模块102被配置为从废料源(未示出)接收废料。输入模块102连接至预处理模块104，使得可以将由输入模块102接收的废料输送至预处理模块104。
之后参考图4在下面更详细地描述预处理模块104。在该实施方案中，预处理模块104被配置为在从输入模块102接收的废料上进行预处理操作。术语“预处理”、“预处理操作”等可以是指在随后进行的热解处理开始之前对废料进行的初步处理。之后参考图2在下面更详细地描述预处理模块104在使用期间的操作(包括预处理操作)。预处理模块104连接至热解模块106，使得由预处理模块104输出的经预处理的废料可以被输送至热解模块106。
之后参考图5和图6在下面更详细地描述热解模块106。在该实施方案中，热解模块106被配置为对从预处理模块104接收的经预处理的废料进行热解处理。之后参考图2在下面更详细地描述热解模块106在使用期间的操作(包括热解处理)。热解模块106连接至冷却模块108，使得可以将热解模块106的输出物(即已经经过热解的废料)输送至冷却模块108。
之后参考图7在下面更详细地描述冷却模块108。在该实施方案中，冷却模块108被配置为对从热解模块接收的输出物进行冷却处理，亦即冷却模块108被配置为冷却热解废料。之后参考图2在下面更详细地描述冷却模块108在使用期间的操作(包括冷却处理)。冷却模块108连接至存储模块110，使得可以将经冷却的热解废料输送至存储模块110。
之后参考图7在下面更详细地描述存储模块110。在该实施方案中，存储模块110被配置为存储从冷却模块108接收的材料。
图2是一个方法流程图，其示出由系统100执行的方法200的某些步骤。
应当注意，可以省略图2的流程图中所示及下文所述的某些方法步骤，或者可以按照与以上所述及图2所示的顺序不同的顺序来执行这些方法步骤。此外，尽管为了方便和易于理解，所有方法步骤被描绘为时间顺序上离散的步骤，但是某些方法步骤实际上可以同时执行或者至少在时间上有一定程度的重叠。
在步骤s202，将在该实施方案中为原料形式的废料输入至系统100。特别地，输入模块102从原料源接收原料。
在步骤s204，输入模块102将所接收的废料输送至预处理模块104。
现在将参考图3描述步骤s202和s204的进一步细节。之后将在下文在图3的描述之后描述图2的方法的其余步骤(即步骤s206至s216)。
图3是输入模块102的示意图(未按比例绘制)。
在该实施方案中，输入模块102包括第一进料器罐300、第一进料器导管302、第二进料器罐304和第二进料器导管306。
第一进料器罐300包括第一开口308和第二开口310。第一开口308位于第一进料器罐300的顶部。第二开口310位于第一进料器罐300的底部。第一进料器罐300在第二开口310处与第一进料器导管302的第一端部连通。
第一进料器导管302包括第一管312、第一进料器螺杆314和第一电机316。第一进料器螺杆314基本上同轴地位于第一管312内。第一进料器螺杆314由第一电机316驱动，亦即第一电机316被配置为使第一进料器螺杆314围绕其轴线旋转。
第一进料器导管302在其第一端部处连通地联接至第一进料器罐300。第一进料器导管302在其与第一端部相反的第二端部处连通地联接至第二进料器罐304。
第二进料器罐304包括第一开口318和第二开口320。第一开口318位于第二进料器罐304的顶部。第二开口320位于第二进料器罐304的底部。第二进料器罐304在第一开口318处与第一进料器导管302的第二端部连通。第二进料器罐304在第二开口320处与第二进料器导管306的第一端部连通。
第二进料器导管306包括第二管322、第二进料器螺杆324和第二电机326。第二进料器螺杆324基本上同轴地位于第二管322内。第二进料器螺杆324由第二电机326驱动，亦即第二电机326被配置为使第二进料器螺杆324围绕其轴线旋转。
第二进料器导管306在其第一端部处连通地联接至第二进料器罐304。第二进料器导管306在其与第一端部相反的第二端部处连通地联接至预处理模块104。
在操作期间，经由第一开口308将原料328引入第一进料器罐300。这在图3中用虚线箭头和附图标记330表示。在该实施方案中，原料328包括轮胎材料，例如切碎的橡胶轮胎或从轮胎获得的废胶末。然而，在其它实施方案中，可以将不同的原料(亦即不同的材料或不同形式的材料)引入第一进料器罐300，例如不同的固体有机材料。原料328通过重力落入第一进料器罐300中，并且以此方式，通过第一进料器罐300的第二开口310将原料328引入第一进料器导管302的第一端部。这在图3中用虚线箭头和附图标记332表示。然后，第一进料器螺杆314将原料328沿着第一管312推进并且将其从第一进料器导管302的第二端部推出。这在图3中用虚线箭头和附图标记334表示。然后，原料328通过重力经由第一开口318落入第二进料器罐304中。这在图3中用虚线箭头和附图标记336表示。然后，通过重力经由第二进料器罐304的第二开口320将原料328引入第二进料器导管306的第一端部。这在图3中用虚线箭头和附图标记338表示。然后，第二进料器螺杆324将原料328沿着第二管322推进并且将其从第二进料器导管306的第二端部推出，而后进入预处理模块104。这在图3中用虚线箭头和附图标记340表示。
