CN112912475A - 用于形成燃料组合物的处理容器以及相关的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及处理容器，其包括第一壳体和设置在第一壳体内的第二壳体。第二壳体包括第一端、第二端，以及在第一端和第二端之间延伸的壁。第二壳体还限定腔以及在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线。第二壳体的横向于纵向轴线的截面包括具有第一曲率半径的第一弧形内壁部分和具有第二曲率半径的第二弧形内壁部分。第一曲率半径大于第二曲率半径。

Description

用于形成燃料组合物的处理容器以及相关的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月4日提交的美国专利申请No.62/652,840的权益。

技术领域

本公开涉及用于生产固体组合物的处理容器，以及相关的系统和方法。特别地，本文公开了用于从固体废物生产固体燃料组合物的处理容器。

背景技术

期望管理固体废物，例如来自住宅、机构和商业源的城市废物、农业废物、以及其他废物，例如污水污泥。随着垃圾填埋场在全球范围内达到和超过容量，以及固体废弃物行业和社会普遍限制垃圾填埋场的使用，已经开发了管理固体废弃物的方法以减少引入垃圾填埋场的固体废弃物的数量。金属、塑料和纸制品的回收以及有机物的堆肥是减少进入垃圾填埋场的固体废物总量的方法。还开发了废物转化为能源的过程，以将固体废物的能量含量转换为更有用的形式，例如电力。

发明内容

本公开涉及一种处理容器，用于生产组合物，例如固体燃料组合物，该组合物具有期望的均质性、密度和/或水分含量，还涉及相关的系统和方法。特别地，本文提供的一些实施例包括用于从固体废物生产固体燃料组合物的处理容器、系统和方法。例如，本文提供的处理容器可以从原料(例如，固体废物和其他废物)生产期望的组合物(例如，固体燃料组合物)。

在一个总体方面，本公开提供一种处理容器，其包括第一壳体和设置在第一壳体内的第二壳体。第二壳体包括第一端、第二端，以及在第一端和第二端之间延伸的壁。第二壳体限定腔以及在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线。第二壳体的横向于纵向轴线的截面包括具有第一曲率半径的第一弧形内壁部分。第二壳体的横向于纵向轴线的截面包括具有第二曲率半径的第二弧形内壁部分。第一曲率半径大于第二曲率半径。

本公开中描述的主题的某些方面可以被实现为包括组合物和配置为用于处理该组合物的处理容器的系统。处理容器包括入口开口、出口开口、第一壳体和设置在第一壳体内的第二壳体。第二壳体包括第一端、第二端，以及在第一端和第二端之间延伸的壁。第二壳体限定在处理期间保持组合物的腔以及在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线。第二壳体的横向于纵向轴线的截面包括具有第一曲率半径的第一弧形内壁部分和具有第二曲率半径的第二弧形内壁部分。第一曲率半径大于第二曲率半径。处理容器配置为从组合物形成固体燃料组合物，该固体燃料组合物包括至少约8,000英国热量单位每磅的能量含量。

本公开中描述的主题的某些方面可以被实现为方法。组合物在处理容器内被加热。处理容器包括第一壳体和设置在第一壳体内的第二壳体。第二壳体包括第一端、第二端、在第一端和第二端之间延伸的壁，以及连接到壁的加热套。加热套配置为加热壁。第二壳体限定在处理期间保持组合物的腔。第二壳体限定在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线。第二壳体的横向于纵向轴线的截面包括具有第一曲率半径的第一弧形内壁部分和具有第二曲率半径的第二弧形内壁部分。第一曲率半径大于第二曲率半径。用设置在第二壳体的腔中的第一混合器和第二混合器混合组合物。如本文所用，“混合”通常是指搅拌、组合或共混。用设置在第二壳体的腔中的挤出机元件挤出组合物。如本文所用，“挤出”通常是指致密化或成形，并且“挤出机元件”通常是指适用于致密化或成形固体组合物的装置。固体燃料组合物由组合物形成。固体燃料组合物包括至少约8,000英国热量单位每磅的能量含量。

上面提供的方面以及其他方面可以包括以下一个或多个特征。

环形的外罩可以限定在第一壳体和第二壳体之间。

处理容器可以包括设置在环形的外罩内的一个或多个支撑结构。支撑结构的至少一部分可以横向于纵向轴线延伸且可以围绕第二壳体的外表面的一部分周向地延伸。

处理容器可以包括联接到第二壳体的壁的加热套。

加热套可以沿着第二壳体的壁的内表面设置。

加热套可以沿着第二壳体的壁的外表面设置。

处理容器可以包括设置在环形的外罩内的绝缘材料。

处理容器可以包括可操作地联接到第一壳体和第二壳体的泵，其中泵配置为减小腔、环形的外罩或两者内的压力。

处理容器可以配置为使得在泵的使用期间，腔具有第一压力，且环形的外罩具有第二压力。第一压力和第二压力可以相差10％以内。

腔可以具有第一压力，且环形的外罩可以具有第二压力，其中第一压力和第二压力之间的压差不大于5磅每平方英寸。

第一壳体可以包括第一外端、第二外端和第一壳体壁，该第一壳体壁限定在第一外端和第二外端之间延伸的圆柱形状。

第二壳体的横向于纵向轴线的截面可以包括第三弧形内壁部分和第四弧形内壁部分。

第二弧形内壁部分可以在第三弧形内壁部分和第四弧形内壁部分之间延伸。

第三弧形内壁部分可以具有第三曲率半径，且第四弧形内壁部分可以具有与第三曲率半径相同的第四曲率半径。

第三弧形内壁部分和第四弧形内壁部分可以各自具有大于第二弧形内壁部分的第二曲率半径的曲率半径。

第二弧形内壁部分可以在由第三弧形内壁部分和第四弧形内壁部分形成的弯曲表面之间形成通道。

处理容器可以包括设置在第二壳体的腔中的挤出机元件、设置在第二壳体的腔中的第一混合器、以及设置在第二壳体的腔中的第二混合器。纵向轴线可以是第一纵向轴线。挤出机元件可以限定第二纵向轴线。第一混合器可以限定第三纵向轴线。第二混合器可以限定第四纵向轴线。

