KR20170019375A - 열분해를 통해 유기물로부터 탄소 및 탄화수소를 재활용하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열분해 처리를 통하여 유기 투입 물질로부터 탄소 및 탄화수소 화합물들을 재활용하기 위한 장치에 관한 것으로, 자켓(111) 및 상부 및 하부 말단벽 부분(112, 113)에 의해 정의되는 챔버(110)를 포함하고 분쇄된 형태의 챔버 투입 물질(M)이 도입되는 리액터(1), 상기 투입 물질로 가열된 불활성 가스(101)의 공급을 위한 가스 유입 수단(120)으로서, 상기 가스 유입관들과 결합된 유입관들(104, 129, 187.1, 187.2)을 통해 가스 방출 소스(102)로 가스를 전달하는 방식으로 연결되는 가스 유입 수단(120), 및 상기 챔버(110) 외부로 가스를 유도하기 위한 가스 출구들(160)을 포함하고, 상기 가스 배출 수단(120)은 챔버(110) 내로 가스(101)를 공급하기 위해 가스가 흐르는 개구들(125, 146, 155, 185)을 포함하여, 가스가 흐르는 상기 개구들(125, 146, 155, 185)은 챔버 내로 도입되는 투입 물질(M)을 통과하는 동안 가스의 압력 강하(dM)를 초과하는 가스의 공급 동안 압력 강하(dP)가 발생하도록 배치된다.
또한 본 발명은 열분해를 통해 유기 투입 물질로부터 탄소 및 탄화수소 화합물의 재활용을 위한 방법에 관한 것이다.

Description

열분해를 통해 유기물로부터 탄소 및 탄화수소를 재활용하기 위한 장치 및 방법 {ARRANGEMENT AND PROCESS FOR RECYCLING CARBON AND HYDROCARBON FROM ORGANIC MATERIAL THROUGH PYROLYSIS}
본 발명은 열분해를 통해 유기물로부터 탄소 및 탄화수소 화합물을 재활용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
열분해 동안, 유기 투입 물질은 산소의 부재 하에서 가열되는데, 이에 의해 물질은 연소되는 대신, 여러 다른 것들 중에서도 응축을 포함하는 일련의 후속 공정 단계들을 통해 복구되는 액체와 가스 형태의 산물의 형태로 더 단순한 요소들로 전환된다. "탄화"라고 알려진 완전한 열분해에 이어서, 배타적으로 탄소만이 남는다.
열분해 공정 이전에, 투입 물질은 적절한 크기의 파티클들로 분쇄되고, 세척되고 그리고 약 100-150 ℃로 예열되며, 이후 물질은 가스로 전환하기 위해 퍼니스와 유사한 리액터 내부로 도입되는데, 그것은 일반적으로 약 450-700 ℃의 온도에서 발생한다. "열분해 가스"로 알려진 휘발성 가스는 열분해 공정으로부터 얻어지는데, 그 가스는 수증기뿐 아니라, 일산화탄소, 이산화탄소, 파라핀, 올레핀 그리고 그것으로부터 오일과 가스가 복구될 수 있는 많은 탄화수소 화합물들을 포함한다. 카본 블랙 또는 활성탄은 열분해 공정 후에 리액터 내의 고체 탄소-함유 찌꺼기로부터 생성될 수 있다. 얻어지는 열분해 산물들은 산업적인 원료로서 매우 가치 있고, 일반적으로 전통적인 방식으로 생산되는 대응하는 원료의 품질에 완전히 비교할만한 품질을 갖는다.
다른 종류의 열분해 장치들이 이용가능한데, 그 중 일부는 열이 직접적으로 또는 간접적으로 물질로 공급되는 드럼을 통해 이송되는 대체가능한 베드를 갖는 리액터로 유기물이 공급되는 연속적인 공정들이다. 다른 종류의 열분해 장치는 배치 타입으로 작동하는 리액터에 유기 투입 물질이 배치 타입으로 공급되고, 이에 의해 리액터가 실링되고 물질의 열분해가 가열된 불활성 가스의 공급에 의해 실행된다. 이러한 장치의 일 예는 SE 531785에 개시되어 있다.
이 공정이 많은 장점들을 갖는다는 것을 실험이 보여주었는데, 그 중 하나는 공정 동안에 작동 변수들을 모니터 및 제어하는 것이 더 간단하다는 것이다. SE 531785에 물질 베드를 통해 중심적으로 배치된 가스 분배관으로부터 리액터의 바닥에 배치된 가스 출구들로 어떻게 가스가 유도되는지, 이에 의해 공급되는 가스의 양이 가스 분배관에 배치된 일련의 입구 유닛들을 통해 제어되는지 및 열분해 가스가 외부로 유도되는 가스 출구의 제어를 통해 가스 흐름의 방향이 조절되는 것이 기술되어 있다.
SE531785에 기술된 열분해 공정 동안, 리액터는 초기에는 공정 동안 가라앉는 물질 베드를 형성하는 투입 물질로 채워지고, 이 방식으로 부분적으로 처리된 투입 물질이 더 컴팩트해진다. 투입 물질의 베드 또는 물질의 특정한 파티클들 내의 일부 영역은 불균일하게 처리되는 일이 발생한다. 이러한 불균일한 처리는 가스 흐름이 최저 저항의 경로를 따르기 때문에, 물질 내의 가스 흐름의 방향에 영향을 미치고, 결과적으로 증가된 공정 비용을 가지고 처리 시간이 연장되기 때문에 그것은 열분해에 부정적인 영향을 미칠 위험이 있다.
응축된 열분해 오일은 열분해 동안 리액터의 바닥에 배치된 것을 통해 모여진다. 이는 산물의 품질에 악영향을 미치기 때문에, 증기화되지 않은 오일의 찌꺼기와 열분해 오일의 응축된 탄소-함유 물질 찌꺼기의 함량을 최소화하는 것이 중요하다는 것이 입증되었다.
SE 531785에 기술된 가스 분배관은 다른 이전에 알려진 장치들보다 투입 물질을 통한 가스 흐름의 향상된 제어와 리액터로의 가스 공급의 더 나은 모니터링으로 이어지지만, 종래 기술과 관련해서 발생한 어려움들과 문제점들을 극복하기 위해 리액터 자체 내부의 작동 조건들과 변수들의 제어 및 통제 가능성을 더 향상시킬 필요가 있다.
본 발명의 하나의 목적은 종래 기술의 장치들보다 공급된 투입 물질의 더 효율적이고 더 완전한 열분해를 가능하게 하는 열분해를 통해 유기 투입 물질로부터 탄소 및 탄화수소 화합물들의 재활용을 위한 장치를 달성하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 리액터 내에서 투입 물질 내의 가스의 균일한 분배, 투입 물질을 통한 가스 흐름의 향상된 제어, 및 열분해가 발생하는 전체 처리 시간 동안에 투입 물질의 완전한 베드로의 효과적인 열 공급을 가능하게 하는 열분해를 통해 유기 투입 물질로부터 탄소 및 탄화수소 화합물들의 재활용을 위한 장치를 달성하는 것이다.
위에 기술된 목적들은 청구항 1에 구체적으로 제시된 특징들을 갖는 열분해를 통해 유리 투입 물질로부터 탄소 및 탄화수소 화합물들의 재활용을 위한 장치 및 청구항 32에 따른 방법에서 구체화된 방법 단계들로부터 달성된다.
본 발명에 따른 장치의 장점은 투입 물질의 베드 내에서 가스의 압력 강하를 초과하는 가스 입구 유닛 내에서 가스가 흐르는 개구들을 가로질러 압력 강하가 생성되고, 이에 의해 투입 물질로 공급되는 가스의 균일한 분배가 달성된다는 것이다. 이는 또한 투입 물질 내의 온도가 더 균일해지고 더 정확하게 모니터될 수 있도록 이어지고, 그것은 물질 또는 물질의 특정한 파티클들의 베드 내의 일부 영역들이 불균일하게 처리되는 위험을 방지하거나 적어도 감소시킨다. 이런 방식으로, 투입 물질의 더 균일한 처리가 달성되고, 더 완전한 열분해가 실행된다.
본 발명에 따른 장치의 추가의 장점은, 중심적으로 배치된 가스 분배관으로부터 및 리액터 챔버의 바닥에 배치된 가스 입구 유닛으로부터 가스를 공급함으로써, 종래 기술의 리액터들보다 훨씬 더 균일하고 더 효과적인 가스의 분배가 얻어진다는 것이다. 가스는 가스 입구 유닛으로부터 방사상으로, 경사지게 및 대각선 방향으로 자켓에 또는 리액터의 상부 단부에 배치된 가스 출구 유닛들로 유도되고, 이 방식으로 가스는 짧은 시간 동안 많은 양의 투입 물질을 통과하고, 공정이 효율적으로 될 것이다. 가스 입구들을 챔버의 바닥에 배치하는 추가의 장점은 베드의 하부 부분에서 물질을 통한 가스의 흐름이 별도로 모니터되고 요구된다면 증가될 수 있다는 것이다.
추가의 장점은 열이 투입 물질로 방출되는 동안, 공급된 가스가 리액터 챔버 내에서 매우 짧은 체류 시간을 갖고, 이는 리액터를 빠르게 떠나면서 증기화된 열분해 오일로 이어지고, 오일의 재응축이 방지된다는 것이다.
추가의 장점은 가스가 자켓 상에 배치된 출구 유닛을 통해 챔버로부터 외부로 유도되고, 이에 의해 투입 물질을 통한 가스의 흐름의 효과적이 제어가 달성된다는 것이다. 가스의 흐름의 방향이 모니터 될 수 있도록 출구 유닛에는 제어 수단이 갖추어져 있다. 출구 유닛의 디자인은 또한 투입 물질에서 증기화된 열분해 오일이 재응축되는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 장치의 추가의 장점은 더 효과적인 투입 물질의 열분해가 근본적으로 휘발성 가스들(악취)의 찌꺼기가 없는 최종 산물, 즉 즉 근본적으로 코크스로 구성되지는 않지만 순수한 탄소로 구성된 산물(카본 블랙)을 제공하고, 근본적으로 투입 물질로부터 생산된 모든 오일이 증기화되고 방출된 처리 가스와 함께 리액터로부터 배출된다는 것이다.