优选地，第一进料器螺杆314的外侧径向边缘紧靠或被接合为使得与第一管312的内表面形成密封。类似地，优选第二进料器螺杆324的外侧径向边缘紧靠或被接合为使得与第二管322的内表面形成密封。这有利地趋于减少或消除物质(例如固体材料或气体)沿着进料器导管302、306(亦即在与箭头334和340相反的方向上)的回流。
在该实施方案中，对第二进料器导管306进行吹扫以去除氧气/空气(其可能载有污染物)，从而减少或消除空气沿着第二进料器导管306输入到预处理模块104中。可以对第二进料器导管306进行例如氮气吹扫。在一些实施方案中，可以对第二进料器罐304和/或第一进料器导管302进行吹扫以去除氧气/空气。
有利地，第一进料器螺杆314和第二进料器螺杆324的各自的速度可以独立地受到控制，亦即沿着第一进料器导管302和第二进料器导管306输送原料328的各自的速度可以独立地受到控制。而且，将原料328(分别从第一进料器罐300和第二进料器罐304)引入第一进料器导管302和第二进料器导管306的各自的速率可以独立地受到控制。与常规的进料系统相比，这样趋于提供数量增加的独立可控变量，亦即自由度。有利地，即使当原料328向第一进料器罐300的供应不连续时，供给和/或输送速率也往往是可控的，从而使得可向预处理模块104中连续不间断地供给原料328。这趋于能够提供改进的效率。
现在回到图2的描述，在步骤s204将原料输送至预处理模块104之后，在步骤s206，预处理模块104对所接收的原料328进行预处理。
现在将参考图4更详细地描述步骤s206。之后将在下文在图4的描述之后描述图2的方法的其余步骤(即步骤s208至s216)。
图4是预处理模块104的示意图(未按比例绘制)。
在该实施方案中，预处理模块104包括配混机，例如挤出配混机。预处理模块104可以是例如可商购获得的配混机。
预处理模块104包括混合室400和容纳在混合室400内的多个转子402。尽管在图4中示出两个转子402，但是本领域技术人员将理解，预处理模块104可以包括任何数量的转子，例如多于两个。转子402是伸长构件。转子402并排设置，然而在其它实施方案中，转子402可以以不同的方式布置。尽管为了便于描绘，在图4中将转子402描绘为基本上圆柱形的形状，但是本领域技术人员将理解，情况并非一定如此，转子402可以具有任何适当的形状，例如螺旋或类似螺旋的形状。转子402可以是捏合机或捏合混合机。转子402被配置为通过电机(未示出)在混合室400内围绕它们各自的轴线404旋转(例如同步旋转或反向旋转)。转子的示例性旋转在图4中用双头虚线箭头和附图标记406表示。
混合室400包括入口408和出口410。入口408联接至第二进料器导管306的第二端部。出口410联接至第三进料器导管412的第一端部。
在操作期间，将原料328通过入口408从第二进料器导管306引入混合室400。这在图4中用虚线箭头和附图标记414表示。在混合室400内，原料通过混合室400内的转动的转子402的作用而受到机械应力(例如进行配混或混合)。这在图4中用虚线箭头和附图标记416表示。这种配混或混合可以包括转子402研磨、压碎、撕捏、捏合、粉碎或以某种其它方式加工原料328。在一些实施方案中，例如通过油或电加热器，将混合室400和/或转子402加热，从而在配混或混合的过程中加热原料328。例如，可以将混合室400和/或转子402加热到200℃至300℃的温度，例如约250℃。在该实施方案中，例如通过原料328与转子402之间和/或原料丸粒/颗粒之间的摩擦，配混或混合趋于将原料328加热。例如，在配混或混合处理的过程中，原料的温度可以升高(例如通过外部加热和/或摩擦)到小于或等于400℃，例如200℃至400℃，或更优选小于或等于375℃，或更优选200℃至350℃，或更优选300℃至350℃，或更优选320℃至340℃，或更优选在320℃至335℃之间，或更优选在320℃至330℃之间。原料328的这种配混或混合趋于引起原料开始分解。例如，蒸气可能从原料材料中释放出。已经由转子402配混/混合的原料被称为“预处理原料”，并且在图4中由附图标记418表示。原料328的配混或混合(以及任选地加热)是原料328的预处理，其在随后的热解处理(之后将在下面更详细地对其进行描述)开始之前进行。预处理原料418可以是部分分解的原料，并且可以包含固体、液体和/或气体(例如蒸气)材料。输送(例如迫使)预处理原料418通过出口410离开混合室400，并且进入第三进料器导管412的第一端部。这在图4中用虚线箭头和附图标记420表示。
在该实施方案中，预处理工序在比原料发生热解的温度低的温度下进行。预处理工序在比热解模块106中产生的温度低的温度下进行。预处理模块104内的最大温度(例如可以在330℃至335℃之间)低于热解模块106内的最大温度。
在该实施方案中，材料在预处理模块104内的停留时间小于材料在热解模块106内的停留时间。因此，与热解处理相比，预处理操作是持续时间较短的操作。通常，材料在预处理模块104内的停留时间(即预处理操作的持续时间)小于或等于60秒，或更优选小于或等于50秒，或更优选小于或等于40秒，或更优选小于或等于30秒，或更优选小于或等于20秒，或更优选小于或等于10秒，或更优选小于或等于5秒，或更优选小于或等于4秒，或更优选小于或等于3秒，例如在约2秒至3秒之间。
例如在初始原料328包括多种不同原材料的情况中，原料328的预处理可以产生基本上均匀的预处理原料418。