挤出机元件可以邻近第二弧形内壁部分设置。第一混合器可以邻近第三弧形内壁部分设置。第二混合器可以邻近第四弧形内壁部分设置。

挤出机元件可以包括挤出螺杆。

第一混合器和第二混合器可以各自包括旋转混合刀片。

挤出机元件可以设置在通道内。

挤出机元件可以通过第一间隙与第一混合器和第二混合器中的每一个间隔开，且第一混合器和第二混合器可以通过第二间隙彼此间隔开。

第二间隙可以大于第一间隙。

第二、第三和第四纵向轴线可以偏离第一纵向轴线。

第一纵向轴线可以分别与第三纵向轴线和第四纵向轴线隔开第一距离和第二距离，其中第一距离和第二距离之间的差不大于第一距离或第二距离的5％。

第一纵向轴线可以分别与第三纵向轴线和第四纵向轴线隔开第一距离和第二距离，其中第一距离和第二距离之间的差不大于0.5米(m)。

第一纵向轴线可以平行于第二纵向轴线、第三纵向轴线、第四纵向轴线，或这些的组合。

第二纵向轴线可以分别与第三纵向轴线和第四纵向轴线隔开第三距离和第四距离，且第三距离和第四距离之间的差不大于第一距离或第二距离的5％。

第二纵向轴线可以分别与第三纵向轴线和第四纵向轴线隔开第三距离和第四距离，其中第一距离和第二距离之间的差不大于0.5米(m)。

第二、第三和第四纵向轴线可以在第二壳体的截面中形成三角形几何形状。

第一、第二、第三和第四纵向轴线可以在第二壳体的截面中形成四边形几何形状。

第二弧形内壁部分可以限定相对于挤出机元件的中心角。中心角可以从约180度(°)延伸到约300°。

第三弧形内壁部分和第四弧形内壁部分可以各自限定具有从约10度(°)延伸到约60°的角度的弧长。

此方面以及其他方面可以包括以下一个或多个特征。

环形的外罩可以限定在第一壳体和第二壳体之间。

系统可以包括联接到第二壳体的壁的加热套。加热套可以配置为加热第二壳体的壁。

系统可以包括设置在环形的外罩内的绝缘材料。

系统可以包括可操作地联接到第一壳体和第二壳体的泵系统，且泵系统可以配置为在腔、环形的外罩或两者内减小压力或生成真空。

泵系统可以配置为将腔设置为第一压力并将环形的外罩设置为第二压力，其中第一压力和第二压力相等。

泵系统可以配置为将腔设置为第一压力并将环形的外罩设置为第二压力，其中第一压力和第二压力之间的压差不大于5磅每平方英寸。

第二壳体的横向于纵向轴线的截面可以包括第三弧形内壁部分和第四弧形内壁部分。

处理容器可以包括设置在第二壳体的腔中的挤出机元件、设置在第二壳体的腔中的第一混合器、以及设置在第二壳体的腔中的第二混合器。

挤出机元件可以邻近第二弧形内壁部分设置。第一混合器可以邻近第三弧形内壁部分设置。第二混合器可以邻近第四弧形内壁部分设置。

第二弧形内壁部分可以形成通道。挤出机元件可以设置在通道内。

第一混合器可以配置为在第一方向上旋转组合物，且第二混合器可以配置为在与第一方向相对的第二方向上旋转组合物。

挤出机元件可以配置为使组合物在腔中循环或通过出口开口将固体燃料组合物从处理容器运送出来。

挤出机元件可以配置为当挤出机元件在第一方向上旋转时通过出口开口将固体燃料组合物从处理容器运送出来。

挤出机元件可以配置为当挤出机元件在第二方向上旋转时使组合物在腔中循环。

本公开中描述的主题可以以特定实施例实现，以便实现以下优点中的一个或多个。例如，在各种实施例中，本文提供的处理容器可以用于通过修改、减少和/或消除原料的一种或多种特性和/或元素而将(多种)原料转换为更有用的组合物。例如，在一些实施例中，本文提供的处理容器可以从原料(例如，固体废物)形成所需的组合物(例如，固体燃料组合物)，其减少或消除了原料的气味、细菌和其他不需要的特性。在一些实施例中，本文所述的处理容器将具有可变的组合物(例如，不同类型的固体废物的混合物)的原料(例如，固体废物)组合未组合物(例如，固体燃料组合物)，相对一致的(例如，均质的)、更紧凑的(例如，具有高的密度)，和/或水分含量较低(例如，干燥，<2wt％水)。

在一些实施例中，本文提供的处理容器可以提供以下形式的固体燃料组合物：均质、干燥、致密且富含能量的燃料，准备进行后续处理(例如热解或气化)。例如，本文提供的处理容器可以生产所需的组合物(例如，固体燃料组合物)，其为后续处理提供高效的操作(例如，将热解或气化室的原料作为废物转化为能源的过程的一部分)，而无需在先进机械上进行额外的资本投资。本文提供的处理容器可以紧凑的形式生产所需的组合物，其密度为至少20磅每立方英尺(lb/ft³)。在一些实施例中，本文提供的处理容器以紧凑的形式生产所需的组合物，其密度范围为从20lb/ft³至80lb/ft³，从30lb/ft³至70lb/ft³，从40lb/ft³至60lb/ft³，或从42lb/ft³至57lb/ft³。本文提供的处理容器可以生产所需的组合物，其水分含量不超过45重量百分比(wt％)。在一些实施例中，本文提供的处理容器生产的所需的组合物的水分含量的范围为从1wt％到45wt％，从1wt％到15wt％，从1wt％到20wt％，从1wt％到30wt％，从1wt％到40wt％，从10wt％到40wt％，或从20wt％到30wt％。

在一些实施例中，本文提供的处理容器提供了用于加热、混合、干燥和/或挤出原料的合适的设计。例如，本文提供的处理容器的某些实施例限定了适于混合和加热组合物(例如，固体废物)的容积，从而减少了最终组合物(例如，固体燃料组合物)内的气隙和/或在最终的组合物中提供均匀的成分分散。在一些实施例中，处理容器包括至少两个混合器(例如，混合刀片)，其配置为相对于彼此在反向旋转方向上致动，以在处理期间改善组合物(例如，固体废物)的循环和混合。处理容器的配置以及部件相对于彼此移动的方式可以改善从组合物(例如，固体废物)移除水分。例如，至少两个混合器可以循环组合物(例如，固体废物)，使得水分不会被被俘获或夹带在组合物内。在一些实施例中，本文提供的处理容器包括泵，用于在较低温度下在组合物(例如，固体废物)的处理期间减小压力和/或从材料移除水分，这可以减少生产所需的最终组合物(例如固体燃料组合物)所需的处理时间、热量和能量。本文提供的处理容器包括内部壳体和外部壳体。内部壳体和外部壳体配置可以减少内部结构加固，否则由于处理容器内的真空操作而可能需要这样做。内部壳体和外部壳体配置还可以增加传热表面积，从而提高过程的整体加热效率。内部壳体和外部壳体配置还使得整个系统能够额定为全真空操作。真空操作还允许在处理容器内实现更高的工作温度，而不会在处理容器内发生燃烧的危险。在本文提供的处理容器中，在真空操作中可以改善有机物的分解。在一些实施例中，本公开提供了一种尺寸高效的处理容器，其可以生产致密的、干燥的(例如，<2wt.％水)组合物。

本公开的主题的一个或多个实施例的细节在附图和描述中阐述。根据说明书、附图和权利要求，本主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。

附图说明

图1A是处理容器的透视图。

图1B是示出了图1A的处理容器的内部壳体的透视图。

图2A是图1A的处理器容器的另一透视图。

图2B是图1A的处理容器的截面图。

图3A是图1A的处理器容器的另一透视图。

图3B是图1A的处理容器的另一截面图。

图4A是包括图1A的处理容器的系统的透视图。

图4B是图4A的系统的截面图。

图5是用于形成固体组合物的方法的流程图。

具体实施方式

本公开描述了用于生产组合物(例如，固体燃料组合物)的处理容器，以及相关的系统和方法。特别地，本文提供的处理容器可以从原料(例如，固体废物和其他废物)生产所需的组合物(例如，燃料组合物)。例如，本文公开了用于从固体废物混合物生产固体燃料组合物的处理容器(或系统)和方法的各种实施例。在各种实施例中，本文提供的处理容器配置为处理包括废物(例如，固体废物)的原料。如本文所用的，“废物”是指初次使用后丢弃的含碳可燃材料，“固体废物”是任何垃圾、废弃物或污泥。