본 발명의 추가의 독특한 특징들과 장점들은 종속 청구항들에 의해 분명해진다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 아래에 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 리액터 내에 배치된 가스 분배관을 개략적으로 나타낸다.
도 2a는 세부적인 가스 분배관의 부분을 나타낸다.
도 3은 리액터의 다른 실시 예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3a는 챔버의 바닥부의 세부를 나타낸다.
도 4는 세부적인 가스 라인 장치를 나타내는 사시도이다.
도 5는 리액터의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 가스 출구 유닛을 상세히 나타낸다.
도 1은 열분해에 의해 유기 투입 물질로부터 탄소와 탄화수소 화합물들의 재활용을 위한 본 발명에 따른 장치를 나타낸다. (단면도로 도시된) 상기 장치는 분쇄된 형태로 투입 물질을 받도록 의도된 챔버(110)를 갖는 용기로서 디자인된 배치식 방식으로 기능하는 리액터(1)를 포함한다. 리액터 용기(1)는 높은 온도를 견딜 수 있고 그 높이가 직경을 초과하는 연장된 종방향으로 서있는 원형 실린더의 형태를 보여주는 스테인리스 스틸 또는 유사 재질로 제조된다. 리액터의 용기는 많은 다리같은 지지부들(108)에 의해 지지된다.
챔버(110)는 리액터를 통해 연장되는 종방향 중심축(105)에 동심으로 배치된 원형으로 둘러싸는 실린더형 벽으로부터 형성된 자켓(111)에 의해 바깥쪽으로 정의된다. 챔버(110)는 상부 말단벽 부분(112)와 하부 말단벽 부분(113)에 의해 추가로 정의되는데, 그것의 각각은 주로 중심축(105)에 대해 수직이고 서로 나란하다.
투입 물질(M)은 열분해에 적합한 유기 물질을 포함하고 있는 임의의 미세하게 분할된 물질로 구성될 수 있다. 이러한 물질은 다양한 유래의 유기물에 의해 구성될 수 있는데, 단지 새롭고 처리되지 않은 물질 뿐만 아니라 복구되도록 의도된 유기물을 함유하는 이전에 사용된 물질에 의해서도 구성될 수 있다. 이러한 물질은 예를 들어, 버려진 타이어의 분쇄된 고무 물질이나 다른 플라스틱 물질로 구성된다. 상기 장치는 전자적 요소, 가정용 기계들 및 유사한 것들의 재활용 동안에 물질과 분쇄된 물질의 열분해에 또한 적합하다. 또한 고무 제품을 가지고 작업하는 산업으로부터의 폐기물도 구성 물질과 재활용 및 카본블랙과 열분해 오일의 생산을 위한 장치에서의 처리에 적합하다.
상부 말단벽 부분은, 폐쇄될 수 있고, 114로 일반적으로 표시되는 개구를 가지고 디자인된다. 개구는 둘러싸는 환경에 대하여 가스밀봉성인 폐쇄된 상태에서 상부 말단벽 부분(112)에 대하여 해치(115)를 잠그는 것이 가능한 잠금 수단(117)을 갖추고 자동으로 오픈될 수 있는 해치(115)를 포함한다. 투입 물질(M)은 개구를 통해 리액터 챔버(110)로 도입되고, 챔버는 Mstart로 도 1에 표시되는, 적어도 75%까지 공정이 시작되기 전에 초기에 채워져 있다. 투입 물질은 공정의 끝에서, Mend로 표시되는 낮은 수준까지 가라앉는다.
리액터는 유입관들(104.1 및 104.2)을 통해 가스 방출 소스(102)로부터 투입 물질의 열분해를 위한 챔버(110)로 압력 하에서 불활성이거나 비활성의 가열된 가스(101)의 공급을 위한 가스 입구 유닛(120)을 갖는다. 가스 입구 유닛(120)은 아래 제시되고 설명되는 다양한 방식들로 디자인될 수 있다. 리액터는 또한 챔버로부터 나오는 가스의 통과를 위한 가스 출구 유닛(160)을 갖는다.
도 1은 가스 입구 유닛(120)이 가스 분배관(121)을 포함하는 것을 나타낸다. 도 1은 가스 입구 유닛의 유입관들(104.1 및 104.2)이 서로 동심적으로 (하나가 다른 것의 안쪽에) 위치하고 있고, 그들이 리액터(1)의 하부 말단벽 벽 부분(113)을 통해 상부 방향으로 뻗어있는 것을 나타낸다. 유입관들(104.1 및 104.2)은 타워로서 챔버(110) 내부로 축 방향으로, 바람직하게는 중심축과 일치하는 축방향으로, 연장되는 공통 중앙 가스 분배관(121)으로의 전이를 겪는다.
가스 분배관(121)은 바닥 표면(135)과 가스밀봉성의 방식으로 유닛화된 하부 단부(121.1) 및 리액터 높이의 적어도 절반의 높이에 배치된 상부 단부(121.2)를 가지고 배치된다. 균일하고 효과적인 방식으로 가스가 투입 물질(M)로 공급될 수 있도록, 가스 분배관의 상부 단부(121.2)는 리액터 높이의 절반보다 높은 레벨에, 바람직하게는 챔버의 높이의 2/3까지의 레벨에 배치되는 것이 바람직하다.
가스 분배관(121)은 챔버 내에 배치되는 적어도 하나의 입구 유닛을 포함하지만, 리액터의 크기와 투입 물질의 특성에 따라서, 가스 분배관은 몇 개의 입구 유닛들 분할되는 것도 고려할 수 있다. 도 1에 도시된 가스 분배관은 중심축(105)을 따라 리액터 챔버 내에서 수직 방향으로 다른 레벨들에 배치되는 제1 하부 입구 유닛(122:1)과 제2 상부 입구 유닛(122:2)로 분할될 수 있고 이에 의해 유입관들(104.1 및 104.2)은 입구 유닛들((122.1 및 122.2))에서 각각 종결된다. 유입관들의 수는 입구 유닛의 개수에 따라 조정된다. 내측 유입관(104.2)은 상부 입구 유닛(122:2)으로 향해 있고, 외측 유입관(104.1)은 하부 입구 유닛(122.1)으로 향해 있다. 종래 기술에 비해, 단지 2개의 입구 유닛만을 가짐으로써, 디자인과 구축은 상당히 단순화된다.
도 1에 도시된 리액터에서, 가스 분배관의 상부 단부(121.2)는 리액터 높이의 절반보다 높은 레벨에 배치된다. 이는 가스 분배관의 입구 유닛들(122.1 및 122.2)이 전체 공정 동안에 작동할 수 있기 때문에 유리하다. 투입 물질(Mstart)은 초기에는 가스 분배관의 상부 단부(121.2)를 덮는다: 공정의 마지막 상태에 의해 물질은 가스 분배관(121)의 상부 단부와 Mend 레벨로 떨어진다.
도 2는 가스 분배관(121)을 상세히 나타낸다. 가스 분배관은 주변 표면(124)을 갖는다. 각각의 입구 유닛(122.1 및 122.2)은 하부 단부로부터 상부 단부까지 감소하는 직경을 가지고 자켓 또는 주변 표면(124.1 및 124.2) 각각을 갖는 끝이 잘린 원뿔의 형태를 나타낸다. 입구 유닛들(122.1 및 122.2)은 하나가 다른 것의 탑 상에 고정되도록 디자인된다: 제2 입구 유닛(122.2)은 챔버(110) 내에서 서로 상이한 높이의 레벨로 배치되도록, 제1 입구 유닛(122.1) 탑 상에 고정되어, 도 2에 도시되어 있다. 입구 유닛들은 함께 가스 분배관(121)을 형성하는데, 그것은 이러한 방식으로 원뿔 형태를 제공한다. 투입 물질(M)은 처리 동안에 함께 부서지는데, 이에 의해 투입 물질의 부피는 감소되지만, 가스 분배관이 원뿔형으로 형성된 주변 표면을 갖기 때문에, 투입 물질은 전체 처리 시간 동안에 가스 분배관의 주변 표면(124)과 접촉할 것이고, 이에 의해 물질에 공급되는 가스는 투입 물질을 효과적으로 처리할 수 있다. 가스 분배관의 원뿔 형태의 추가의 장점은 열분해가 완료된 후에 흡입에 의한 추출을 통해, 비움 작동 동안에 챔버의 바닥에 탄소계 산물로의 더 쉬운 접근으로 이어진다는 것이다.
가스 분배관의 입구 유닛들(122.1 및 122.2)은 방사상으로 바깥쪽으로 챔버(110)를 향하고 있고 가스가 흐르는 한 세트의 개구들 또는 구멍들(125)를 드러내고, 이 개구들은 관련된 입구 유닛들(122.1 및 122.2)의 둘러싸는 주변 표면(124.1 및 124.2) 주위에 각각 연속적으로 배치되어 있고, 가스 방출 소스(102)로부터 챔버 내로 도입되는 투입 물질(M)으로 더해진 불활성 가스를 유도하도록 의도된다. 도 1 및 도 2에 도시된 가스 분배관은 가스 분배관의 주변 표면(124) 상으로 가스 흐름이 근본적으로 동일하게 분배되는 가스가 흐르는 개구들(125)을 도시한다.
개구들은 흐름에 대한 미리 정해진 저항이 얻어지도록, 관련된 입구 유닛(122.1 및 122.2)에 연결되는 유입관의 단면적을 초과하지 않는 전체의 또는 집합적인 오픈 영역을 갖는다. 챔버로의 가스 공급 동안, 가스가 흐르는 입구 유닛의 개구들(125)을 가로질러 압력 강하(dP)가 이런 방식을 생성된다. 개구들의 흐름에 대한 저항은 생성되는 압력 강하(dP)가 투입 물질의 베드를 통한 가스의 통과 동안 일어나는 가스의 압력 강하(dM)을 초과하도록 조정된다. 개구들의 흐름에 대한 저항은 관련된 입구 유닛의 각각의 주변 표면(124.1 및 124.2) 상에 배열된 가스 흐름들을 통하여 공급되는 가스가 모든 개구들에 걸쳐 고르게 분산 및 분포되는 것으로 이어진다. 관련된 입구 유닛(122.1 및 122.2)로부터의 가스 흐름은, 흐름에 대한 저항이 낮은 이러한 방향으로 주로 가스가 가스 분배관로부터 흘러 나오는 대신에, 이 방식으로 물질의 베드에서 균등하게 분배된다. 가스 분배관(121)을 통해 공급되는 가스는 근본적으로 방사상으로 투입 물질을 통과하여 자켓의 내측 표면(111.1) 상에 배치된 가스 출구 유닛(160)으로 빠르게 통과한다.