在一些实施方案中，预处理模块104包括挤出机，使得预处理原料418作为挤出物被挤出混合室。
在该实施方案中，对混合室400进行吹扫以去除氧气/空气(其可能载有污染物)。可以对混合室400进行例如氮气吹扫。
现在回到图2的描述，在步骤s206通过预处理模块104对原料进行预处理之后，在步骤s208，将预处理原料418输送至热解模块106。
在该实施方案中，第三进料器导管412将预处理原料418输送至热解模块106。然而，在其它实施方案中，可以以不同的方式在预处理模块104与热解模块106之间输送预处理原料418。例如，在一些实施方案中，预处理模块104位于热解模块106的正上方(亦即在热解模块106的顶部)，并且预处理模块104的出口直接连接至热解模块106的入口，使得预处理原料418可以由于重力而从预处理模块104落入热解模块106中。
参考图4，在该实施方案中，第三进料器导管412包括第三管422、第三进料器螺杆424和第三电机(未示出)。第三进料器螺杆424基本上同轴地位于第三管422内。第三进料器螺杆424由第三电机驱动，亦即第三电机被配置为使第三进料器螺杆424围绕其轴线旋转。在操作期间，在步骤s208，第三进料器螺杆424将预处理原料418沿着第三管422推进并且将其从连通地联接至热解模块106的第三进料器导管412的第二端部(第三进料器导管412的第二端部与其第一端部相反)推出。预处理原料418的这种输送在图4中用虚线箭头和附图标记426表示。
优选地，第三进料器螺杆424的外侧径向边缘紧靠或被接合为使得与第三管422的内表面形成密封。这有利地趋于减少或消除物质(例如固体材料或气体)沿着第三进料器导管412的回流。
现在回到图2的描述，在步骤s208将原料输送至热解模块106之后，在步骤s210，热解模块106对所接收的预处理原料418进行热解处理(即热解预处理原料418)。
现在将参考图5和图6更详细地描述步骤s210。之后将在下文在图5和图6的描述之后描述图2的方法的其余步骤(即步骤s214至s216)。
图5示意性地示出(未按比例绘制)热解模块106的侧视图。
图6是通过平面A-A(在图4中用虚线表示)截取的热解模块106的横截面的示意图(未按比例绘制)。
在该实施方案中，热解模块106包括热解室500、第一输送螺杆506、第二输送螺杆508、第一多个加热器510a-d、第二多个加热器512a-d和控制器514，所述热解室包括第一管状部分502和第二管状部分504。
热解室500的第一管状部分502是伸长的管或管道，使用期间在所述管或管道中发生热解。第一管状部分502的第一端部联接至第三进料器导管412的第二端部。第一管状部分502的与第一端部相反的第二端部连通地联接至第二管状部分504的第一端部。
第一输送螺杆506基本上同轴地位于第一管状部分502内。第一输送螺杆506被配置为输送材料通过第一管状部分502。第一输送螺杆506由电机(未示出)驱动，所述电机可以由控制器514控制。优选地，第一输送螺杆506的外侧径向边缘紧靠或被接合为使得与第一管状部分502的内表面形成密封。这有利地趋于减少或消除物质(例如固体材料或气体)沿着第一管状部分502的回流。而且，这有利地趋于减少或消除第一管状部分502内积聚的热解产物(例如炭黑)。
热解室500的第二管状部分504是伸长的管或管道，使用期间在所述管或管道中发生热解。第二管状部分504的第一端部联接至第一管状部分502的第二端部。第二管状部分504的与第一端部相反的第二端部连通地联接至第四进料器导管516的第一端部。
在该实施方案中，第一管状部分502和第二管状部分504基本上平行。而且，第一管状部分502位于第二管状部分504上方(亦即在第二管状部分504的顶部)，使得可以在第一管状部分与第二管状部分之间(亦即从第一管状部分502的第二端部到第二管状部分504的第一端部)通过重力输送材料。
第二输送螺杆508基本上同轴地位于第二管状部分504内。第二输送螺杆508被配置为输送材料通过第二管状部分504。第二输送螺杆508由电机(未示出)驱动，所述电机可以由控制器514控制。优选地，第二输送螺杆508的外侧径向边缘紧靠或被接合为使得与第二管状部分504的内表面形成密封。这有利地趋于减少或消除物质(例如固体材料或气体)沿着第二管状部分504的回流。而且，这有利地趋于减少或消除第二管状部分504内积聚的热解产物(例如炭黑)。
第一多个加热器510a-d可以是例如陶瓷加热器。第一多个加热器510a-d中的每一者是位于第一管状部分502的各自部分周围的环形加热器。第一多个加热器510a-d中的每一者沿着第一管状部分502的长度占据不同的各自位置。在该实施方案中，第一多个加热器510a-d沿着第一管状部分502的长度连续地设置。然而，在其它实施方案中，第一多个加热器510a-d可以沿着第一管状部分502的长度间隔开，使得它们不彼此邻接。尽管在图5中，在第一多个加热器510a-d中示出四个加热器，但是本领域技术人员将理解，第一多个加热器510a-d可以包括任意数量的加热器，例如多于四个或少于四个。