在一些实施例中，本文提供的处理容器不限于生产固体燃料组合物。例如，本文提供的处理容器(或系统)及与其相关的方法可以用于从原料(例如，材料的混合物)生产其他类型的组合物。在一些实施例中，本文提供的处理容器可以从原料(例如，不同材料的混合物)生产所需的组合物(例如，均匀混合或共混的固体组合物)。在一些实施例中，本文提供的处理容器可以生产水分含量小于原料的水分含量的所需的组合物。例如，本文提供的处理容器可以生产所需的组合物，其水分含量不超过45重量百分比(wt％)。在一些实施例中，本文提供的处理容器可以以紧凑的形式生产所需的组合物，其密度大于原料的密度。例如，本文提供的处理容器可以以紧凑的形式生产所需的组合物，其密度为至少20磅每立方英尺(lb/ft³)。

图1A和1B示出了处理容器100。处理容器100包括外部壳体101和设置在外部壳体101内的内部壳体102。外部壳体101包括第一外端123、第二外端125和外部壳体壁127，外部壳体壁127限定在第一外端123和第二外端125之间延伸的圆柱形状。外部壳体101在外部壳体壁127上包括入口122。外部壳体101在第一外端123上包括出口124。通常，图1A中描绘的各种部件的绝对大小和相对大小可以根据需要进行变化。例如，外部壳体101的整体尺寸可以根据各种因素而变化，例如包含在外部壳体101内的混合器(稍后描述)的类型和形状，废物转化为能源设施处的处理容器100的所需的足印，或者将包括处理容器100的模块运输到废物转化为能源设施的能力的所需的大小。虽然在图1A中被描绘成圆柱形，但是在一些实施例中，外部壳体101可以包括其他形状，例如立方体、长方体，球形或任何不规则形状。

外部壳体的绝对尺寸和相对尺寸可以根据需要变化。例如，在一些实施例中，外部壳体101的长度的范围为从约5英寸到约20英寸。在一些实施例中，外部壳体101的高度和宽度的范围可以各自为约5英寸到10英寸。在一些实施例中，外部壳体101可以具有约9英寸的高度、约6英寸的宽度和约6英寸的高度。在一些实施例中，外部壳体的长宽比从约0.5到约4.0，例如，从约0.75到约3.0，从约1.0到约2.5，或从约1.5到约2.0。在一些实施例中，外部壳体的长高比从约0.5到约4.0，例如，从约0.75到约3.0，从约1.0到约2.5，或从约1.5到约2.0。在一些实施例中，外部壳体的宽高比从约0.5到约2，例如，从约0.75到约1.75，或从约1.0到约1.5。

处理容器100的内部壳体102设置在外部壳体101内。内部壳体102包括第一端103、第二端105，以及在第一端103和第二端105之间延伸的壁107。内部壳体102限定腔111和在第一端103和第二端105之间延伸的纵向轴线180a。

外部壳体101可以包括一种或多种金属(包括其合金)、陶瓷、聚合物、复合物或其组合。用于构造外部壳体101的合适材料的示例包括但不限于钛、不锈钢、碳钢及其组合或合金。在一些实施例中，材料(例如金属)包括内部润湿的表面，例如适合提供抗氧化性的金属涂层或金属覆层。内部壳体102可以包括一种或多种金属(包括其合金)、陶瓷、聚合物、复合物或其组合。用于构造内部壳体102的合适材料的示例包括但不限于钛、304级不锈钢、316级不锈钢、适当的铬/镍合金，以及其他抗氧化和抗磨损的合金变体。

图2A和2B示出了处理容器100。为了示出处理容器100的内部，在图2A所示的图示中省略了第一外端123。内部壳体103的截面横向于纵向轴线180a。截面包括具有第一曲率半径141a的第一弧形内壁部分140a和具有第二曲率半径141b的第二弧形内壁部分140b。第一曲率半径141b大于第二曲率半径141c。在一些实施例中，内部壳体103的横向于纵向轴线180a的截面包括第三弧形内壁部分140c和第四弧形内壁部分140d。第二弧形内壁部分140b可以在第三弧形内壁部分140c和第四弧形内壁部分140d之间延伸。第三弧形内壁部分140c可以具有第三曲率半径141c，且第四弧形内壁部分140d可以具有第四曲率半径141d。在一些实施例中，第三曲率半径141c和第四曲率半径141d是相同的。第三曲率半径141c和第四曲率半径141d可以大于第二弧形内壁部分140b的第二曲率半径141b。第二弧形内壁部分140b可以在由第三弧形内壁部分140c和第四弧形内壁部分140d形成的弯曲表面之间形成通道142。

处理容器100可以包括加热结构，其联接到内部壳体102的外表面或形成外表面，或者联接到内部壳体102的内表面或形成内表面。加热结构可以是加热套的形式。在一些实施例中，加热套109联接到内部壳体102的壁107的表面或形成该表面。在一些实施例中，加热套109沿着内部壳体102的壁107的外表面设置或形成外表面。在一些实施例中，加热套109沿着内部壳体102的壁107的内表面设置或形成内表面。加热套109可以加热内部壳体102的壁107。可以选择任何合适的加热器设计作为加热套109，例如电加热套、感应加热套或对流加热套(例如加热油套)。加热套109将热量传递到腔111中，并且通过从加热套109到与加热套109接触的固体废物混合物的一部分的传导并通过对流，可以在腔111内加热固体废物混合物。在一些实施例中，加热结构(例如，加热套)包括第二壳体，其安装在容器的壁的一部分上，该部分形成包含加热(或冷却)介质的环形空间。在一些实施例中，示例性加热结构包括半管式盘管夹套、酒窝夹套、板式盘管和枕形板。

传热流体可以作为加热介质循环通过加热结构(例如，加热套109)。传热流体流经加热结构以向处理容器100提供热量。可以包括加热器来加热传热流体，还可以包括循环泵以将再加热的传热流体循环到加热结构。传热流体可以是例如加热的油。在一些实施方式中，加热结构包括中空壳体，加热的油在中空壳体内循环。在一些实施方式中，加热结构是一个连续的构件。在一些实施方式中，加热结构由多个分立的部分构成。在一些实施例中，加热结构可包括围绕内部壳体102的外表面形成并焊接到其上的多个加热板。可以通过使油通过任何合适的热交换器来提高加热油的温度。在一些实施例中，处理容器100可以包括多个加热结构。

外部壳体101配置为承受内部真空。环形的外罩150限定在外部壳体101和内部壳体102之间。处理容器100可以包括泵(例如，真空泵)，其可操作地联接到外部壳体101和内部壳体102。可以使用泵，以使腔111中的压力和环形外罩150中的压力之差不大于5磅每平方英寸(psi)。在一些实施例中，可以使用泵，以使得腔111内的压力和环形的外罩150内的压力相等。在一些实施例中，由于内部壳体102内的压力(即腔111内的压力)和内部壳体102外部的压力(即，环形的外罩150内的压力)相等，内部壳体102不经受压差。因此，与需要设计成承受内部真空操作和大气之间的压差的壳体相比，内部壳体102的厚度可以更薄。另外，处理容器100可以包括设置在环形的外罩150内的绝缘材料108，从而可以减少对周围环境的热损失(例如，通过外部壳体101到大气中)。通过用绝缘材料108围绕内部壳体102，可以提高处理容器的能量效率。合适的绝缘材料可以承受高温操作，例如，至少达到加热结构的最高温度(例如，加热套109)。在一些实施例中，绝缘材料108可以是疏水的，以减少或防止水分在环形腔中积聚。在一些实施例中，绝缘材料108可以是化学惰性的，以减少或防止绝缘材料随时间而变质。绝缘材料108可以可选地具有高密度。合适的绝缘材料的示例包括但不限于泡沫玻璃和陶瓷纤维。在一些实施例中，绝缘材料108联接到内部壳体102。在一些实施例中，绝缘材料108覆盖加热套109的至少一部分。在一些实施例中，绝缘材料108联接到加热套109。绝缘材料108可以联接到外部壳体101(例如，外部壳体101的内表面)。绝缘材料108可以联接到内部壳体102(例如，内部壳体102的内表面，内部壳体102的外表面，或者两者)。绝缘材料108可以联接到一个或多个支撑结构152。

