[發(fā)明專利]氣化系統(tǒng)及其方法，以及廢物處理系統(tǒng)及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280060720.6
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103988021A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·尼克森;M·波特;J·惠特尼
• 申請（專利權(quán)）人: 塞爾馬-弗萊特公司
• 主分類號: F23K3/00
• 分類號: F23K3/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 過曉東

對相關(guān)申請的參考

本申請要求享有于2011年10月21日提交的第61/549,792號美國臨時(shí)專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部教導(dǎo)通過引證并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

一般來說，本發(fā)明涉及的是廢物處理系統(tǒng)以及適用于對含碳材料進(jìn)行氣化的方法，而且，尤其涉及的是這樣一些系統(tǒng)和方法，即，包含有熱螺旋式系統(tǒng)以及適用于在運(yùn)輸材料的同時(shí)相對于被運(yùn)輸?shù)牟牧线M(jìn)行熱傳遞。

背景技術(shù)

對低附加值的含碳廢物材料的處理是一個(gè)主要的挑戰(zhàn)和重要的問題。對于呈現(xiàn)為厚塊狀和/或處于潮濕狀態(tài)的具有高的含灰量的含碳廢物材料而言尤其成為問題。這些材料的各種實(shí)施例可以包括潮濕的生物固體(污泥)，或者來自于市政廢水處理工廠、市政固體垃圾(MSW)、稻殼、在例如木材碼垛廢物和林業(yè)廢物中的生物體，以及混合的或者分散的橡膠，塑料和/或紙張中的干的生物固體。

以下的表A中列舉的是含碳廢物材料的這些實(shí)施例的某些相關(guān)的特性的近似值。

正如我們可以從這一表格中看到的那樣，所有的這些含碳廢物材料的實(shí)施例都趨向于具有相對高的含灰量。除了稻殼之外的所有的這些材料和生物固體甚至在被破碎之后都呈現(xiàn)為塊狀材料。而且潮濕的生物固體和經(jīng)過處理的林業(yè)廢物的生物體都含有大量的水分。

出于處理的考慮，這些材料通常已經(jīng)經(jīng)過了焚化、填埋或者留作生物遞降分解的處理，而包含在其中的能量值不能得以利用。但是，由于它們所具有的高含水量，高含灰量和/或厚塊的粘稠度，因此，對這些材料進(jìn)行的處理將可能是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。具有高含水量的材料，例如，潮濕的生物固體和林業(yè)中的廢棄生物體，都會(huì)具有較大的重量和體積，而且，其會(huì)增加將這些材料轉(zhuǎn)運(yùn)到進(jìn)行焚化、填埋或者生物遞降分解的場所的費(fèi)用。因此，這些材料通常要進(jìn)行干燥處理，所述干燥處理是通過由天然氣推動(dòng)的干燥機(jī)來進(jìn)行的，從而可以減少它們的重量和體積。但是，這樣的處理需要燃燒額外的能源，從而導(dǎo)致出現(xiàn)費(fèi)用成本和污染的問題。而且，尤其是，在沒有進(jìn)行預(yù)先的干燥處理的情況下，一些潮濕的生物固體將很難被焚化，除非在焚化的過程中對其進(jìn)行燃燒處理。對于具有高含灰量的材料而言，通常情況下，在焚化過程中的大約1400F的溫度條件下，灰質(zhì)將會(huì)變得濕粘，從而需要頻繁關(guān)閉處理系統(tǒng)，以便對設(shè)備進(jìn)行清洗。而且，含有厚塊的材料是很難連續(xù)地和均勻地輸送到燃燒的處理過程中的。除此之外，含有厚塊的材料必須在燃燒溫度的條件下進(jìn)行相當(dāng)長時(shí)間的處理，直至完全燃燒為止，而且，具有高的含灰量的含有厚塊的材料容易形成灰質(zhì)的表面層，除非進(jìn)行機(jī)械性的攪動(dòng)，否則所述表面層將會(huì)對充分燃燒造成抑制的影響。更進(jìn)一步，一般來說，焚化和填埋的處理方案也面臨嚴(yán)重的公眾理解的難題。

對于含碳的廢物材料進(jìn)行處理的另外一種選擇是進(jìn)行氣化處理。這一方案通常能利用來自于材料(產(chǎn)生的煤爐氣的燃燒aka合成氣的形式)的某些能量，而且這一方案更有利于環(huán)境保護(hù)。與此同時(shí)，這樣的方案可以在較低的溫度(通常是低于大約100F的溫度)和較短的時(shí)間內(nèi)獲得灰質(zhì)的分離，同時(shí)，由于在排出的氣體中存在的較少的揮發(fā)性的有毒金屬(例如，鉛&砷)的最少量的灰渣，從而具有較小的空氣污染。但是，這一方案同樣也具有其不足之處。舉例來說，對于具有高含灰量的廢料而言，在氣化處理的還原條件中的低于1400F的溫度的情況下，灰質(zhì)會(huì)變得濕粘。

因此，人們可以了解到，現(xiàn)在需要一種更好的利于環(huán)境保護(hù)的方法來對具有高含灰量的處于厚塊狀態(tài)和/或潮濕的含碳廢物材料進(jìn)行處理的方法。本發(fā)明所主要解決的就是針對上述問題以及其他的問題的方案。

發(fā)明內(nèi)容

一般所描述的是，本發(fā)明涉及適用于含碳廢料的處理系統(tǒng)和方法。正如本文中所要描述的那樣，所述系統(tǒng)和方法可以用于對干燥的生物固體或者潮濕的污泥進(jìn)行處理。或者，所述系統(tǒng)和方法可以用于對其他的含碳廢料進(jìn)行處理，例如，谷殼、林業(yè)中的生物體、固體狀的市政廢物或者合成物。因此，人們可以理解的是，本文中所描述的適用于處理干燥的生物體和潮濕的污泥的各種實(shí)施方案都僅僅是出于進(jìn)行解釋說明的目的，而不應(yīng)當(dāng)被理解為是對本發(fā)明的限制。