第二多个加热器512a-d可以是例如陶瓷加热器。第二多个加热器512a-d中的每一者是位于第二管状部分504的各自部分周围的环形加热器。第二多个加热器512a-d中的每一者沿着第二管状部分504的长度占据不同的各自位置。在该实施方案中，第二多个加热器512a-d沿着第二管状部分504的长度连续地设置。然而，在其它实施方案中，第二多个加热器512a-d可以沿着第二管状部分504的长度间隔开，使得它们不彼此邻接。尽管在图5中，在第二多个加热器512a-d中示出四个加热器，但是本领域技术人员将理解，第二多个加热器512a-d可以包括任意数量的加热器，例如多于四个或少于四个。
在操作期间，将预处理原料418通过第一管状部分502的第一端部处的入口518从第三进料器导管412引入到热解室500中。这在图5中用虚线箭头和附图标记520表示。然后如下输送预处理原料418通过热解室500：(i)第一输送螺杆506将材料沿着第一管状部分502从第一管状部分502的第一端部推向第一管状部分502的第二端部(这在图5中用虚线箭头和附图标记522表示)；(ii)然后材料例如通过重力从第一管状部分502的第二端部行进至第二管状部分504的第一端部(这在图5中用虚线箭头和附图标记524表示)；(iii)然后第二输送螺杆508将材料沿着第二管状部分504从第二管状部分504的第一端部推向第二管状部分504的第二端部(这在图5中用虚线箭头和附图标记526表示)；然后材料通过第二管状部分504的第二端部处的出口528离开热解室500，在出口528处材料进入第四进料器导管516。
在热解室500内，预处理原料418进行热解。特别地，预处理原料418在惰性气氛中在升高的温度下热分解。更具体地，在该实施方案中，加热器510a-d、512a-d被控制为加热管状部分502、504以及行进穿过管状部分502、504的材料(亦即预处理原料418)，使得材料进行热解并且分解成一种或多种“热解产物”532。在该实施方案中，热解产物532包括挥发性产物(例如蒸气)和富含碳的固体残留物(亦即“炭黑”或“烧焦物”(char))。在该实施方案中，热解产物532包含油和/或气体。热解产物532往往是在热解室500内的停留时间和温度的结果。
在该实施方案中，热解室500内的最大温度高于预处理模块104内的最大温度。因此，在预处理模块104内不发生热解。换言之，加热器510a-d、512a-d由控制器514控制以将材料加热到比预处理模块104内所达到的温度高的温度。
在该实施方案中，加热器510a-d、512a-d由控制器514控制以在材料被输送通过热解室500时逐渐加热材料。例如，可以将预处理原料418在第一管状部分502的第一端部处加热到第一温度(例如约320℃至330℃)，并且在该材料移动通过第一管状部分502然后是第二管状部分504时通过连续的加热器510a-d、512a-d逐渐升高温度，直到材料在第二管状部分504的第二端部处达到第二温度(例如约600℃)，第二温度高于第一温度。例如，加热器510a-d、512a-d可以被控制为使得热解室500内的温度从第一管状部分502的第一端部到第二管状部分502的第二端部单调地升高。在一些实施方案中，热解室中的材料被加热达到的最小温度是选自以下温度的温度：在400℃至500℃之间的温度，例如400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃或500℃。在一些实施方案中，热解室中的材料所达到的最大温度是选自以下温度的温度：在500℃至750℃之间的温度，例如500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、650℃、700℃或750℃。优选地，将热解室中的材料加热到在450℃至650℃之间，或更优选在450℃至600℃之间，或更优选在450℃至550℃之间的温度，例如约525℃。
在该实施方案中，材料在热解室内的停留时间高于材料在预处理模块104内的停留时间。因此，与预处理相比，热解处理是更长持续时间的操作。通常，材料在热解室内的停留时间大于或等于5分钟。通常，材料在热解室内的停留时间小于或等于25分钟。例如，材料在热解室内的停留时间可以在5分钟至25分钟之间，或更优选在5分钟至20分钟之间，例如5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟、11分钟、12分钟、13分钟、14分钟、15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟或20分钟。对于某些材料，在热解室中的约15分钟、12分钟、8分钟或6分钟的停留时间往往是特别有用的。此外，对于某些材料，例如在450℃至550℃之间的温度下，在热解室中的在6分钟至7分钟之间的停留时间往往是特别有用的。
有利地，环形加热器510a-d、512a-d趋于向热解室500内的材料提供改进的更为均匀的加热。此外，用以输送材料通过热解室500的螺杆506、508的使用搅动了热解室500内的材料。这也趋于向热解室500内的材料提供改进的更为均匀的加热。热解室500内的材料的这种改进的更为均匀/均质的加热往往在热解处理的产物方面提供改进的可预测性和控制。出人意料地，环形加热器510a-d、512a-d和输送螺杆506、508的组合是协同的，提供了改进的可预测性和控制，特别是在固体材料的处理中。