内部壳体102通过设置在环形的外罩150内的支撑结构152(在图1B中最佳地示出)在外部壳体101内保持在位。支撑结构152可以包括由弯曲的基部和从弯曲的基部延伸的肋状部分限定的连续体。在一些实施例中，支撑结构152的一些部分(例如，肋状部分)可以横向于纵向轴线180a延伸，并且围绕内部壳体102的外表面的一部分周向地延伸。支撑结构152可以联接到外部壳体101和内部壳体102。支撑结构152可以吸收由旋转部件(例如稍后描述的混合器和挤出机元件)产生的机械应力的至少一部分。在一些实施例中，支撑结构吸收了旋转部件产生的大部分机械应力(即超过50％)。由于支撑结构152，内部壳体102的设计可以配置为承受与用于从固体废物混合物形成固体燃料组合物的加热相关的热应力。用于构造支撑结构152的合适材料的示例包括但不限于304级不锈钢，316不锈钢，适当的铬/镍合金，以及其他抗氧化且与内部壳体102或内衬材料(如果包含在内部壳体102的内表面上)焊接兼容的合金变体。

图3A和图3B示出了处理容器100，其中为了示出处理容器100的内部部件，从视图中省略了第一外端123。处理容器100包括第一混合器113a、第二混合器113b和挤出机元件115。如本文所用，“混合器”通常是指适于混合、搅拌或共混组合物的装置，并且“混合”通常是指搅拌材料、组合材料或共混材料。即，混合不一定导致均匀的混合物。如本文所用，“挤出机元件”通常是指适于使固体组合物致密化或成型的装置，“挤出”通常是指致密化或成型，而“挤出的”通常是指致密化的或成型的。第一混合器113a、第二混合器113b和挤出机元件115设置在内部壳体102的腔111中。在一些实施例中，处理容器可以包括一个混合器，或多个混合器(例如，三个、四个、五个或五个以上的混合器)。挤出机元件115可以邻近第二弧形内壁部分140b设置。挤出机元件115可以设置在通道142内。第一混合器113a可以邻近第三弧形内壁部分140c设置，且第二混合器113a可以邻近第四弧形内壁部分140d设置。挤出机元件115可以移入和移除处理容器出口124。

挤出机元件115是配置为将固体废物混合物朝开口压缩的压缩元件，从而迫使固体废物混合物通过开口。例如，压缩元件可以包括混合器刀片、螺杆输送器、活塞、压缩泵等。挤出机元件115使内部壳体102的腔111内的材料(例如，诸如固体废物混合物的组合物)循环或运输材料(例如固体燃料组合物)通过出口124离开处理容器100。例如，当挤出机元件115在第一方向上旋转时，挤出机元件115可以运输固体燃料组合物通过出口124离开处理容器100。当在第二方向上(例如，在与第一方向相对的方向上)旋转时，挤出机元件115可以在腔111中循环组合物。挤出机元件115可以是挤出螺杆。出口124可以可选地被加热，以便将固体废物混合物挤出离开处理容器100。例如，出口124可以可操作地连接到挤压加热器，例如电加热器、感应加热器或对流加热器。

第一混合器113a配置为在第一方向上旋转，且第二混合器113b配置为在与第一方向相对的第二方向上旋转。例如，第一混合器113a可以在顺时针方向上旋转，且第二混合器113b可以在逆时针方向上旋转，反之亦然。处理容器100中可以包括任何已知的混合器设计而没有限制。可以基于各种因素选择混合器(113a，113b)的类型和尺寸，例如：搅拌固体废物混合物(其密度和粘度可能不同)的能力，向固体废物混合物施加剪切力的能力，以及驱动混合器113a和113b所需的能量。混合器113a和113b可以包括一个或多个混合器刀片。第一混合器113a和第二混合器113b可以是旋转混合刀片。当处理容器100水平地取向时(即，第一壳体101的侧向长度平行于水平，例如地面或平台)，混合器113a和113b可以侧向地紧密地彼此间隔开，以使得能够在反向旋转的混合器(113a，113b)之间研磨固体废物混合物。“研磨”通常包括将材料还原为较小碎片的任何形式，例如分解或剪切，并且不一定表示例如将材料粉碎为粉末。

仍然参考图3A和3B，挤出机元件115通过第一间隙144a与第一混合器113a和第二混合器113b中的每一个间隔开。第一混合器113a和第二混合器113b通过第二间隙144b彼此间隔开。在一些实施例中，第二间隙144b大于第一间隙144a。内部壳体102的纵向轴线180a是第一纵向轴线180a。挤出机元件115限定第二纵向轴线180b。第一混合器113a限定第三纵向轴线180c。第二混合器113b限定第四纵向轴线180d。第二纵向轴线180b、第三纵向轴线180c和第四纵向轴线180d均可以偏离第一纵向轴线180a。在一些实施例中，第一纵向轴线180a距第三纵向轴线180c和第四纵向轴线180d等距。第一纵向轴线180a可以平行于第二纵向轴线180b、第三纵向轴线180c、第四纵向轴线180d，或这些的组合。第二纵向轴线180b可以距第三纵向轴线180c和第四纵向轴线180d等距。第二纵向轴线180b、第三纵向轴线180c和第四纵向轴线180d可以在内部壳体102的截面中形成三角形几何形状。第一纵向轴线180a、第二纵向轴线180b、第三纵向轴线180c和第四纵向轴线180d可以在内部壳体102的截面中形成四边形几何形状。内部壳体102的截面形状可以大致与第一混合器113a、第二混合器113b和挤出机元件115的截面形状共形，使得与具有圆柱形状(即，具有圆形截面形状)的内部壳体相比，可以增加加热表面积(例如，加热套109的表面积)与内腔111的容积之比。在一些实施例中，加热的表面积等于加热结构(例如，加热套109)的加热部分(即，载有加热流体的部分，例如循环的加热油)的总和。

旋转部件(例如，第一混合器113a或挤出机元件115)的“外径”通常是指部件最长半径的长度的两倍；外径也等于绕其纵向轴线进行完整的360度旋转的部件的整体截面形状的直径。在一些实施例中，第一混合器113a的外径和第二混合器113b的外径相等。在一些实施例中，第一混合器113a的外径与挤出机元件115的外径之比为至少约1：1且至多约3：1。例如，第一混合器113a和第二混合器113b的外径可以为约36英寸，且挤出机元件115的外径可以为约20英寸，产生第一混合器113a的外径与挤出机元件115的外径的1.8：1的比率。

在一些实施例中，腔111被细分为分开的干燥室和混合室。干燥室和混合室可以独立地被加热套109围绕，以加热任一室的内容物。在一些实施例中，可以在分开的室之间包括重新密封的门，并且可以打开或以其他方式移动重新密封的门以允许材料在干燥室和混合室之间转移。在一些实施例中，可以在分开的室之间包括隔板，并且可以移动隔板以允许材料在干燥室和混合室之间转移。