가스 분배관은 또한 도 3에 도시된 바와 같이 디자인될 수 있는데, 가스가 흐르는 개구들(125)은 가스 분배관의 하부 단부로 하부 방향으로 개구들의 개수를 증가시키면서 분포되는데, 즉 가스 분배관의 하부 부분이 상부 부분보다 더 많은 개구들을 갖는다. 공급되는 가스(101)의 더 큰 비율은 이 방식으로 챔버의 하부 부분에 있는 투입 물질(M)로 제어된 방식으로 도입될 수 있다.
투입 물질(M)은 초기에는 근본적으로 챔버(10) 내에 균등하게 분배된다. 공급된 압력 하의 불활성 가스(101)는 가스 입구 유닛들(120)로부터 가스 출구 유닛들(160)로 도입되는 투입 물질(M)을 통과한다. 물질을 통해 통과하는 가스의 흐름은 흘름에 대한 최저 저항의 경로를 따른다. 리액터 챔버 내에서 투입 물질은 물질을 통과하기 위해 가스가 극복해야만 하는 흐름에 대한 저항력에 대응하는 가스 내의 압력 강하를 야기한다. 투입 물질(M)을 통과하는 동안 가스의 압력 강하(dM)는 투입 물질의 조성 및 투입 물질의 요소 조각들 또는 파티클들의 사이즈 분배에 의존한다. 투입 물질을 통한 압력 강하는 물질의 상이한 조성 및 상이한 사이즈 분포를 위해 결정되거나 계산된다. 실험은 약 2-10 cm의 조각 크기를 갖는 투입 물질이 약 10 mBar의 압력 강하를 가져온다는 것을 보여주었다. 물질이 열분해를 겪고 챔버 내에서 함께 부서질 때 열분해 처리 동안 투입 물질의 상이한 영역들에서의 흐름에 대한 저항은 변화된다. 투입 물질을 통과하는 흐름에 대한 저항은 챔버의 하부 부분에서 증가한다. 따라서, 처리 시간 동안 챔버의 바닥에 가깝게 놓여진 투입 물질로의 가스의 흐름을 증가시키는 것이 유리하다.
가스가 흘러가는 가스 분배관(121) 상의 개구들(125)의 전체 출구 영역은 주변 표면(124)에 걸친 개구들의 크기와 수의 변화에 따라 분배될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 개구들(125)는 동일한 형태이고, 입구 유닛(122.1 및 122.2)의 둘러싼 주변 표면에 균일하게 분배되는 것이 바람직하다. 또 다른 실시예는 도 3에 도시되어 있는데, 개구들(125)는 개구들의 수가 가스 분배관의 하부 단부를 향하는 방향으로 증가하도록 하기 위해, 가스 분배관의 둘러싼 주변에 분배된다. 예를 들어, 챔버의 바닥에 가깝게 위치된 투입 물질(M)에 공급되는 가스의 흐름을 증가시킬 목적을 가지고, 입구 유닛(122.1)은 가스가 흘러가는 상부 입구 유닛(122.2)보다 더 많은 수의 개구들(125)를 보여준다. 챔버의 상부 영역보다 이 영역에서 물질은 더 빠르게 처리 동안에 응축되고, 이 이유로 더 큰 가스의 흐름을 공급하는 것이 유리하다.
리액터 챔버 내의 압력은 보통 약 1 Bar이다. 관련된 입구 유닛(122.1 및 122.2) 내의 가스가 흘러가는 개구들(125)을 가로지른 압력 강하(dP)는 각각 관련된 유입관들(104.1 및 104.2)을 통해 공급된 가스의 흐름의 조절에 의한 열분해 방법 동안에 제어될 수 있다. 가스의 흐름이 증가할 때, 이 방법으로 압력 강하(dP)가 증가한다. 열분해 동안에 챔버로 유입된 투입 물질로의 가스의 균일한 공급을 달성하기 위해, 가스가 흘러가는 가스 입구 유닛의 개구들(125)에 가로지르는 압력 강하(dP)가 투입 물질의 베드를 가로지르는 가스의 압력 강하보다 약 3-20배 더 높은 것은 것이 유리하다. 가스가 흘러가는 유닛의 개구들에 가로지르는 압력 강하(dP)는 투입 물질을 가로지르는 압력 강하보다 5-15배 더 높은 것이 바람직하다. 압력 강하(dP)가 투입 물질을 가로지르는 압력 강하보다 10배 더 높은 것이 훨씬 더 바람직하다. 이것은 작동 상황에서 투입 물질을 가로지르는 압력 저하가 약 10 mBar일 때, 약 100 mBar에 대응하는 가스가 흘러가는 가스 입구 유닛의 개구들(125)을 가로지르는 압력 강하가 생성되는데, 그것은 입구 유닛의 주변 표면에 걸쳐 균등하게 분배되는 가스로 이어진다.
가스가 흘러가는 개구(125)가 도 2a에 상세히 도시된다. 개구(125)가 리액터의 바닥을 향해 아래쪽으로 향하도록, 개구(125)는 챔버(110) 내로 돌출하는 상부 에지 부분(125.1)과 가스 분배관의 내부 표면 내로 후퇴된 하부 에지 부분(125.2)를 나타낸다. 초기에 투입 물질(M)이 챔버 내로 유입되는 동안에, 그리고 물질의 처리 동안에, 투입 물질의 파티클들은 통과하고 주변 표면(124)과 접촉한다. 특히 투입 물질(M)이 금속 부분 또는 유사한 것을 포함하고 있는 경우들에, 물질이 통과하는 동안에 그리고 그것들이 입구 유닛들과 접촉하게 되는 동안에 투입 물질의 그런 부분들이 개구들 내에 들어가거나 거기서 갇히게 되지 않는 방식으로, 가스가 흘러가는 개구들(125)을 디자인 하는 것이 유리하다. 또한 도 3에 도시된 입구벽 표면(150) 위에 그리고 도 5에 도시된 유입 표면(180) 상에 위치된, 가스가 흘러가는 다른 개구들(155 및 185)는 이런 방식으로 디자인될 수 있다.
도 1에 바텀 플레이트가 열분해 동안에 챔버 내로 유입된 투입 물질(M)을 지지하도록 의도된, 바닥 표면(135)을 위로 향하게 하는 하부 말단벽 부분(113) 옆의 챔버(110)에 배열된 바텀 플레이트(130)가 추가로 도시되어 있다.
바텀 플레이트(130)는 유입관(104.1)과 자켓(111.1)의 자켓 내부 표면 사이에서 확장된다. 바텀 플레이트는 가스밀봉성의 방식으로 바람직하게는 리액터의 하부 말단벽 부분(113)과 리액터 자켓의 원통 모양의 부분(116) 사이의 전이부(111.2) 옆의 부분에 있는, 자켓의 내부 표면에 연결된 원형의 외부 주변 에지(131)을 가진다. 바텀 플레이트(130)는 가스밀봉성의 방식으로 유입관(104.1)의 끝을 둘러싸고 그것에 연결된 내부 주변 에지(132)를 가진 중앙의 원형 개구를 가진다. 중심축을 향해 내부로 기울고 물질을 지지하는 아래를 향하는 바닥 표면(135)을 형성하기 위해, 바닥은 평면이고 중심축(105)에 배열되는 것이 바람직하다. 그것으로 인해, 챔버 내로 유입된 투입 물질(M)은 자동적으로 가스 분배관(121)을 향하는 방향으로 바꾸어진다. 바텀 플레이트의 외부 주변 에지(131)는 이런 방식으로 바텀 플레이트의 내부 주변 에지(132)보다 높은 위치에 수직으로 배열된다. 바텀 플레이트(130)는 방사상으로 향해진 접합부분을 따라 가스밀봉성의 방식으로 연결된 원의 호의 형태를 가진 2-8의 부분들로 이루어질 수 있다. 이런 방식으로 구획(136)은 바텀 플레이트(130)과 챔버의 하부 말단벽 113의 사이에 형성된다.
바텀 플레이트(130)는 바텀 플레이트의 외부 주변 에지(131)의 가까이에 배열된 가스를 이동하는 슬릿(137)으로 디자인된 가스 유입 수단(120)을 포함한다. 슬릿(137)은 방사상으로 방향이 향해지고, 동일한 형태를 가지며, 서로 나란히 중심축으로부터 동일한 거리에 배열된다. 물론 전체 바텀 플레이트에 걸쳐 슬릿을 동일하게 분배하는 것도 생각해 볼 수 있다. 가스를 이동시키는 슬릿은 챔버 내로 유입된 투입 물질로 가스를 공급하기 위해 의도된다.
가스 유입을 챔버의 바닥 옆에 배치하는 장점은 가스가 아래로부터 투입 물질에게 공급된다는 것이다. 그것은 가스의 향상된 분배로 이끌고 가스라 투입 물질을 통해 비-방사상으로, 바람직하게는 비스듬히 또는 물질을 통해 한 각도에서 흘러가는 것을 확실히 한다. 이것은 열분해의 효율성을 증가시키는데 기여한다. 바텀 플레이트(130)에 배열된 가스 유입 수단을 통해 공급되는 가스는 경사지게 또는 대각선 방향으로 투입 물질(M)을 통해 자켓의 내부 표면(111.1) 상에 배열된 가스 배출 수단(160)으로 통과한다. 그것은 처리의 기간을 줄이고 특히 처리 동안에 이미 분쇄된 투입 물질의 열분해에 기여한다.