在该实施方案中，加热器510a-d、512a-d中的每一者可由控制器514单独且独立地控制。与常规的进料系统相比，这样趋于提供数量增加的独立可控变量，亦即自由度。而且，加热器510a-d、512a-d可以被控制为改变热解室500内的温度分布，亦即趋于可实现一定范围的加热梯度/加热功能。这有利地趋于允许调整热解处理，从而调整由此产生的产物。例如，通过控制加热器510a-d、512a-d，往往可以改变热解处理从生产重油到生产轻油，反之亦然。
有利地，第一输送螺杆506和第二输送螺杆508的各自的速度可以独立地受到控制，亦即沿着第一管状部分502和第二管状部分504输送材料的各自的速度可以独立地受到控制。而且，通过控制第三进料螺杆424的速度，将预处理原料418引入热解室500中的速率可以独立地受到控制。与常规的进料系统相比，这样趋于提供数量增加的独立可控变量，亦即自由度，其可以被控制为使得调整或调节热解处理。
现在回到图2的描述，在步骤s210由热解模块106进行热解处理之后，在步骤s212，输送来自热解模块106的热解产物532。
在该实施方案中，在出口528处或附近从热解产物532中提取出气体。在该实施方案中，气体导管538在第二管状部分504的第二端部的出口528处或附近连通地联接至热解室500。气体导管538是这样的管，即通过该管可以从热解产物532中提取出气体和/或蒸气(例如热解产物532内的气体和/或蒸气)。在气体导管538处，从热解产物532中提取出(亦即基本上移出或抽出)热解产物532内的一些或全部蒸气和/或气体产物540。可以通过可包括泵的提取器(未示出)来进行或促进这种提取。在气体导管538处从热解产物532中提取出蒸气和/或气体产物540在图5中用虚线箭头和附图标记542表示。提取出的蒸气和/或气体产物540可以用于任何适当的目的。例如，蒸气和/或气体产物540可以进行燃烧以加热预处理模块104和/或热解室500。在一些实施方案中，可以将蒸气和/或气体产物540净化(scrubbed)、冷凝和/或压缩。在提取出蒸气和/或气体产物540之后，通过第四进料器导管516输送来自热解模块106的剩余热解产物532(在该实施方案中，其包括炭黑544或“炭”)。
参考图5，在该实施方案中，第四进料器导管516包括第四管534、第四进料器螺杆536和第四电机(未示出)。第四进料器螺杆536基本上同轴地位于第四管534内。第四进料器螺杆536由第四电机驱动，亦即第四电机被配置为使第四进料器螺杆536围绕其轴线旋转。在操作期间，第四进料器螺杆536将热解产物532沿着第四管534从第四进料器导管516的第一端部推向第四进料器导管516的第二端部。这在图5中用虚线箭头和附图标记546表示。第四进料器导管516的第二端部连通地联接至冷却模块108。因此，将炭黑544移送至冷却模块108。
优选地，第四进料器螺杆536的外侧径向边缘紧靠或被接合为使得与第四管534的内表面形成密封。这有利地趋于减少或消除物质(例如固体材料或气体)沿着第四进料器导管516的回流。而且，这有利地趋于减少或消除第四管534内积聚的热解产物(例如炭黑)。
现在回到图2的描述，在步骤s212将原料输送至冷却模块108之后，在步骤s214，冷却模块108冷却所接收的炭黑544，并且将经冷却的炭黑输送至存储模块110。
在步骤s216，存储模块存储从冷却模块108接收的经冷却的炭黑544。
现在将参考图7描述步骤s214和s216的进一步细节。在步骤s216存储经冷却的炭黑544之后，图2的方法结束。
图7是冷却模块108和存储模块110的示意图(未按比例绘制)。
在该实施方案中，冷却模块108包括第五进料器导管700、第三进料器罐702和第六进料器导管704。
第五进料器导管700包括第五管706、第五进料器螺杆708和第五电机710。第五进料器螺杆708基本上同轴地位于第五管706内。第五进料器螺杆708由第五电机710驱动，亦即第五电机710被配置为使第五进料器螺杆708围绕其轴线旋转。
第五进料器导管700在其第一端部处连通地联接至第四进料器导管516的第二端部。第五进料器导管700在其与第一端部相反的第二端部处连通地联接至第三进料器罐702。
第三进料器罐702包括第一开口712和第二开口714。第一开口712位于第三进料器罐702的顶部。第二开口714位于第三进料器罐702的底部。第三进料器罐702在第一开口712处与第五进料器导管700的第二端部连通。第三进料器罐702在第二开口714处与第六进料器导管704的第一端部连通。
第三进料器罐702包括一个或多个水平传感器703，所述水平传感器703被配置为测量第三进料器罐702中容纳的材料的水平高度。
第六进料器导管704包括第六管716、第六进料器螺杆718和第六电机720。第六进料器螺杆718基本上同轴地位于第六管716内。第六进料器螺杆718由第六电机720驱动，亦即第六电机720被配置为使第六进料器螺杆718围绕其轴线旋转。
第六进料器导管704在其第一端部处连通地联接至第三进料器罐702。第六进料器导管704在其与第一端部相反的第二端部处连通地联接至存储模块110。
在该实施方案中，存储模块110是用于存储炭黑的罐或袋。存储模块110与冷却模块108可拆卸地联接，并且特别地，可拆卸地联接至第六进料器导管704的第二端部。