处理容器100可以在第一壳体壁127上包括排气口，以提供与泵(例如，真空泵)的可操作的联接。在一些实施例中，泵通过软管(例如真空软管)连接到排气口，可以对其进行加固以防止在使用期间塌陷。软管也可以是耐热的或包括绝缘体，以允许在高达最高温度的温度下安全操作，固体废物混合物在处理器容器100内被加热到该最高温度。如在本公开中所描述的，可以选择泵以在腔111内维持足够低的压力。可以将泵放置在架子或升高的平台上，以防止泵在意外浸水期间暴露于液态水。可以包括任何泵设计而没有限制。例如，泵可以包括旋片泵、隔膜泵或液环泵。泵可以可选地包括一个或多个串联的泵。

在一些实施例中，泵包括可操作地连接到处理容器100的冷凝器。冷凝器冷却由泵从腔111抽出的水蒸气和其他汽化化合物以产生废水。废水可以转移到废水池，例如另一个容器或水箱。可操作地联接至废水池的水处理装置可配置为从冷凝的废水中去除化合物以产生经处理的废水。水处理装置可以包括膜过滤器、臭氧室、活性炭过滤器或其组合。

在一些实施例中，泵包括气体洗涤装置，在汽化的化合物被冷凝之后，冷凝器中残留的任何空气都可以通过泵到该气体洗涤装置并被排出。离开泵的气体(换句话说，排气)可能包括空气、甲烷、氯、氯化有机化合物和挥发性有机化合物。气体洗涤装置可包括吸附床，以从排气中分离甲烷和其他可燃气体。吸附床捕获的甲烷和其他可燃气体可用作燃料，储存起来以备后用或出售。气体洗涤装置可以包括气体过滤器，例如活性炭过滤器或膜过滤器。经气体洗涤装置处理后残留的气体可排放到大气中。

处理容器100包括通过空气入口端口可操作地联接到处理容器100的空气源。空气源可将吹扫空气引入内部壳体102的腔111中，以促进汽化的化合物从腔111中移出并进入泵中。空气源可以以选定的流量提供空气，以在泵运行时保持腔111内的所需压力(例如，真空)。空气源可以是任何已知的空气源，例如压缩空气罐、空气压缩机、气泵或吸入大气的风扇。T在一些实施例中，空气源可以提供无氧且无反应性的气体，例如氮气或稀有气体。

在一些实施例中，处理容器100包括切割机，其配置为在将固体废物混合物从外部壳体101挤出时将切割成离散的碎片。例如，切割机可以是激光切割机、锯或水射流切割机。在一些实施例中，将固体废物混合物略微冷却，以便在切割之前硬化固体废物混合物。例如，可以将固体废物混合物切成长度小于约2英寸的离散的碎片。

图4A和4B示出了示例性系统400。系统400包括组合物450a(例如，原料)，比如固体废物混合物。系统400包括处理容器499，其可以与先前描述的处理容器100基本相同。处理容器499可以处理组合物450a并从组合物450a形成固体燃料组合物450b。固体燃料组合物450b包括至少约8,000英国热量单位每磅(BTU/lb)的能量含量。

本文提供的系统400可以配置为处理包括固体废物的组合物450a。固体废物可以包括固体、液体、半固体或包含的气态物质。在一些实施例中，固体废物是湿的。在一些实施例中，固体废物是异质的。在一些实施例中，固体废物包括不可燃材料。在一些实施例中，固体废物是从工业、商业、矿业、农业或社区活动中丢弃的材料。固体废物可包括由于市政固体废物流的可变性质而具有可变组合物的固体废物的混合物。

可以使用多种来源的固体废物。固体废物混合物可能来自非危险废物源，包括但不限于，城市废物、农业废物、商业废物、家庭废物、矿业废物、废弃次要材料、工业固体废物，以及来自废水处理厂、供水处理厂或空气污染控制设施的污水污泥。此处使用的“城市废物”或“市政固体废物”(MSW)通常指任何家庭废物、商业固体废物或工业固体废物。可以包括在固体废物混合物中的废物的非限制性实例包括可生物降解的废物，例如食物和厨房废物；绿色废物，例如草坪或树篱装饰物；纸；混合塑料；固体食物废物；固体农业废物；污水污泥；以及自动碎纸机残留物。“生活废物”或“居住废物”通常是指源自家庭(包括单人和多户住宅、旅馆和汽车旅馆、双层房屋、护林站、船员宿舍、住所、营地、野餐区和日间休闲区)的任何固体废物(包括化粪池中的垃圾、杂物和卫生废物)。“商业固体废物”通常是指由商店、办公室、餐厅、仓库和其他非制造活动产生的所有类型的固体废物。“工业固体废物”通常是指通过制造或工业过程产生的非危险固体废物。工业固体废物的示例包括但不限于生产过程中产生的废物，例如发电；化肥和农用化学品；食品及相关产品和副产品；皮革和皮革制品；有机化学品；塑料和树脂制造业；纸浆和纸制品；橡胶和其他塑料制品；纺织制造；运输设备；以及水处理。

组合物450a可以包括含水的固体废物。例如，固体废物可以包括可变量的水，其范围为从约10wt％到约60wt％。在一些实施例中，固体废物包含一定量的水，其范围为从约10wt％到约20wt％，从约10wt％到约30wt％，10wt％到约40wt％，或者10wt％到约50wt％。在一些实施例中，固体废物包含至少10wt％的水，至少20wt％的水，至少30wt％的水，至少40wt％的水，或至少50wt％的水。在一些实施例中，固体废物包含小于20wt％的水，小于30wt％的水，小于40wt％的水，小于50wt％的水，或小于60wt％的水。固体废物中的水量会影响在形成固体燃料组合物期间与从固体废物中去除水相关的时间和/或温度。

组合物450a可以包括含有塑料的固体废物。例如，在一些实施例中，固体废物包括至少约20wt％的塑料。在一些实施例中，固体废物包括从约20wt％到约60wt％的塑料。在一些实施例中，固体废物包括从约20wt％到约40wt％的混合塑料。在一些实施例中，过程的原料包括在约5wt％到约35wt％之间的混合塑料。在一些实施例中，过程的原料包括在约5wt％到约30wt％之间的混合塑料。在一些实施例中，过程的原料包括大于约5wt％的塑料，大于约10wt％的塑料，大于约15wt％的塑料，大于约20wt％的塑料，大于约25wt％的塑料，大于约30wt％的塑料，大于约35wt％的塑料，大于约40wt％的塑料，大于约45wt％的塑料，大于约50wt％的塑料，或大于约55wt％的塑料。

仍然参考图4A和图4B，处理容器499包括入口开口422、出口开口424、外部壳体401、以及布置在外部壳体401内的内部壳体402。处理容器499的部件可以与处理容器100的类似部件基本相同。例如，处理容器499的内部壳体401与处理容器100的内部壳体102(在图1B中最佳示出)基本相同。内部壳体401包括第一端(例如，第一端103)、第二端(例如，第二端105)，以及在第一端和第二端之间延伸的壁(例如，壁107)。内部壳体401限定腔411以在处理期间保持组合物450a。内部壳体401限定在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线480a。内部壳体401横向于纵向轴线180a的截面包括具有第一曲率半径的第一弧形内壁部分440a和具有第二曲率半径的第二弧形内壁部分440b。第一曲率半径大于第二曲率半径(请参见处理容器100的类似曲率半径)。

处理容器499包括限定在外部壳体401和内部壳体402之间的环形的外罩450。处理容器499可以包括加热结构(例如，联接到内部壳体402的壁的加热套409)，且加热结构可以加热内部壳体402的壁。处理容器499可以包括设置在环形的外罩450内的绝缘材料408。处理容器499可以包括泵系统，其可操作地联接到外部壳体401和内部壳体402。泵系统可以在腔411、环形的外罩450，或两者内减低压力或产生真空。泵系统可以将腔411设定为第一压力并将环形的外罩450设定为第二压力。腔411的第一压力和环形的外罩450的第二压力可以相等。在一些实施例中，腔411的第一压力和环形的外罩450的第二压力之间的压差不大于5psi。