하부 유입 수단(104.1)을 통해 중심축과 공동축을 가지고 확장하고 유입 수단으로의 가스 공급을 위한 상부 유입 수단(122.2)을 향하는 유입관(104.2)가 도 2에 제시된다. 하부 입구 유닛(122.1)은 입구 유닛의 하부 단부로 향하고 홀(106.1)을 갖춘 플랜지(106)를 갖는 바텀 플레이트의 내부 주변 에지(132)로 연결되는 유입관(104.1)로부터의 가스가 공급된다. 홀(106.1)은 바텀 플레이트(130) 하의 구획(136) 안으로 열리고 바텀 플레이트(130) 아래 구획(136)과 하부 입구 유닛(122.1)을 연결시키는 가스를 전송시키는 통로를 형성한다. 바텀 플레이트(130)의 슬릿(137)과 가스 분배관의 하부 입구 유닛(122.1)은 이런 방식으로 공통의 유입관(104.1)을 갖는다. 유입관(104.1)을 통해 공급되는 가스는 이런 방식으로 가스가 흘러가는 입구 유닛의 개구들(125)을 가로질러서 뿐만 아니라 바텀 플레이트의 슬릿(137)을 가로질러서 분배된다. 이것은 양호한 모니터링과 리액터의 하부 부분으로의 가스의 흐름을 조절하는 좋은 기회로 이어진.
도 3은 본 발명에 따른 리액터의 가스 유입 수단(120)이 방해받지 않는 방식으로 가스가 챔버 내로 유입되어진 투입 물질(M)으로 공급될 수 있도록, 배열된 가스가 통과하는 개구들(146)을 도시하는, 가스 라인 장치들(140)의 세트를 포함하는 장치의 제2 실시예를 보여준다. 가스 라인 장치(140)는 바텀 플레이트(130)에 수직으로 연결되도록 의도된 짧은 관(141)과 유사한 하부와 관(141)에 연결된 커버(143)과 유사한 순환적으로 원통 모양의 상부 부분을 갖는다. 순환적으로 원통모양인 부분, 커버(143)는 관(141)보다 더 큰 직경을 가지고 물질을 지지하기 위한 평평한 상부 표면(144)를 보여준다. 그 표면은 위쪽을 향하고 챔버 안쪽으로 향한다. 그리고 챔버 내로 유입된 투입 물질과 접촉하도록 의도된다. 순환적으로 원통모양 부분은 또한 바텀 플레이트(130)를 향하는 하부 표면(145)을 보여주고, 물질을 지지하는 상부 표면(144)에 평행하게 배열된다. 하부 표면(145)은 투입 물질의 파티클들의 가스가 흘러가는 개구들 안으로의 침투가 방지되도록, 바텀 플레이트(130)를 향해 아래로 향한 가스가 흘러가는 개구들(146)이 제공된다. 물질을 지지하는 커버의 상부 표면(144)과 하부 표면(145)은 원통 모양의 에지 부분(147)에 의해 통합되는데, 그것에 의해 내부의 텅 빈 구획(148)은 물질을 지지하는 측면, 하부 표면과 에지 부분 사이에서 형성된다. 가스 라인 장치, 관(141)의 하부 부분은 바텀 플레이트을 통해 가스가 흘러가는 홀을 가열된 불활성 가스를 챔버(110) 내로 유입된 투입 물질로 공급하기 위한 상기 텅빈 구획(148)을 통해 가스가 흘러가는 개구들(146)과 연결시킨다. 바텀 플레이트과 구획(136)에 있는 가스 라인 장치들(140)은 홀(106.1)을 통해 유입관(104.1)으로 연결되고, 이전에 설명된 것과 동일한 방식으로 가스가 공급된다.
바텀 플레이트에 배열된 모든 가스 라인 장치로의 고른 가스 분배를 달성하기 위해, 가스 라인 배열 장치(144) 내에 가스가 흘러가는 개구들(146)은 개구들을 통한 그것의 통과 동안에 가스를 위해 미리 결정된 흐름에 대한 저항이 달성되도록 디자인되는데, 그것에 의해 챔버(110) 내의 투입 물질에 걸친 가스의 압력 강하(dM)를 초과하는 압력 강하(dP)가 가스 라인 장치(144)에 걸쳐 생성된다.
가스 라인 장치들(140)에서 내에서 가스가 흘러가는 개구들(146)은 바텀 플레이트 상의 가스 라인 장치들(140) 내에서 가스가 흘러가는 개구들(146)을 가로질러 생성되는 압력 강하(dP)가 입구 유닛(122.1) 내에서 가스가 흘러가는 개구들(125)을 가로지르는 압력 강하에 대응하도록, 가스의 균등한 분배가 바텀 플레이트과 가스 분배관(121)의 하부를 가로질러 발생하도록 배열된다.
챔버 내의 다른 위치들로부터 투입 물질에 공급되는 가스의 흐름은 단순하게 가스의 흐름을 가스 분배관의 입구 유닛과 바텀 플레이트의 가스 유입 수단에 다르게 분쇄함으로써 조절된다. 예를 들어, 가스 분배관의 상부 입구 유닛(122.2)의 전체 흐름의 40%와 남아있는 흐름을 하부 입구 유닛(122.1)과 바텀 플레이트의 가스 라인 장치들(140)로 공급하는 것이 유리하다.
추가적인 실시예(도면에는 미도시)에서, 바텀 플레이트의 가스 유입 수단은 가스를 별도로 연결된 유입관(도면에는 미도시)을 통해 가스 방출 소스(102)로 전달하는 방식으로 연결된다. 바텀 플레이트에서 가스 유입 수단에 공급되는 가스는 그러면 별도로 모니터될 수 있다.
도 1에 도시된 리액터는 또한 자켓에 배열된 가스 유입관(129)을 포함한다. 가스 유입관(129)은 리액터의 상부 말단벽 부분(112)에 배열되는 것이 바람직하다. 가스 유입관(129)은 가스 방출 소스(102)으로부터의 가열된 불활성 가스를 챔버 내로 유입된 투입 물질 내로 유도한다. 다른 방향으로부터 가스를 공급하는 것이 유리하다: 투입 물질은 더 빠르게 열분해를 겪고 가스는 더 많은 방향으로 물질을 통해 통과하는데, 그것이 더 빠른 처리와 더 균등한 물질(M) 내의 열 분해에 기여한다.
도 3은 리액터 자켓의 내부 표면(111.1) 상에 배열된 입구벽 표면(150)을 포함하는 리액터의 가스 유입 수단(120)의 추가적 실시예를 보여준다. 가스를 공급하는 구획(151)이 입구벽 표면(150)과 자켓(111) 사이에 형성되도록, 입구벽 표면은 지속적으로 자켓으로부터 A의 거리에서 자켓의 완전한 내부 표면 주변에 지속적으로 배열된다. 입구벽(150)은 상부 말단벽 부분(112)에 나란한 자켓에 배열된 상부 단부(150.1)와 상부 배출 수단의 상부 말단벽과 연결되어 배열된 하부 단부(150.2)를 갖는다. 입구벽 표면의 하부 단부(150.2)가 바텀 플레이트(130)과 연결되어 배열되는 것도 고려될 수 있다.
입구벽 표면(150)에는 가열된 불활성 가스를 챔버(110)로 유도하기 위해 가스가 흘러가는 개구(155)가 구비된다. 도 3은 가스가 흘러가는 개구들(155)이 근본적으로 전체 입구벽 표면을 가로질러 균일하게 분배되는 것을 나타낸다.
하부 부분에서 투입 물질로 더 큰 가스 흐름을 공급하기 위해, 예를 들어 입구벽 표면에 상부 부분보다 더 많은 개구들이 공급되는 것과 같이, 입구벽 표면(150)을 가로질러 아래 방향으로 증가하는 수의 개구들을 가지고 가스가 흘러가는 개구들(155)을 분배하는 것도 고려할 수 있다. 투입 물질의 베드로의 가스의 균일한 공급을 달성하기 위해, 가스가 흘러가는 개구들(155)이 흐름에 대해 미리 정해진 저항이 개구들(155)을 통한 가스의 통과 동안에 달성되도록, 배열되는데, 가스가 흘러가는 개구들(155)을 가로질러 생성되는 압력 강하(dP)가 투입 물질을 통한 그것의 통과 동안의 가스의 압력 강하를 초과하도록, 그것에 의해 압력 강하(dP)가 가스가 흘러가는 개구들(155)에 걸쳐 생성된다.
투입 물질(M)의 베드는 열분해 동안에 입구벽 표면(150)과 접촉한다. 입구벽 표면(150)은 가스를 공급하는 구획(151)에 제공되는 가스에 의해 가열된다. 입구벽 표면(150)을 통과하여 챔버로 공급되는 가스는 아래 방향으로 투입 물질(M)을 거쳐 자켓의 내부 표면(111.1)에 배열된 가스 배출 수단(160)으로 지나간다. 이것은 특히 투입 물질의 상위 수준 Mstart가 가스 분배관의 상부 단부(121.2) 상에 상당히 수직으로 위치되고 처리과정의 초기단계에 유익하고, 가스 분배관로부터 공급되는 가스에 의해 효과적으로 처리될 수 없고 더 짧은 처리 시간으로 이끌게 되는 이유이다. 처리 시간이 지속됨에 따라, 물질들은 그 자체로 부서지고 입구벽 표면(150)의 상부 부분을 자유롭게 한다. 입구벽 표면(150)을 통해 유입된 투입 물질로 공급된 가스의 흐름은 더 낮거나 더 높은 흐름으로 제어되거나 또는 방해될 수 있다.
입구벽 표면(150)을 자켓(111)을 따라 배열하는 한 가지 이점은 가스의 흐름이 자켓에 배열된 가스 배출 수단을 향하는 방향으로 이끌리기 때문에, 가스 유입 표면(150)을 통해 공급되는 가열된 비활성 방법 가스가 효과적으로 투입 물질을 처리할 수 있다는 것이다.
입구벽 표면(150)의 가스가 흘러가는 개구들(155)을 가로질러 생성되는 압력 강하가 가스 분배관의 가스가 흘러가는 개구들(125)을 거쳐 생성되는 압력 강하에 상응한다는 것이다. 입구벽 표면(150)에서 가스가 흘러가는 개구들(155)의 개방 구역은 가스 분배관의 가스가 흘러가는 개구들(125)의 개방 구역에 상응한다. 가스가 흘러가는 개구들(155)의 입구벽 표면에 걸친 수와 분배는 베드에 걸쳐 가스의 적절한 분배가 달성되도록, 선택되고 제어된다.