在操作期间，将炭黑544引入第五进料器导管700的第一端部中。这在图7中用虚线箭头和附图标记722表示。在该实施方案中，由第五进料器导管700接收的炭黑544是相对热的。例如，所接收的炭黑可以具有约450℃至550℃的温度，例如约500℃。然后，第五进料器螺杆708将炭黑544沿着第五管706推进并且将其从第五进料器导管700的第二端部推出。这在图7中用虚线箭头和附图标记724表示。在该实施方案中，当炭黑544沿着第五进料器导管700移动时，其被冷却至例如150℃至250℃的温度，例如约200℃。特别地，在该实施方案中，第五进料器导管700传导离开炭黑544的热量，然后将热量散发到大气中。然而，在一些实施方案中，可以将冷却装置(例如包括热交换器或鼓风冷却器)并入到第五进料器导管700中，以冷却移动通过其中的炭黑。在穿过第五进料器导管700之后，炭黑544然后通过重力经由第一开口712落入第三进料器罐702中。这在图7中用虚线箭头和附图标记726表示。然后，通过重力经由第三进料器罐702的第二开口714将炭黑544引入第六进料器导管704的第一端部。这在图7中用虚线箭头和附图标记728表示。然后，第六进料器螺杆718将炭黑544沿着第六管716推进并且将其从第六进料器导管704的第二端部推出。这在图7中用虚线箭头和附图标记730表示。在该实施方案中，当炭黑544沿着第六进料器导管704移动时，其被冷却至例如约50℃或更低的温度。特别地，在该实施方案中，第六进料器导管704传导离开炭黑544的热量，然后将热量散发到大气中。然而，在一些实施方案中，可以将冷却装置(例如包括热交换器或鼓风冷却器)并入到第六进料器导管704中，以冷却移动通过其中的炭黑。在穿过第六进料器导管704之后，炭黑544然后通过重力落入存储模块110中。这在图7中用虚线箭头和附图标记732表示。
在该实施方案中，位于第三进料器罐702中的一个或多个水平传感器703测量容纳在第三进料器罐702中的材料的水平高度。
在该实施方案中，第五进料器螺杆708和第六进料器螺杆718中的一者或两者的操作被控制为取决于通过一个或多个水平传感器703所获取的水平高度测量值。例如，进料器螺杆708、718的开启/关闭可以取决于水平高度测量值，和/或进料器螺杆708、718的旋转速度可以被控制为取决于水平高度测量值。有利地，这往往有助于自动且连续地输送离开热解模块106的炭黑，同时使得可将炭黑从第六进料器导管704间断地输出到存储模块110中，例如使得存储模块可以在装满时易于更换，而不必停止输送离开热解模块106的炭黑。
例如，第五进料器螺杆708的操作(即旋转)可以基于通过一个或多个水平传感器703所获取的水平高度测量值而受到控制。例如，当材料(例如炭黑544)的水平高度低于第一阈值水平高度时，第五进料器螺杆708可以基于水平高度测量值而被控制(例如被“开启”)为进行旋转，从而沿着第五管706将炭黑544输送到第三进料器罐702中。在一些示例中，当材料的水平高度处于或高于第一阈值水平高度时，第五进料器螺杆708可以被控制(例如被“关闭”)为使得停止沿着第五管706进入第三进料器罐702的炭黑544的输送。
此外例如，第六进料器螺杆718的操作(即旋转)是基于通过一个或多个水平传感器703所获取的水平高度测量值而受到控制。例如，当材料(例如炭黑544)的水平高度处于或高于第二阈值水平高度时，第六进料器螺杆718可以基于水平高度测量值而被控制(例如被“开启”)为进行旋转，从而沿着第六管716将炭黑544输送到存储模块110中。第二阈值水平高度可以高于第一阈值水平高度。在一些示例中，当材料的水平高度低于第二阈值水平高度时，第六进料器螺杆718可以被控制(例如被“关闭”)为使得停止沿着第六管716进入存储模块110的炭黑544的输送。
优选地，第五进料器螺杆708的外侧径向边缘紧靠或被接合为使得与第五管706的内表面形成密封。类似地，优选第六进料器螺杆718的外侧径向边缘紧靠或被接合为使得与第六管716的内表面形成密封。这有利地趋于减少或消除管706、716内积聚的热解产物(例如炭黑)。
有利地，第五进料器螺杆708和第六进料器螺杆718的各自的速度可以独立地受到控制，亦即沿着第五进料器导管700和第六进料器导管704输送炭黑544的各自的速度可以独立地受到控制。而且，将炭黑544引入第五进料器导管700的速率可以独立地受到控制。与常规的进料系统相比，这样趋于提供数量增加的独立可控变量，亦即自由度。有利地，这些供给和/或输送速率往往是可控的，以使得可连续不间断地使用热解模块106(以及预处理模块104)。例如，当存储模块110充满炭黑544时，可以将第六进料器螺杆718停止(从而停止更多的炭黑544进入存储模块110)。然后，可以将存储模块110从第六进料器导管704上卸下，并用新的空存储模块110代替。然后可以重新启动第六进料器螺杆718以开始填充空的存储模块。在第六进料器螺杆718停止的同时，第五进料器螺杆708可以保持运行(即旋转)，从而将离开热解模块106的炭黑544输送到第三进料器罐702中。因此，即使当更换/清空存储模块110时，热解模块106也可以保持运行并产生热解产物532。这往往使得可改进效率。另外，往往避免了使用可能会被阻塞的阀等。
产生的炭黑544可以用于任何适当的目的，例如用作着色剂、用于钢铁生产、用作燃料或用于制造新轮胎。
因此，提供了一种用于回收废料的回收系统。