内部壳体402的横向于纵向轴线480a的截面可以包括第三弧形内壁部分440c和第四弧形内壁部分440d。处理容器499包括挤出机元件415、第一混合器413a和第二混合器413b。挤出机元件415、第一混合器413a和第二混合器413b可以设置在内部壳体402的腔411中。挤出机元件415可以邻近第二弧形内壁部分440b设置。第一混合器413a可以邻近第三弧形内壁部分440c设置。第二混合器413b可以邻近第四弧形内壁部分440d设置。第二弧形内壁部分440b可以形成通道，且挤出机元件415可以设置在通道内。

第一混合器413a可以在第一方向上旋转组合物450a，且第二混合器413b可以在与第一方向相对的第二方向上旋转组合物450a。换言之，第一混合器413a和第二混合器413b可以是反向旋转的。挤出机元件415可以在腔411中循环组合物450a或通过出口开口424将固体燃料组合物450b从处理容器499运送出来。例如，当挤出机元件415在第一方向上旋转时，挤出机元件415可以运输固体燃料组合物450b通过出口开口424离开处理容器499。当挤出机元件415在第二方向上(例如，与第一方向相对)旋转时，挤出机元件415可以在腔411中循环组合物450a。

本文提供了由系统400形成的固体燃料组合物450b。在一些实施例中，相对于用于生产固体燃料组合物的组合物，固体燃料组合物450b具有均匀的一致性，并且能量含量的变化性降低。在一些实施例中，固体燃料组合物450b的能量含量可以为至少8,000BTU/lb，至少9,000BTU/lb，至少10,000BTU/lb，至少11,000BTU/lb，至少12,000BTU/lb，至少13,000BTU/lb，至少14,000BTU/lb，或至少15,000BTU/lb。在一些实施例中，固体燃料组合物450b的能量含量的范围在约8,000BTU/lb到约14,000BTU/lb之间。

在一些实施例中，固体燃料组合物450b的密度的范围从约30lb/ft³到约80lb/ft³。在一些实施例中，固体燃料组合物450b的密度为至少30lb/ft³，至少40lb/ft³，至少50lb/ft³，至少60lb/ft³，或至少70lb/ft³。在一些实施例中，固体燃料组合物450b具有约50lb/ft³的密度。

固体燃料组合物450b可以包括碳。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括从约40wt％到约80wt％的碳。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括的碳从约40wt％到约44wt％，从约42wt％到约46wt％，从约44wt％到约48wt％，从约46wt％到约50wt％，从约48wt％到约52wt％，从约50wt％到约54wt％，从约52wt％到约56wt％，从约54wt％到约58wt％，从约56wt％到约62wt％，从约60wt％到约64wt％，从约62wt％到约66wt％，从约64wt％到约68wt％，从约66wt％到约70wt％，从约68wt％到约72wt％，从约70wt％到约74wt％，从约72wt％到约76wt％，从约74wt％到约78wt％，以及从约76wt％到约80wt％。

固体燃料组合物450b可以包括氢。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括从约5wt％到约20wt％的氢。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括从约5wt％到约7wt％的氢，从约6wt％到约8wt％的氢，从约7wt％到约9wt％的氢，从约8wt％到约10wt％的氢，从约9wt％到约11wt％的氢，从约10wt％到约12wt％的氢，从约11wt％到约13wt％的氢，从约12wt％到约14wt％的氢，从约13wt％到约15wt％的氢，从约14wt％到约16wt％的氢，从约15wt％到约17wt％的氢，从约16wt％到约18wt％的氢，从约17wt％到约19wt％的氢，或从约18wt％到约20wt％的氢。

固体燃料组合物450b可以包括氧。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括从约5wt％到约20wt％的氧。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括从约5wt％到约7wt％的氧，从约6wt％到约8wt％的氧，从约7wt％到约9wt％的氧，从约8wt％到约10wt％的氧，从约9wt％到约11wt％的氧，从约10wt％到约12wt％的氧，从约11wt％到约13wt％的氧，从约12wt％到约14wt％的氧，从约13wt％到约15wt％的氧，从约14wt％到约16wt％的氧，从约15wt％到约17wt％的氧，从约16wt％到约18wt％的氧，从约17wt％到约19wt％的氧，或从约18wt％到约20wt％的氧。

固体燃料组合物450b可以不包括硫，或最少量的硫。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括小于约2wt％的硫。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括小于约1wt％的硫，小于约0.5wt％的硫，或小于约0.1wt％的硫。

固体燃料组合物450b可以不包括氯，或最少量的氯。固体燃料组合物450b可以包括小于约2wt％的氯。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括小于约1wt％的氯，小于约0.5wt％的氯，以及小于约0.1wt％的氯。

固体燃料组合物450b可以不包括水，或最少量的水。固体燃料组合物可以包括小于约2wt％的水。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括小于约1wt％的水，小于约0.5wt％的水，以及小于约0.1wt％的水。在一些实施例中，固体燃料组合物450b包括小于约1wt％的水。

与未处理的组合物(例如，未处理的固体废物)相比，燃烧时的固体燃料组合物450b可释放出显著更低水平的毒素。释放的毒素量可以变化。例如，燃烧时，对于每百万BTU，固体燃料组合物450b可以释放小于约0.5lb的碱性氧化物(alkali oxide)，小于约3lb的灰，小于约0.1lb的氧化硫(SO₂)，以及小于约1.5lb的氯。在一些实施例中，燃烧时，对于每百万BTU，固体燃料组合物450b释放小于约0.5lb的碱性氧化物。在一些实施例中，燃烧时，对于每百万BTU，固体燃料组合物450b释放小于约3lb的灰。在一些实施例中，燃烧时，对于每百万BTU，固体燃料组合物450b释放小于约0.1lb的二氧化硫(SO₂)。在一些实施例中，燃烧时，对于每百万BTU，固体燃料组合物450b释放小于约1.5lb的氯。

燃烧时，对于每百万BTU，固体燃料组合物450b释放的灰的量的范围可以在约1lb和约30lb之间，例如约1lb和2lb之间，约2lb和3lb之间，约3lb和4lb之间，约4lb和5lb之间，约5lb和10lb之间，约10lb和15lb之间，约15lb和20lb之间，约20lb和25lb之间，或约25lb和30lb之间。固体燃料组合物可用作化石、热解或气化过程期间替代或补充煤、生物质或其他替代燃料的工程原料。

图5描绘了用于从组合物(例如组合物450a)形成固体组合物(例如固体燃料组合物450b)的方法500的流程图。组合物450a可以被引入处理容器中，例如处理容器499。作为一个示例，组合物450a是固体废物混合物并通过入口开口422从上方引入处理容器499中。在引入处理容器499之后，在502，组合物450a在处理容器499内被加热。可以使用加热结构(例如，加热套109)加热到约100华氏度(°F)的温度。加热步骤502可以分为三个加热循环：第一加热循环包括将固体废物混合物450a的温度升高至水蒸发温度；第二加热循环包括将固体废物混合物450a的温度保持在水蒸发温度以从固体废物混合物450a去除水；且第三加热循环包括将固体废物混合物450a的温度增加到并保持在挤出温度。