도 5는 본 발명에 따른 리액터의 가스 유입 수단(120)이 리액터 자켓의 내부 표면(111.1)의 전체 내부 표면 주변에 (상부 말단벽 부분을 제외하고) 그리고 하부 말단벽 부분(113)의 내부 표면 상에 배열된 지속적 유입 표면(180)을 포함하는 장치의 실시 예를 보여준다. 리액터의 가스 배출 수단(160)은 리액터의 상부 말단벽 부분(112)에 배열된 가스 배출관(195)를 포함한다. 연속적인 입구벽 표면(180)은 벽 표면(181), 바닥 표면(182) 그리고 가스 분배관(183)을 포함한다.
가스 분배관(183)은 리액터의 중심축(105)와 공동축을 가지고 배열되고 타워로서 축의 방향으로 챔버 내로 확장된다. 그리고 바닥 표면(182)에 연결된 하부 단부 183.2와 수직의 방향의 리액터의 높이의 적어도 절반에 배역된 상부 단부(183.1)와 주변 표면(184)를 갖는다. 유입 표면의 바닥 표면(182)는 벽 표면(181)을 가스 분배관의 하부 단부 183.2와 연결하도록 배열된다. 가스를 공급하는 구획(186)이 유입 표면(180)과 자켓(111.1) 그리고 하부 말단벽 부분(113)의 표면 사이에 각각 형성되도록, 유입 표면(180)은 리액터의 자켓(111.1)과 하부 벽 단부 부분(113)으로부터 거리 A에 배열된다. 그것에 의해 가스 분배관(183)의 내부 표면은 또한 가스를 공급하는 구획(186)의 일부를 구성한다.
연속적인 유입 표면(180)은 가열된 비활성 가스를 챔버(110) 내부로 이끌기 위해, 가스가 흘러가는 개구들(185)이 제공된다. 가스가 흘러가는 개구들(185)는 완전한 유입 표면(180)을 걸쳐 분배되고 이전에 기술된 것과 동일한 방식으로 흐름에 대한 저항을 달성하도록 디자인된다. 가스의 흐름은 챔버(110) 내로 향해진 화살표에 의해 도 5에 표현된다.
유입관들(187.1 및 187.2)은 점선 Mstart 과 Mend로 나타내어진, 압력 하의 불활성 가스를 챔버(110) 내로 유입된 투입 물질(M)로 유도하기 위해 자켓(111)을 따라 배열된다. 도 5에서 가스를 공급하는 구획(186)이 분류벽(186.1)에 의해 챔버 내에서 상호적으로 다른 높이 수준에 있는 부분(188, 189)(상부 부분 188, 하부 부분 189)로 나누어지는 것이 도시되어 있다. 가스(101)를 챔버 내의 서로 다른 높이에 배열된 가스를 공급하는 구획(186)의 관련된 부분(188, 189)로 이끌기 위해, 부분들(188, 189)은 자켓에 배열된 별도로 연결된 유입관(187.1과 187.2)를 갖추고 있다. 가스를 공급하는 구획를 나누는 장점은 리액터 내의 다른 부분으로의 가스 흐름을 제어할 가능성이 증가하고 이런 방식으로 처리가 더 효과적으로 수행될 수 있다는 것이다. 물론, 가스를 공급하는 구획(186)은 구분하는 벽이나 구분 없이도 디자인될 수 있다. 챔버 내로 이끌어지는 가스는 완전한 유입 표면 부분의 가스가 흘러가는 개구들(185)의 모든 영역과 가스 분배관(183)에 배열된 가스가 흘러가는 개구들(185)를 거쳐 균일하게 분배된다.
개구들(185)의 수가 입구벽(180)에 거쳐 아래 방향으로 증가하도록, 가스가 흘러가는 개구들(185)가 입구벽(180) 전반에 분배되는 것이 도 5에 제시된다. 예를 들어, 리액터로 공급된 가스(101)의 더 큰 부분을 챔버의 상부 부분보다 챔버의 하부 부분으로 이끌기 위해, 입구벽의 하부 부분은 상부 부분보다 가스가 흘러가는 개구들(185)를 더 많이 가진다. 물론 이것은 다른 처리 시간에도 발생할 수 있다.
도 5의 리액터는 상부 말단벽 부분(112)에 있는 가스 배출관(195)를 보여준다. 챔버 내로 유입된 투입 물질로 공급된 가스는 가스 배출관(195)를 통해 챔버(110)으로부터 밖으로 이끌어진다. 가스의 흐름은 이런 방식으로 투입 물질의 베드를 통해 위쪽 방향으로 투입 물질을 통과해서 지나가는데, 그것에 의해 투입 물질은 효과적으로 열분해를 겪는다. 완전한 유입 표면(180)을 따라 바닥 표면(182)로부터 상부 말단벽 부분으로 공급되는 가스의 흐름의 한 가지 이점은 챔버의 바닥 표면(180) 옆의 투입 물질(M)로 공급되고 투입 물질의 베드를 통한 통과 동안에 냉각되는 (화살표로 표시된) 가스(101.1)가 연속적인 유입 표면(180)을 따라 더 높이 공급되는 (화살표로 표시된) 가스(101.2)의 흐름으로 열을 공급받는 것이다. 리액터의 하부에서 수증기화 되고 올라가는 가스와 함께 가스 배출관(195)로 옮겨지는 열분해 오일이 그것의 통과 동안에 투입 물질(M) 내에서 재응축하는 것은 이런 방식으로 방지되고, 이것이 탄소계의 찌꺼지 산물의 품질을 향상시킨다.
챔버(110) 내로 유입되어진 투입 물질(M)을 통해 지나가는 가스의 제거를 위한 배출 수단(160)이 도 1과 도 3에 제시된다. 가스 유입 수단(120)으로부터 공급되는 가스의 흐름은 투입 물질(M)을 통과해 지나가고 그것이 운반하는 열을 방출하는데, 그것에 의해 최저 저항의 법칙에 따라 가스는 배출 수단(160)을 향한 방향으로 흐른다. 배출 수단(160)의 목적은 더 효율적인 방법으로 수증기화된 열분해 오일을 회수하는 것이다.
도 6은 배출 수단(160)의 한 부분의 세부적인 모습을 보여주는데, 그것은 챔버(110) 내에 배열된(단순화의 이유로 한 개의 채널(170)로 도면에서 도시된) 가스-전송 통로(170.1-170.n), 배출 표면(162.1-162.n), 가스-안내 갭(163.1-163.n) 그리고 가스-안내 구획(164)을 포함한다. 배출 수단(160)은 또한 가스-전송 통로(170)로 연결된 리액터 자켓의 외부 표면 상에 배열된 배출관(166)을 포함한다.
배출 수단(160)은 바람직하게 가스 분배관의 상부 단부(121.2) 아래 종방향으로 위치된 상부 단부(160.1)와 바텀 플레이트(130) 옆에 배열된 하부 단부(160.2)를 가진다. 배출 수단(160)은 리액터(1)의 최소 하부 세 번째를 따라 자켓의 전체 내부 표면(111.1) 주변에 배열된다.
배출 수단(160)은 폴드가 제공된 출구벽 표면(165)으로서 디자인되고 투입 물질(M)의 베드와 접촉하도록 의도되고, 여러개의, 적어도 세 개 이상의 아래에 배열되고 가스를 전달하는 채널(170)과 직접 접촉하는 배출 표면(162.1-162.n)에 의해 형성된다. 각 배출 표면(162.1-162.n)은 챔버(110)을 향해 돌려지고 각각 상부와 하부 에지(169.1)과 169.2를 보여준다. 배출 표면(162.1-162.n)은 자켓의 완전한 내부 표면 주변에서 확장되고 자켓으로부터 멀리 배열되는데, 그것에 의해 가스를 전송하는 구획(164)는 외부 표면(162.1-162.n)과 자켓 사이에 형성된다. 배출 표면(162.1-162.n)은 바람직하게는 자켓의 내부 표면에 연결된 확장된 시트의 플레이트같은 요소로서 디자인 된다. 배출 표면(162.1-162.n)은 챔버 내의 상호적으로 다른 수직상의 높이에 그리고 자켓으로부터 상호 다른 거리에 배열된다. 배출 표면들(162.1-162.n)은 가스를 전송하는 갭(163.1-163.n)에 의해 형성된 폴드에 의해 나누어지는데, 거기서 갭은 서로에 이웃하게 배열된 두 배출 표면들 사이에 형성된다: 예를 들어, 도 6에 갭(163.2)이 배출 표면(162.1과 162.2) 사이에 형성되는 것이 도시되어 있다. 가스를 전송하는 갭(163.1-163.n)은 투입 물질(M)에서 방출된 수증기화된 열분해 오일을 담고 있는 열분해 가스(107)를 챔버(110)로부터 받아 밖으로 내보내도록 의도된다. 갭(163.1-163.n)은 가로로 배열되고 전체 자켓(111.1) 주변에서 확장되고, 그것은 서로서로 옆에 배열된 두 배출 표면들 사이의 챔버 내에서 방사상으로 방향을 향한 거리에 대응하는 갭 폭(b)를 가진다.
투입 물질의 관통하는 파티클들로부터 가스를 전송하는 갭(163.1-163.n)을 보호하기 위해, 외부 표면들(162.1-162.n)이 도 6에 지시된 바와 같이, 세로 방향으로 상호 서로 오버랩되는 것이 바람직하다. 배출 표면(162.1)의 하부 에지(169.2)는 아래 방향으로 옆의 이웃으로 배열된 외부 표면(169.2)의 상부 에지( 169.1)보다 내부 표면(111.1)로부터 더 큰 거리에 배열된다. 그리고 상부 배출 표면(162.2)이 세로 방향으로 하부 배출 표면의 상부 에지와 겹치도록 하기 위해, 상부 배출 표면(162.1)의 하부 에지(169.2)는 아래로 확장되고 하부 배출 표면(162.3)의 상부 에지(169.1)보다 더 낮은 높이에 배열된다. 상부 배출 표면(162.1)의 하부 에지 표면(169.2)은 이런 방식으로 챔버의 필링 동안에 그리고 투입 물질이 그 자신으로 부서지는 과정 동안에 투입 물질의 파티클들이 갭으로 침투해 들어가는 것을 방지함으로써 가스를 전송하는 갭(163.2)을 보호한다.