有利地，通过上述系统和方法制备的产品(例如气体、蒸气、固体材料或液体材料)往往具有高质量。例如，上述系统和方法往往会制备与常规制备的炭黑相比具有改进的质量的炭黑。更具体地，与常规制备的炭黑相比，通过上述系统和方法制备的炭黑往往具有减小的粒度，因此减少了对炭黑的额外处理(例如研磨)的需要。与常规制备的炭黑相比，通过上述系统和方法制备的炭黑往往具有较低的挥发性和/或较低比例的挥发性化合物。因此，与常规制备的具有相似有机物含量的炭黑相比，制备的炭黑往往气味更小。通过上述系统和方法制备的炭黑往往比常规制备的炭黑软。这可以促进炭黑在介质中的分散。与常规制备的炭黑相比，通过上述系统和方法制备的炭黑往往具有更均匀的粒度。通过上述系统和方法制备的炭黑往往比常规制备的炭黑更干燥，因此减少了对炭黑的额外处理(例如干燥)的需要。通过上述系统和方法制备的炭黑可以用于提供改进的着色添加剂(例如用于美术涂料)以及改进的橡胶和塑料产品。而且，热解处理的某些产物往往比常规制备的产物具有较短的链长和/或较高的热值。这往往是包括预处理和后续热解处理在内的两步分解过程的结果。
有利地，上述系统往往使得可在处理废料的各个阶段中更容易地调整和控制温度。这往往有助于处理的调节或“调整”，从而获得期望的输出产物，即具有期望性质的输出产物。
上述系统和方法往往使得可改进材料处理速率。
上述系统和方法往往使得可减少维护。
在以上实施方案中，直到材料离开热解室之后才提取出在预处理和热解期间产生的气体和蒸气产物。有利地，蒸气的存在往往有助于残留物质的分解(例如在热解处理中)。此外，这往往使得可改进在热解室下游提取出的蒸气中的烃类质量。
在该实施方案中，原料包括轮胎材料。然而，在其它实施方案中，代替轮胎材料或除轮胎材料之外，原料还包括一种或多种不同类型的材料。优选地，原料包括有机物，更优选固体有机物。示例包括长分子链有机物、塑料材料、聚合物材料、木材(例如木刨屑或锯末)、纸张、硬纸板、可获得垃圾衍生燃料(RDF)的材料(例如塑料)、可获得固体回收燃料(SRF)的材料(例如塑料)、以及生物材料(例如生物医疗废物)，但不限于此。
在以上的实施方案中，通过系统的材料的输送是通过进料器螺杆来实现的。然而，在其它实施方案中，一个或多个进料器螺杆可以由另一种类型的材料输送机构代替，例如重力供给。
在以上的实施方案中，热解室包括两个平行的管状部分。使两个部分一个位于另一个之上有利地趋于减小热解模块的占用空间。然而，在其它实施方案中，热解室可以具有不同的形状和/或配置。例如，在一些实施方案中，热解室仅包括单个伸长室。例如，在一些实施方案中，热解室包括多于两个的基本上平行的管状部分，这些管状部分连通地联接在一起。在一些实施方案中，热解室的管状部分可以以不同的布置(例如并排)设置，而不是设置为在彼此之上。

Claims (29)

1.一种用于处理材料的系统，所述系统包括：
预处理模块，其被配置为：接收材料，对所接收的材料施加机械应力，将所接收的材料加热到小于或等于375℃，并且将经受机械应力和加热的材料输出；以及
热解模块，其连通地联接至所述预处理模块并且在所述预处理模块的下游，所述热解模块被配置为：从所述预处理模块接收经受机械应力和加热的材料，并且在所接收的经受机械应力的材料上进行热解处理，从而产生一种或多种热解产物，其中热解处理包括将从所述预处理模块接收的材料加热到大于或等于450℃。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预处理模块和所述热解模块是分开的模块，它们包括用于处理材料的各自的不同室。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述预处理模块和所述热解模块是被配置为彼此独立地受到控制的独立模块。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述预处理模块和所述热解模块被配置为同时操作，使得所述预处理模块能够处理所接收的原料材料，同时所述热解模块在由所述预处理模块输出的材料上进行热解处理。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述预处理模块被配置为将所接收的材料加热到200℃至350℃之间。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述预处理模块被配置为将所接收的材料加热到320℃至335℃之间或320℃至330℃之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述热解模块被配置为将经受机械应力的材料加热到450℃至750℃之间。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述热解模块被配置为将经受机械应力的材料加热到450℃至550℃之间，或500℃至550℃之间，或500℃至525℃之间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述预处理模块包括：
预处理室，其包括第一入口和第一出口；以及
多个转子，其位于所述预处理室内，其中
所述第一入口用于将材料引入到所述预处理室中；
所述多个转子被配置为同时旋转，从而使室内的材料经受机械应力；并且