可以在处理容器499内抽真空，以使腔411内的压力低于大气压在一些实施例中，处理容器499内(和腔411内)的压力保持在约50托。真空不仅降低了组合物450a中水和其他化合物的沸腾温度，而且还去除了加热的固体废物释放的任何汽化化合物。降低水和其他化合物的沸腾温度可以减少从组合物450a蒸发化合物所需的加热时间和加热温度。减少加热时间和加热温度可以减少从组合物450a形成固体燃料组合物450b所需的能量消耗。汽化的化合物可以包括蒸汽(即汽化的水)。可以通过连接到外部壳体401和内部壳体402的真空泵或系统产生真空。可以将吹扫空气引入处理容器499中，以促进汽化的化合物从处理容器499中移出。当组合物250a被加热和干燥时，处理容器499内保持的真空还可以防止材料燃烧。在一些实施例中，处理容器499内(即腔411和环形的外罩450内)的压力保持在小于约50托，45托，40托，35托，30托，25托，20托，15托，10托，或5托。处理容器499内维持的压力范围可以变化。处理容器499内维持的压力可以在以下之间变化：约5托和约100托之间，约40托和约60托之间，约5托和约10托之间，约10托和约15托之间，约约15托和约20托之间，约20托和约25托之间，约25托和约30托之间，约30托和约35托之间，约35托和约40托之间，约40托和约45托之间，约45托和约50托之间，约50托和约55托之间，约55托和约60托之间，约60托和约65托之间，约65托和约70托之间，约70托和约75托之间，约75托和约80托之间，约80托和约85托之间，约85托和约90托之间，约90托和约95托之间，以及约95托和约100托之间。

在504，可以用布置在内部壳体402的腔411中的第一和第二混合器(413a，413b)混合组合物450a。如本文所用，“混合的”通常是指“搅拌的”或“共混的”。例如，组合物450a可以通过在相反的方向上旋转第一和第二混合器(413a，413b)来混合。可以通过在第一方向上旋转挤出机元件415来使组合物450a在处理容器499内循环。

加热结构(例如，加热套409)可以为组合物450a提供热量并将处理容器499内(和腔411内)的温度维持在约100°F。在一些实施例中，加热结构提供热量以将处理容器499内的温度维持在约400°F。维持在处理容器499内的温度范围可以变化。维持在处理容器499内的温度可以在约100°F和约400°F之间变化。在一些实施例中，处理容器499内的温度在第一持续时间内维持在约100°F，然后在第二持续时间内维持在约400°F。可以控制处理容器499内的最高温度和处理条件，以使组合物450a不会发生热解。

可以将加热套409维持在在对应于组合物450a的最高温度的温度，在该最高温度以上，组合物450a开始进行热解。可以将加热套409维持在高于组合物450a的所需温度的温度，从而可以将组合物450a更快地加热至其所需温度。可以将加热套409维持在高于组合物450a的所需温度的温度下，以补偿任何潜在的热损失。可以将加热套409维持在比组合物450a的所需温度高约10°F的温度下。例如，对于100°F的组合物450a的所需温度，可以将加热套409维持在约110°F的温度。可以将加热套409维持在比组合物450a的所需温度高约200°F的温度下。例如，对于400°F的组合物450a的所需温度，可以将加热套409维持在约600°F的温度。组合物450a的所需温度可以在处理容器499内的组合物450a的加热(502)和混合(504)的整个持续时间中变化。

组合物450a可以在处理容器499内加热和混合，持续时间从约10分钟到约120分钟。在一些实施例中，组合物450b通过以下方式形成：在处理容器499内对组合物450a进行60分钟的加热(502)和混合(504)。502的加热的持续时间取决于各种因素，例如引入处理容器499的组合物450a的组成，加热套409的温度，组合物450a的各个组分的比热容，混合速度(即混合器413a和413b的转速)，以及要生产的燃料组合物的目标规格或特性。组合物450a的加热(502)和混合(504)的持续时间的范围从约10分钟到约120分钟，从约15分钟到约25分钟，从约20分钟到约30分钟，从约25分钟到约35分钟，从约30分钟到约40分钟，从约35分钟到约45分钟，从约40分钟到约50分钟，从约45分钟到约55分钟，从约50分钟到约60分钟，从约55分钟到约65分钟，从约60分钟到约90分钟，从约75分钟到约105分钟，以及从约90分钟到约120分钟。可以将组合物450a在处理容器499内加热并混合持续约40分钟。

在506，可以用设置在内部壳体402的腔411中的挤出机元件415从处理容器499挤出组合物450a(例如，通过出口424)。如本文所用，“挤出”通常是指致密化或成形。在一些示例中，挤出机元件415可以是螺杆输送器或挤出螺杆，其可以在一个方向上操作以使组合物450a在腔411内循环，并在相反方向上操作以将组合物450a通过出口424从处理容器499挤出。在一些示例中，挤出机元件可以是配置为使组合物450a致密化或成形的任何部件或部件的布置(例如，无模头的挤出机)。

在508，由组合物450a形成固体组合物(例如固体燃料组合物450b)。固体燃料组合物450b具有至少8,000BTU/lb的能量含量。固体燃料组合物450b可以是无菌的、疏水的、化学稳定的、不可生物降解的或它们的组合。“无菌的”通常是指固体燃料组合物450b在生产后基本上不含活微生物。“稳定的”或“化学稳定的”通常是指固体燃料组合物450b在与水、氧气、环境条件或普通储存条件下长期接触后，其化学性质、物理性质或结构没有实质性变化。固体燃料组合物450b在燃烧、经历热解或在类似过程中用作原料之前一直稳定。“不可生物降解的”通常是指在常规生物作用下(例如腐烂或堆肥)不会降解、沉积或分解的固体燃料组合物450b。因此，固体燃料组合物450b可以在各种存储条件下长时间存储，用作并置的废物转化为能源设施的原料，运输到远处的废物转化为能源设施，或用于为处理容器499本身、任何关联的装置或其他过程提供能量。

形成固体组合物的方法500可以作为分批工艺完成，其中，例如将固体废物容器450a引入到处理容器499中，进行处理，然后挤出以形成固体燃料组合物450b。一旦将固体燃料组合物450b从处理容器499中完全挤出，就可以启动另一批次。方法500可以作为半连续过程来完成。

示例

以下描述适用于非限制性示例性处理容器。处理容器499的外部壳体401的内径在60英寸至90英寸之间的范围内。外部壳体401的长度在90英寸至126英寸之间的范围内。至少两个混合刀片(第一混合器413a和第二混合器413b中每一个)的外径在30英寸至42英寸之间的范围内。挤出螺杆(挤出机元件415)的外径在12英寸至30英寸之间的范围内。内部壳体402的截面形状的第二弧形内壁部分440b的中心角(相对于挤出机元件415)在230°至270°之间的范围内。内部壳体402的截面形状的第三和第四弧形内壁部分(440c，440d)的中心角(相对于对应的混合器413a和413b)在100°至140°之间的范围内。

处理容器499的总内部容积(即外部壳体401内的容积)在210立方英寸(ft³)至230ft³(5,947升(L)至6,513L)的范围内。处理容器499的工作容积(即，固体废物容器450a在其中循环、加热和混合的容积)在185ft³至205ft³(5,239L至5,805L)之间的范围内，其等于内部壳体402内的容积，不包括内部壳体402内第一混合器413a、第二混合器413b和挤出机元件415占用的容积。

内部壳体402的截面形状的总面积在20平方英寸(ft²)至30ft²之间的范围内。加热套409衬在内部壳体402的外表面上，并限定了加热的表面积。加热的表面积在180ft²至220ft²之间的范围内。处理容器499的加热表面积与总表面积之间的比率在0.5至0.9之间的范围内。以每分钟130加仑(gpm)至170gpm之间的范围内的流量以及600°F至650°F之间的范围内温度的向加热套409供应热油(Duratherm 630TM)。