갭(163.1-163.n)은 또한 투입 물질에 존재하는 파티클들이 가스가 자유롭게 갭(163.1-163.n)을 통해 지나가도록 허락될 때 가스로부터 분리되도록 하기 위해, 파티클 차단 수단(167)을 갖출 수 있다. 파티클-차단 수단(167)은 배출 표면(162.1-162.n)과 한 조각으로 배열되는데, 그것에 의해 배출 표면의 상부 그리고/또는 하부 에지(169.1, 169.2)는 적절한 프로파일이 제공되고 파티클-차단 수단들이 갭의 완전한 폭을 가로질러 확장하고 이웃하는 배출 표면과 접촉하는 그런 방식으로 접혀진다. 갭(163.1-163.n)은 도 6에서 이중 파티클-차단 수단(167)이 도시되어 있다.
배출 수단(160)의 출구벽 표면(165)는 몇 개의 이로운 기능들을 갖는다. 배출 표면(162.1-162.n)과 자켓(111.1) 사이에 형성된 가스-전송 구획(164)는 자켓을 따라 가스를 전송하는 채널(170)을 향하는 방향으로 가스를 전송하는 갭(163.1-163.n)과 배출관(165)로부터 열분해 가스(107)를 이끈다. 수증기화된 열분해 오일을 포함하는, 가스를 전송하는 가장 가까운 하부 갭을 통해 바텀 플레이트(160)로 유도되어 나가지고, 보통 배출관(166)을 향하는 방향으로 가스를 전송하는 구획(164)를 통과하 지나가는 열분해 가스(107)은 열분해 가스가 투입 물질의 더 큰 부분을 통과해야만 하고 이런 방식으로 더 냉각되어야만 하는 리액터 내의 더 높은 곳에 위치한 투입 물질을 통해 지나가는 열분해 가스의 흐름보다 더 높은 온도를 갖는다. 이것은 가스를 전송하는 구획(164)를 통해 지나가는 밖을 향해 묶인 더 뜨거운 열분해 가스(107)에 의해 가열되는 출구벽 표면(165)로 이끈다. 배출 수단(160)의 방향으로 리액터 내의 더 높은 수준에 위치한 투입 물질을 통해 지나가는 열분해 가스의 흐름은 가열된 표면(165)를 만나는데, 그것에 의해 열분해 가스의 온도와 흐름의 속고 그리고 투입 물질 내의 수증기화된 열분해 오일의 압축이 피해진다. 이것은 탄소계 최종 산물의 향상된 품질로 이끈다.
가스를 전송하는 배출 수단의 구획(164)가 배출 부분((164.1 및 164.2))로 나누어지는 것이 도 3에 제시되는데, 그곳에서 각 배출 부분은 투입 물질로부터 열분해 가스(107)의 회수를 위해, 각각 별도의 연결된 채널(170.1 및 170.2)를 통해 가스를 전송하고, 가스를 각각 별도의 연결된 채널(166.1 및 166.2)로 전송하는 방식으로 연결된다. 가스를 전송하는 구획(164)은 가스를 전송하고 자켓 주변에서 균일하게 분배되는 네 개의 분출 영역들로 나누어지는 것이 바람직하다. (단지 두 개의 분출 영역만이 도 3에 도시되어 있다.) 예를 들어, 가스를 전송하는 구획(164)은 분류장치 또는 분출 영역들의 분류를 위한 중간 벽들이 제공될 수도 있다. 도 3에 분류장치는 점선으로 표시된다. 각 분출 영역 (164.1 및 164.2)는 각각 가스를 전송하고 관련된 분출 영역 내에 배열된 갭(163.1-163.n)을 통해 열분해 가스(107)을 받는다. 분출 영역 (164.1 및 164.2)는 "챔버 섹터"라고도 알려진, 관련된 분출 영역에 이웃하는 챔버 내의 영역에 배치된 투입 물질(M)의 부분으로부터 열분해 가스(107)를 이끈다. 그리고 이런 방식으로 수증기화된 열분해 오일을 포함하는 열분해 가스가 챔버로부터 부채꼴 방식(sectorwise manner)으로 제거되는 것이 달성된다. 예를 들어, 가스를 전송하는 구획(164)는 분류장치 또는 분출 영역들의 분류를 위한 중간 벽들이 제공될 수도 있다. 도 3에 분류장치는 점선으로 표시된다. 각 분출 영역 (164.1 및 164.2)는 각각 가스를 전송하고 관련된 분출 영역 내에 배열된 갭(163.1-163.n)을 통해 열분해 가스(107)을 받는다.
채널(170.1 및 170.2)는 근본적으로 수평이고 배출 수단의 상부 단부(160.1) 옆에 배열되고, 챔버(110)으로부터의 열분해 가스(107)의 회수를 위해, 그것들은 가스를 전송하는 구획(164)를 각각 배출관(166.1 및 166.2)로 연결한다는 것이 도 3에 도시되어 있다. 배출관(166.1 및 166.2)는 배출 수단의 상부 끝에 있는 자켓에 배열되고, 배출관들이 자켓의 주위에 배열된 두 그룹으로 나누어 지는 것이 바람직하다. 대안적으로, 배출관들은 뜨거운 처리 가스를 멀리 보내기 위해 주변에 균일하게 분배된다. 배출관(166.1 및 166.2)의 각각은 투입 물질의 베드를 통한 가스의 흐름을 통제하기 위한 조절 수단 또는 밸브가 갖추어져 있다. 채널(170.1 및 170.2)는, 각각 열결된 배출관(166.1 및 166.2)를 가지고, 섹터와이즈 방식으로 챔버(110)으로부터 열분해 가스(107)을 이끌도록 배열된다. 투입 물질(M) 을 통해 공급되어진 가스(101)의 흐름의 방향은 이런 방식으로 배출 수단(160) 내에 포함된 흐름을 조절하는 밸브들이나 다른 장치들과 같은, 조절 수단의 규제를 통해 조절될 수 있다.
본 발명에 따르면, 리액터 1을 가진 장치는 또한 가스 유입 수단(120)을 통해 챔버(110)으로 공급되는 가열된 불활성 가스(101)를 위한 그리고 관련된 가스 배출 수단을 통한 챔버(110)으로부터 이끌어 나가지는 수증기화 된 열분해 오일을 포함하는 열분해 가스(107)을 위한 방법 매개변수들이 조절되고 모니터 될 수 있게 되는, 조절과 모니터링 회로를 포함한다. 장치는 센서와 센서 수단들이 제공되는데, 그것들의 도움으로 열분해 가스(107)의 다양한 요소들과 그들의 관련된 양들이 측적되고 분석될 수 있다. 또 그로 인해 리액터 내의 투입 물질이 다양한 구성요소들의 미리 결정된 수준을 포함하는 열분해 가스(107)을 방출하는 한, 그리고 열분해 가스(107)의 온도가 미리 결정된 수중을 달성하는 한 열분해 방법이 유지되고 실행된다.
가스 유입 수단(120)과 관련된 유입관은 처리 시간 동안에 가스의 공급과 가스 분배관으로의 가스의 흐름, 바텀 플레이트 상의 가스 유입 수단 그리고 입구벽 또는 입구벽 표면이 모니터되고, 조절되고, 증가되고, 감소되고, 방해되고 또는 방향이 재설정 될 수 있도록 하기 위한, 조절 수단들을 보여준다. 예를 들어, 상부 가스 유입(129)와 가스 분배관(121)로 공급되는 가스의 동일한 흐름을 위해, 상부 가스 유입(129)을 통해 리액터로 그리고 가스 분배관(121)로 공급되는 가스의 흐름은 첫 단계에서는 50/50으로 분배될 수 있다. 상부 가스 유입을 통해 공급되는 가스의 흐름은 그 후에 투입 물질의 상부 부분을 처리한다. 가스의 상부 공급이 방해되고 가스의 완전한 흐름이 가스 분배관(121)과 바텀 플레이트(130)을 통해 공급되도록, 처리 기간 동안에 그 비율은 변화될 수 있다. 다른 압력 강하(dP)가 가스 유입 수단들이 배열된 챔버의 다른 영역에 배열되어 가스가 흘러가는 개구들(125, 146, 155, 185)에 걸쳐 달성되도록 하기 위해, 리액터 1로의 가스의 전체 흐름을 가스 분배관들(121, 183), 바텀 플레이트(130)에 있는 가스 유입 수단(120) 그리고 입구벽 표면(150) 또는 유입 표면(180)으로 서로 다르게 분배함으로써, 방법을 조절하는 것도 생각해 볼 수 있다. 공급되는 가스는 열분해 처리가 효과적인 방식으로 수행되도록, 이런 방식으로 분배되고 조절될 수 있다. 그리고 부분적으로 처리되고 그 자체로 분해된 그런 투입 물질은 다른 영역에서의 투입 물질보다 더 많은 가스가 공급될 수 있다.
열릴 수 없는 고정된 바닥을 가진 리액터 챔버(110)을 디자인함으로써, 리액터가 예를 들어, 컨테이너의 바닥의 커러를 통하는 것과 같은, 전통적인 방식으로 비우는 것을 허락해야만 한다는 것을 고려할 필요 없이, 작동 조건들이 최적화되는 것이 달성된다. 열분해 과정이 끝난 후에, 리액터 챔버(110)을 비우는 것이 리액터의 상부 말단벽 부분 부분(112)에 배열된 열려질 수 있는 상부 커버(115)를 통해 낮추어지는 선션-작동 제거 장치를 통한 흡입에 의해 제거되는 고체 탄소-함유 최종 산물을 통해 수행된다.
본 발명에 따른 방법은 따라서 리액터 내의 탄소계의 찌꺼기가 열분해 오일에서 자유로운 것을 달성한다. 모든 조직들은 장치 내의 분해된 타이어의 열분해 처리 동안에 수증기화된다.