第一出口用于将经受机械应力的材料从所述预处理室中排出或挤出。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述多个转子包括至少部分并排布置的至少一对转子。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，所述预处理模块被配置为对所接收的材料施加机械应力，从而至少部分地由于摩擦而使材料的温度升高。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述预处理模块进一步包括一个或多个加热器，所述一个或多个加热器被配置为在对材料施加机械应力的过程中提高材料的温度。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中，所述预处理模块内的材料的温度低于材料进行热解的温度。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中，所述热解模块包括：
热解室，其包括第二入口和第二出口；以及
一个或多个加热器，所述一个或多个加热器能够操作地联接至所述热解室，其中
所述第二入口连通地联接至所述预处理模块，并且用于将经受机械应力和加热的材料引入所述热解室中；
所述一个或多个加热器被配置为加热所述热解室，使得所述热解室内的经受机械应力和加热的材料进行热解，从而产生热解产物；并且
第二出口用于从所述热解室排出热解产物。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述热解室包括多个独立可控的加热区域。
16.根据权利要求15所述的系统，其中存在多个加热器，每个加热区域由所述多个加热器中的各自的一个加热器加热。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的系统，其中：
所述热解室包括伸长导管和位于所述伸长导管中的螺杆，所述螺杆用于输送材料通过所述伸长导管；并且
所述螺杆的外侧径向边缘被接合为使得与所述伸长导管的内表面形成密封。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的系统，其中，一个或多个加热器包括围绕所述热解室布置的至少一个环形加热器。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的系统，其中，所述预处理模块位于所述热解模块上方，使得经受机械应力的材料通过重力从所述预处理模块移动至所述热解模块。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的系统，其中，所接收的材料在所述预处理模块内的停留时间小于或等于10秒。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的系统，其中，经受机械应力的材料在所述热解模块内的停留时间在5分钟至25分钟之间。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的系统，其中，所述系统进一步包括冷却模块，所述冷却模块被配置为从所述热解模块接收一种或多种热解产物，其中所述冷却模块包括：
第一冷却器；
存储罐；以及
第二冷却器；其中
所述第一冷却器被配置为：从所述热解模块接收一种或多种热解产物，冷却所接收的一种或多种热解产物，并且将经冷却的一种或多种热解产物提供至所述存储罐；
所述存储罐被配置为存储从所述第一冷却器所接收的经冷却的一种或多种热解产物；
所述第二冷却器被配置为：从所述存储罐接收经冷却的一种或多种热解产物，进一步冷却所接收的一种或多种热解产物，并且输出经进一步冷却的一种或多种热解产物。
23.根据权利要求22所述的系统，其中：
所述第一冷却器包括在内部具有第一进料器螺杆的第一导管；
所述第二冷却器包括在内部具有第二进料器螺杆的第二导管；并且
所述第一进料器螺杆和所述第二进料器螺杆是独立可控的。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的系统，其中，材料是固体有机材料。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的系统，其中，所述系统是回收系统，材料是一种或多种处理的废料。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的系统，其中，材料包括选自以下材料的材料：长分子链有机物，轮胎材料，切碎的轮胎，废胶末，塑料材料，聚合物材料，木材，木刨屑，锯末，纸，硬纸板，能够获得垃圾衍生燃料的材料，能够获得固体回收燃料的材料，以及生物材料。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的系统，其中，一种或多种热解产物包括选自以下材料的材料：短分子链有机物、蒸气和炭黑。
28.一种用于处理材料的方法，所述方法包括：
由预处理模块接收材料；
由所述预处理模块对所接收的材料施加机械应力并且加热所接收的材料，其中由所述预处理模块将所接收的材料加热到小于或等于375℃；
由所述预处理模块输出经受机械应力和加热的材料；
由热解模块从所述预处理模块接收经受机械应力和加热的材料；以及
由所述热解模块在所接收的经受机械应力和加热的材料上进行热解处理，从而产生一种或多种热解产物，其中热解处理包括将从所述预处理模块接收的材料加热到大于或等于450℃。
29.一种炭黑，其通过根据权利要求28所述的方法处理有机材料而制备。
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