由固体废物混合物450a形成固体燃料组合物450b的过程是作为分批工艺完成的，其中固体废物混合物450a被引入到处理容器499中，进行处理，然后挤出以形成固体燃料组合物450b。一旦固体燃料组合物450b从处理容器499中完全挤出，就可以启动另一批次。过程可以分为三个加热循环：第一加热循环包括将固体废物混合物450a的温度升高至水蒸发温度；第二加热循环包括将固体废物混合物450a的温度保持在水蒸发温度以从固体废物混合物450a去除水；且第三加热循环包括将固体废物混合物450a的温度增加到并保持在挤出温度。整个过程需要30分钟到60分钟来完成。单个批次中形成的总固体燃料组合物450b的质量在引入到处理容器499中的固体废物总数450a的总原始质量的80％至99％之间(包括水分含量)。

其他实施例

虽然本公开包含许多具体的实现例细节，但是这些不应该被解释为对主体的范围或可以要求保护的范围的限制，而是作为针对于特定实施例的特征的描述。本本公开中在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以组合或在单个实施例中实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独地或以任何合适的子组合来实现。此外，尽管先前描述的特征可被描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此声明，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以在一些情况下从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。

已经描述了主题的特定实施例。所描述的实施例的其他实施例、改变和置换在所附权利要求的范围内，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。虽然以特定顺序在附图或权利要求中描绘了操作，但是这不应该被理解为要求以所示的特定顺序或按顺序执行这样的操作，或者执行所有示出的操作(一些操作可以被认为是可选的)，以达到理想的效果。

因此，先前描述的示例实施例不限定或约束本公开。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，其他改变、替换和变更也是可能的。

Claims (20)

1.一种容器，包括：

第一壳体；以及

设置在所述第一壳体内的第二壳体，所述第二壳体包括第一端、第二端、以及在所述第一端和所述第二端之间延伸的壁，所述第二壳体限定腔以及在所述第一端和所述第二端之间延伸的纵向轴线，所述第二壳体的横向于所述纵向轴线的截面包括：

具有第一曲率半径的第一弧形内壁部分；以及

具有第二曲率半径的第二弧形内壁部分；

其中所述第一曲率半径大于所述第二曲率半径。

2.如权利要求1所述的容器，其中环形的外罩限定在所述第一壳体和所述第二壳体之间。

3.如权利要求2所述的容器，还包括设置在所述环形的外罩内的支撑结构，其中所述支撑结构的部分横向于所述纵向轴线延伸且围绕所述第二壳体的外表面的一部分周向地延伸。

4.如前述权利要求中任一项所述的容器，还包括联接到所述第二壳体的壁的加热结构。

5.如权利要求2-4中任一项所述的容器，还包括设置在所述环形的外罩内的绝缘材料。

6.如权利要求2-5中任一项所述的容器，还包括可操作地联接到所述第一壳体和第二壳体的泵，其中所述泵配置为减小所述腔、所述环形的外罩或两者内的压力。

7.如权利要求6所述的容器，其中所述容器配置为使得，在使用所述泵期间，所述腔具有第一压力且所述环形的外罩具有第二压力，且所述第一压力和第二压力相差10％以内。

8.如权利要求6或权利要求7所述的容器，其中所述腔具有第一压力且所述环形的外罩具有第二压力，其中所述第一压力和第二压力之间的压差不大于5磅每平方英寸。

9.如前述权利要求中任一项所述的容器，其中所述第一壳体包括第一外端，第二外端和第一壳体壁，所述第一壳体壁限定在所述第一外端和所述第二外端之间延伸的圆柱形状。

10.如前述权利要求中任一项所述的容器，其中所述第二壳体的横向于所述纵向轴线的截面包括第三弧形内壁部分和第四弧形内壁部分。

11.如权利要求10所述的容器，其中所述第二弧形内壁部分在所述第三弧形内壁部分和所述第四弧形内壁部分之间延伸。

12.如权利要求10或权利要求11所述的容器，其中所述第三弧形内壁部分具有第三曲率半径，且所述第四弧形内壁部分具有与所述第三曲率半径相同的第四曲率半径。

13.如权利要求10-12中任一项所述的容器，其中所述第三弧形内壁部分和所述第四弧形内壁部分各自具有大于所述第二弧形内壁部分的第二曲率半径的曲率半径。

14.如权利要求10-13中任一项所述的容器，其中所述第二弧形内壁部分在由所述第三弧形内壁部分和所述第四弧形内壁部分形成的弯曲表面之间形成通道。

15.如前述权利要求中任一项所述的容器，还包括：

设置在所述第二壳体的腔中的挤出机元件；

设置在所述第二壳体的腔中的第一混合器；以及

设置在所述第二壳体的腔中的第二混合器；

其中所述纵向轴线是第一纵向轴线，所述挤出机元件限定第二纵向轴线，所述第一混合器限定第三纵向轴线，且所述第二混合器限定第四纵向轴线。

16.如权利要求10-15中任一项所述的容器，其中所述挤出机元件邻近所述第二弧形内壁部分设置，所述第一混合器邻近所述第三弧形内壁部分设置，且所述第二混合器邻近所述第四弧形内壁部分设置。

17.如权利要求15-16中任一项所述的容器，其中所述第一纵向轴线平行于所述第二纵向轴线、所述第三纵向轴线、所述第四纵向轴线，或其组合。

18.如权利要求15-17中任一项所述的容器，其中所述第二纵向轴线、所述第三纵向轴线和第四纵向轴线在所述第二壳体的截面中形成三角形几何形状。

19.一种系统，包括：

组合物；以及

配置为处理所述组合物的处理容器，所述处理容器包括：

入口开口；

出口开口；

第一壳体；以及

设置在所述第一壳体内的第二壳体，所述第二壳体包括第一端、第二端、以及在所述第一端和所述第二端之间延伸的壁，所述第二壳体限定在处理期间保持所述组合物的腔以及在所述第一端和所述第二端之间延伸的纵向轴线，所述第二壳体的横向于所述纵向轴线的截面包括：

具有第一曲率半径的第一弧形内壁部分，以及

具有第二曲率半径的第二弧形内壁部分，

其中所述第一曲率半径大于所述第二曲率半径；

其中所述处理容器配置为从所述组合物形成固体燃料组合物，所述固体燃料组合物包括至少约8,000英国热量单位每磅的能量含量。

20.一种方法，包括：

在处理容器内加热组合物，所述处理容器包括：

第一壳体；以及

设置在所述第一壳体内的第二壳体，所述第二壳体包括：

第一端；

第二端；

在所述第一端和所述第二端之间延伸的壁；以及

联接到所述壁的加热结构，所述加热结构配置为加热所述壁，其中所述第二壳体限定在处理期间保持所述组合物的腔以及在所述第一端和所述第二端之间延伸的纵向轴线，所述第二壳体的横向于所述纵向轴线的截面包括具有第一曲率半径的第一弧形内壁部分和具有第二曲率半径的第二弧形内壁部分，其中所述第一曲率半径大于所述第二曲率半径；

用设置在所述第二壳体的腔中的第一混合器和第二混合器混合所述组合物；

用设置在所述第二壳体的腔中的挤出机元件挤出所述组合物；以及

由所述组合物形成固体燃料组合物，所述固态燃料组合物包括至少约8,000英国热量单位每磅的能量含量。

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