가스 유입 수단(120)에 가장 가깝게 놓여있는 물질은 처음에 열분해 처리 동안에 수증기화된다. 바텀 플레이트(130)은 과정 동안에 따뜻하게 되고, 열분해 처리는 가장 빠르게 챔버의 바닥 옆에서 발생한다. 투입 물질은 열분해를 겪고 그리고 다공성의 탄소계의 최종 생산품으로 변환된다. 압력의 저하는 처음에는 투입 물질의 처리된 영역에서 더 낮을 것이고, 그 후에 이 영역은 함께 압착된다. 그것에 의해 흐름에 대한 저항은 증가하고, 공급된 가스(101)은 더 낮은 압력의 저하를 갖는 투입 물질, 예를 들어 비처리 물질의 베드에 있는 영역을 향해 흘러간다.
본 발명은 위에서 설명되고 도면들에 도시된 것에만 한정되는 것이 아니다: 이는 첨부된 특허 청구항의 범위 내에서 몇몇 다른 방식으로, 변화되고 수정될 수 있다.

Claims (39)

  1. 열분해를 통해 유기 투입 물질로부터 탄소 및 탄화수소 화합물의 재활용을 위한 장치로서,
    - 자켓(111) 및 상부 및 하부 말단벽 부분(112,113)에 의해 정의되는 챔버(110)를 포함하고, 분쇄된 형태의 챔버 투입 물질(M)이 도입되는, 리액터(1)
    - 상기 투입 물질로 가열된 불활성 가스(101)의 공급을 위한 가스 유입 수단(120)으로서, 상기 가스 유입 수단과 결합된 유입관들(104, 129, 187.1, 187.2)을 통해 가스 방출 소스(102)로 가스를 전달하는 방식으로 연결되는 가스 유입 수단(120),
    - 상기 챔버(110) 외부로 가스를 유도하기 위한 가스 출구들(160)을 포함하고,
    - 상기 가스 유입 수단(120)은 개구들(125, 146, 155, 185)을 포함하여 가스가 통과하는 상기 개구들을 통해 상기 챔버(110) 내로 상기 가스(101)를 공급하도록 의도되고,
    - 이에 의해 가스가 통과하는 개구들(125, 146, 155, 185)이 상기 챔버 내로 도입된 투입 물질(M)이 통과하는 동안 가스의 압력 강하(dM)를 초과하는 압력 강하(dP)가 가스의 공급 동안 생성되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 유입 수단(120)은 챔버(110) 내부로 축방향으로 연장되는, 중앙에 배치된 가스 분배관(121)을 포함하고, 상기 가스 분배관은 가스가 통과하는 개구들(125)을 나타내는 입구 유닛들(122.1, 122.2)을 포함하고, 상기 입구 유닛들(122.1, 122.2)은 상기 가스 분배관이 원뿔대 형태를 나타내도록 디자인된 것을, 포함하는, 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스가 통과하는 상기 개구들(125)은 상기 가스 분배관의 주변 표면(124) 전체에 걸쳐 균등하게 분포된 것을, 포함하는, 장치
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가스가 통과하는 상기 개구들(125)은 상기 가스 분배관의 하부 단부단 전체에 걸쳐 하부 방향으로 개구들 수가 증가하면서 분포되는 것을, 포함하는, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분배관의 상부 단부단(121.2)은 상기 리액터 높이의 절반보다 더 높은 레벨로 배치되는 것을, 포함하는, 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스가 통과하는 개구들(125, 155, 185)은 투입 물질(M)이 상기 유입 수단으로 침투하는 것을 방지하도록 배치되고, 상기 가스가 통과하는 각각의 개구(125, 155, 185)는 상부 돌출 에지 부분(125.1) 및 하부 함몰 에지 부분(125.2)을 나타내는 것을, 포함하는, 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버(110)는 투입 물질(M)을 지지하도록 의도된 바텀 플레이트(130)를 나타내고, 상기 바텀 플레이트(130)는 상기 가스 분배관의 하부 단부단(121.1)을 둘러싸는 내부 주변 에지(132) 및 상기 자켓의 내측 표면(111.1)에 연결되는 외부 주변 에지(131)를 가지며, 상기 하부 말단벽 부분(113)과 바텀 플레이트(130) 사이에 구획이 형성된 것을, 포함하는, 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바텀 플레이트(130)는 가스 유입 수단(120)을 포함하는, 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 가스 유입 수단은 상기 바텀 플레이트의 주변 에지(131)를 따라 배치되는 가스를 전달하는 슬릿들(137)을 포함하는 것을, 포함하는, 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 유입 수단(120)은 상기 바텀 상에 배치되며 가스가 통과하는 적어도 하나의 개구(146)를 나타내는 가스 라인 장치들(140)을 포함하여 가스(101)가 방해받지 않는 방식으로 챔버(110) 내에 도입된 투입 물질(M)에 공급될 수 있는 것을, 포함하는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    각각의 가스 라인 장치(140)는 상기 챔버(110)와 마주보는 상부 표면(144) 및 상기 바텀 플레이트(130)를 향하는 가스가 통과하는 적어도 하나의 개구(46)를 포함하는 하부 표면(145)을 나타내는 것을, 포함하는, 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최하부 입구 유닛(122.1) 및 바텀(130)에 배치되는 가스 유입 수단(120)은 가스 방출 소스(102)로부터 가스의 공급을 위한 공통 유입관(104.1)을 갖는 것을, 포함하는, 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 유입 수단(120)은 상기 자켓의 내측 표면(111.1)에 배치되는 입구벽 표면(150)을 포함하고 가스를 공급하는 구획(151)이 입구벽 표면과 자켓 사이에 형성되고, 가스가 통과하는 개구들(155)이 챔버 내로 도입된 투입 물질(M)로 가스의 공급을 위한 입구벽 표면(150)에 배치되는 것을, 포함하는, 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 입구벽 표면(150)은 상부 말단벽 부분(112)의 옆에 자켓(111)에 배치되는 상부 단부단(150.1) 및 배출 수단(160)과 연결되어 배치된 하부 단부단(150.2)를 갖는 것을, 포함하는, 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 입구벽 표면(150)은 상부 말단벽 부분(112) 옆에 자켓(111.1)에 배치되는 상부 단부단(150.1) 및 상기 바텀 플레이트(130)와 연결되어 배치된 하부 단부단을 갖는 것을, 포함하는, 장치.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    입구벽 표면(150)에 배치된 가스가 통과하는 개구들(155)의 총 면적은 가스 분배관(124)의 주변 표면(124)에 배치되는 가스가 통과하는 개구의 총 면적에 대응하는 것을, 포함하는, 장치.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    가스가 통과하는 상기 개구들(155)은 상기 입구벽 표면(150) 전체에 걸쳐 균등하게 분포된 것을, 포함하는, 장치.
  18. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    가스가 통과하는 상기 개구들(155)은 상기 입구벽 표면(150) 전체에 걸쳐 하부 방향으로 개구들의 수가 증가하면서 분포된 것을 포함하는, 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 유입 수단(120)은 상기 하부 말단벽 부분(113)과 상기 자켓의 전체 내측 표면(111) 주위에 배치되는 연속적인 입구 표면(180)을 포함하고, 주변 표면(184)을 드러내는 가스 분배관(183)을 포함하여 가스를 공급하는 구획(186)이 입구 표면(180)과 자켓(111) 사이에 형성되며 각각 하부 말단벽 부분(113)을 포함하여 가스가 흐르는 개구들(185)이 챔버(110) 내로 도입되는 투입 물질(M)로 가스(101)의 공급을 위해 입구 표면(180)에 배치되는 것을 포함하는, 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    가스가 흐르는 상기 개구들(185)은 상기 입구 표면(180) 전체에 걸쳐 하부 방향으로 가스가 흐르는 개구들(185)의 수를 증가시키면서 분포된 것을 포함하는, 장치.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    가스를 공급하는 상기 구획(186)은 챔버(110) 내에 서로 높이 레벨이 상이하게 배치되는 세그먼트들(188, 189)을 포함하고, 가스를 공급하는 구획(186) 내에서 관련 세그먼트(188, 189)로 가스(101)를 유도하기 위해 관련 세그먼트들은 분리된 결합 유입관들(187.1, 187.2)을 갖추고 있는 것을 포함하는, 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    가스가 흐르는 개구들(185)은 각각의 세그먼트(188, 189)의 하부 단부에 더 가까운 입구 표면(180) 전체에 걸쳐 하부 방향으로 개구들(185)의 수를 증가시키면서 분포된 것을 포함하는, 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출 수단(10)은 상기 자켓의 내측 표면(111.1)에 배치되는 일련의 출구 표면들(162.1-162.n)을 포함하는 출구벽 표면(165)으로 디자인되고, 상기 출구 표면들(162.1-162.n)은 상기 챔버(110) 내에서 서로 상이한 수직 높이들로 및 상기 자켓(111)으로부터 서로 상이한 거리들로 배치되는 것을 포함하는, 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 배출 수단은 상기 챔버(110)로부터 열분해 가스(107)를 밖으로 유도하기 위해 가스를 전달하는 일련의 갭들(163.1-163.n)을 포함하고, 갭((163.1-163.n)은 나란히 배치되는 2개의 출구 표면들(162.1-162.n) 사이에 형성되는, 장치.
  25. 제23항 또는 제23항에 있어서,
    각각의 출구 표면(162.1-162.n)은 상기 자켓의 전체 내측 표면(111.1) 주위로 확장되고 상기 자켓(111)으로부터 이격 배치되어, 가스를 전달하는 구획(164)이 상기 출구 표면(162.1-162.n)과 상기 자켓(111) 사이에 형성되는 것을 포함하는, 장치.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서,
    가스를 전달하는 각각의 갭(163.1-163.n)은 열분해 가스가 갭(163.1-163.n)을 자유롭게 통과하면서, 가스에 의해 이송되는 투입 물질(M)이 열분해 가스(107)로부터 분리되도록, 갭의 폭을 가로질러 확장되도록 배치되는 파티클-차단 수단을 갖추고 있는 것을 포함하는, 장치.
  27. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    나란히 배열된 출구 표면들(162.1-162.n)은
    투입 물질(M)의 파티클들의 침투로부터 가스를 전달하는 갭들(163.1-163.n)을 보호하기 위해 서로 수직 방향으로 상호 오버랩되는 것을 포함하는, 장치.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    가스를 밖으로 전달하는 상기 구획(164)은 가스를 밖으로 전달하는 출구 섹터들(164.1, 164.2)로 분할되고, 각각의 출구 섹터(164.1, 164.2)는 관련된 출구 섹터(164.1, 164.2)와 이웃하는 챔버 섹터 내에 위치하는 투입 물질(M)로부터 열분해 가스(170)를 밖으로 유도하는 것을, 포함하는, 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 가스 배출 수단(160)은 상기 자켓의 내측 표면(111.1)을 따라 횡방향으로 배치되는 가스를 전달하는 통로들(170.1, 170.2)을 포함하고, 각각의 출구 섹터(164.1, 164.2)는 상기 챔버(110)로부터 밖으로 열분해 가스(107)의 유도를 위한 분리된 관련된 배출관(166.1, 166.2)에 가스를 전달하는 분리된 관련된 채널(170.1, 170.2)을 통하여 가스를 전달하는 방식으로 연결되는 것을, 포함하는, 장치.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구벽 표면(165)의 상부 단부단은 상기 가스 분배관의 상부 단부단(121.2) 아래에 종방향으로 배치되고, 상기 출구벽 표면(165)의 하부 단부단은 상기 리액터의 하부 말단벽 부분(113) 옆에 있는 바텀 플레이트(130)에 연결되는 것을, 포함하는, 장치.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 배출 수단(160)은 상기 리액터 자켓의 상부 말단벽 부분(112)에 배치되는 가스 배출관(195)을 포함하는 것을, 포함하는, 장치.
  32. 열분해를 통해 유기 투입 물질로부터 탄소 및 탄화수소 화합물들을 재활용하기 위한 방법으로서,
    - 자켓(111) 및 상부 및 하부 말단벽 부분들(112, 113)에 의해 정의되는 챔버(110)를 포함하는 리액터(1) 내로 분쇄된 형태로 투입 물질을 도입하는 단계,
    - 투입 물질의 열분해 처리를 위해 챔버로 가열된 불활성 가스(101)를 가스 유입 수단을 통해 공급하는 단계,
    - 가스 배출 수단(160)을 통해 챔버(110) 외부로 열분해 가스(107)를 유도하는 단계를 포함하고,
    상기 가스 유입 수단(120)은 챔버(110)로 가스(101)가 공급되도록 가스가 흐르는 개구들(125, 146, 155, 185)을 포함하고,
    이에 의해 챔버(110) 내에 도입되는 투입 물질(M)을 가로질러 가스의 압력 강하(dM)를 초과하는 가스(101)의 공급 동안 압력 강하(dP)가 가스가 흐르는 개구들(125, 146, 155, 185)에 걸쳐 생성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 가스(101)는 중심축(105)을 따라 배치되고 가스가 흐르는 개구들(125, 185)을 포함하는 가스 분배관(121, 183)을 통하여 챔버(110) 내에 도입되는 투입 물질(M)로 공급되고, 이에 의해 상기 가스(101)가 투입 물질(M)을 통하여 상기 자켓의 내측 표면(111)에 배치되는 가스 배출 수단(160)으로 방사상으로 유도되는 것을 포함하는, 방법.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서,
    상기 가스(101)는 상기 챔버의 바텀 플레이트(130) 옆에 배치되는 가스가 흐르는 개구들(146)을 포함하는 가스 유입 수단(120)을 통하여 챔버 내로 유도되는 투입 물질(M)로 공급되어, 상기 가스가 상기 자켓의 내측 표면(111)에 배치되는 가스 배출 수단(160)으로 투입 물질(M)을 통하여 경사지게 또는 대각선 방향으로 유도되는 것을 포함하는, 방법.
  35. 제32항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스(101)는 가스가 흐르는 개구들(155)을 드러내는 입구벽 표면(150)을 포함하는 가스 유입 수단(120)을 통하여 챔버 내로 도입되는 투입 물질(M)로 공급되고, 상기 가스 배출 수단(160) 위에 있는 자켓의 내측 표면에 배치되어, 상기 가스가 입구벽 표면(150)으로부터 투입 물질(M)을 통하여 하부 방향으로 상기 자켓의 내측 표면(111.1)의 더 아래쪽에 배치되는 가스 배출 수단(160)으로 유도되는 것을 포함하는, 방법.
  36. 제32항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스는 가스가 흐르는 개구들(185)을 드러내고 자켓의 하부 말단벽 부분과 전체 내측 표면 주위에 배치되는 연속적인 입구 표면(180)을 통하여 상기 챔버(110) 내로 도입되는 투입 물질(M)로 공급되고, 가스 분배관을 둘러싸는 주변 표면은 상기 입구 표면의 일부이고, 이에 의해 상기 가스는 연속적인 입구 표면으로부터 투입 물질을 통하여 상부 방향으로 상부 말단벽 부분에 배치되는 가스 배출관으로 유도되는 것을 포함하는, 방법.
  37. 제32항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구벽 표면(165)은 가스를 밖으로 전달하는 구획(164)을 통해 유도되는 열분해 가스(107)에 의해 가열되고, 이에 의해 상기 가스 배출 수단(160) 옆에서 상기 투입 물질 내에서 증발된 열분해 오일의 응축이 방지되는 것을 포함하는, 방법.
  38. 제32항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출 수단(160)에 포함되는 제어 수단의 제어를 통하여 상기 투입 물질(M)을 통하여 공급된 가스(101)의 흐름의 방향의 제어를 통해 상기 챔버(110) 내에서 부채꼴 방식으로 열분해에 의해 상기 투입 물질(M)이 처리되는 것을 포함하는, 방법.
  39. 제32항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버 내로 도입되는 투입 물질(M)의 처리 시간 동안 상기 가스 분배관(121, 183), 상기 바텀 플레이트(130)에 있는 상기 가스 유입 수단(120) 및 상기 입구벽(150) 및/또는 상기 입구벽 표면(180)에 공급되는 가스의 흐름이, 모니터되고, 제어되고 전송되는 것을 포함하는, 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE538794C2 (sv) 2014-05-20 2016-11-29 Ses Ip Ab C/O Scandinavian Enviro Systems Ab Anläggning och förfarande för återvinning av kol och kolväteföreningar från organiskt insatsmaterial genom pyrolys.
US10221359B2 (en) * 2016-09-20 2019-03-05 Anthony Phan Biomass treatment process and apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090091320A (ko) * 2006-12-05 2009-08-27 벵트-스투레 에르스하그 열분해를 위한 반응기 그리고 열분해를 위한 반응기를 충전하고 비우기 위한 방법
KR20140032460A (ko) * 2011-06-28 2014-03-14 안드리츠 인코포레이티드 리그노셀룰로즈 물질의 반탄화를 위한 시스템

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US698129A (en) * 1900-12-13 1902-04-22 American Sugar Refining Company Storage-tank.
US1509275A (en) * 1921-01-03 1924-09-23 Economic Carbonization Company Vertical retort
US1772819A (en) * 1924-02-01 1930-08-12 The Corporation Producer-gas apparatus
US1748187A (en) * 1924-06-07 1930-02-25 Ott Adolf Arrangement for heating coke ovens
GB239069A (en) * 1924-10-13 1925-09-03 Jackson Res Corp Process of distilling carbonaceous material
US1843174A (en) * 1927-10-22 1932-02-02 Elmer H Records Coal distillation apparatus
GB509966A (en) * 1938-10-05 1939-07-25 Gracieuse Anne Louisa Hennebut Process for the continuous distillation of cellulosic material, and apparatus for carrying out this process
US2655470A (en) * 1951-01-23 1953-10-13 John W Clark Apparatus for treating carbonaceous material
US4003683A (en) * 1975-01-16 1977-01-18 Urban Research & Development Corporation Apparatus for pyrolytic treatment of solid waste materials to form ceramic prills
US4030984A (en) * 1975-06-12 1977-06-21 Deco Industries Scrap-tire feeding and coking process
AT349432B (de) * 1976-12-30 1979-04-10 Waagner Biro Ag Gasverteiler in schuettgutbehandlungs- einrichtungen
US4407700A (en) * 1982-06-14 1983-10-04 Conoco Inc. Injector for calciner
US4550669A (en) * 1982-08-03 1985-11-05 Sam Foresto Burning apparatus with means for heating and cleaning polluted products of combustion
US5157176A (en) * 1990-07-26 1992-10-20 Munger Joseph H Recycling process, apparatus and product produced by such process for producing a rubber extender/plasticizing agent from used automobile rubber tires
SE513063C2 (sv) * 1998-08-21 2000-06-26 Bengt Sture Ershag Förfarande vid återvinning av kol och kolväteföreningar från polymeriskt material, företrädesvis i form av kasserade däck, genom pyrolys i en pyrolysreaktor
FR2931162B1 (fr) * 2008-05-13 2010-08-20 Carbonex Procede et dispositif de carbonisation
KR101026859B1 (ko) 2008-12-01 2011-04-06 전영민 폐타이어 재활용 방법
FI123497B (fi) * 2010-08-20 2013-05-31 Timo Nylander Menetelmä polttoaineen valmistamiseksi orgaanisesta jätteestä tai biomassasta sekä kaasutuslaitos
CA2845126C (en) * 2011-09-23 2017-01-17 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Hydrocarbon conversion process
SE538794C2 (sv) * 2014-05-20 2016-11-29 Ses Ip Ab C/O Scandinavian Enviro Systems Ab Anläggning och förfarande för återvinning av kol och kolväteföreningar från organiskt insatsmaterial genom pyrolys.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090091320A (ko) * 2006-12-05 2009-08-27 벵트-스투레 에르스하그 열분해를 위한 반응기 그리고 열분해를 위한 반응기를 충전하고 비우기 위한 방법
KR20140032460A (ko) * 2011-06-28 2014-03-14 안드리츠 인코포레이티드 리그노셀룰로즈 물질의 반탄화를 위한 시스템

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