材料處理的改進(jìn)的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明，提供了一種處理材料的方法，所述材料諸如有機(jī)涂層的廢物和包括生物質(zhì)、工業(yè)廢物、城市固體廢物和污泥的有機(jī)材料，所述方法包括：將包含待處理的材料的第一材料容器料筒（12）附接到處理室（14）；在氧氣減少的環(huán)境下在處理室（14）中加熱材料以便生成氣體；將氣體從處理室（14）引導(dǎo)到處置室（20），處置室（20）內(nèi)的氣體被加熱以破壞其中的任何揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）；將來(lái)自處置室（20）的氣體再循環(huán)回到處理室（14）；以及在第一操作模式下，通過(guò)使氣體流通通過(guò)包含待處理的材料（50）的第二材料容器料筒（28，30）來(lái)改變從處置室（20）再循環(huán)到處理室（14）的氣體的濕氣含量。
【專利說(shuō)明】材料處理的改進(jìn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料處理的改進(jìn)，且具體地涉及批量處理廢物以生成合成氣或其它可燃?xì)怏w的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]利用爐來(lái)批量處理諸如廢物的材料在現(xiàn)有技術(shù)中有文獻(xiàn)記載，特別是在以Perry等人的名義提交的專利申請(qǐng)W02006/100512中有所記載。
[0003]在這類材料的處理方法中，廢物材料在氧氣減少的環(huán)境下在大型旋轉(zhuǎn)爐中加熱，使其有機(jī)成分熱解或氣化以生成可燃?xì)怏w。
[0004]該氣體隨后經(jīng)由管道引導(dǎo)到處理室內(nèi)，在該處理室內(nèi)氣體的溫度被升高。在處理室內(nèi)，所生成的氣體要么被焚燒以生成熱廢氣，從所述熱廢氣可回收能量(例如在鍋爐的熱交換中)；要么可選地所生成的氣體可以不使它們?nèi)紵姆绞奖患訜醽?lái)破壞其中的任何揮發(fā)性有機(jī)化合物(V0C)，并且所得到的合成氣體(通常被稱為合成氣)可接著被直接使用或存儲(chǔ)以供將來(lái)在例如合成氣發(fā)動(dòng)機(jī)中使用。
[0005]這種設(shè)備可用于處理任何包含有機(jī)材料的材料，例如生物質(zhì)、工業(yè)廢物或不可用的固體廢物。這類材料通常具有高的濕氣或水分含量，但是這并不妨礙過(guò)程的執(zhí)行，形成其生產(chǎn)效率，因?yàn)樵诒惶幚淼牟牧系臏囟冗_(dá)到會(huì)發(fā)生氣化的溫度之前必須從材料驅(qū)除濕氣/水分。由于水具有100°c的蒸發(fā)溫度，被處理的材料的溫度被保持在低溫下一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，以在氣化或熱解開(kāi)始之前驅(qū)除水分。
[0006]取決于處理參數(shù)，尤其是取決于氣化或熱解是否正在發(fā)生，會(huì)有必要稍后在所述過(guò)程中將水添加到系統(tǒng)以生成蒸汽。在熱解過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)基本上不存在氧氣。因此，從被處理的材料釋放的碳原子不被燃燒且在爐中和氣流中以煤煙的形式存在。這情況部分地由煤煙與從被處理的材料釋放的水分起反應(yīng)而緩解，因?yàn)樗衷跍囟认屡c煤煙起反應(yīng)可生成氫氣和一氧化碳。然而，從被處理的材料釋放的水分是可變的和不可預(yù)知的。
[0007]本發(fā)明的目的至少部分地在于緩解上述的一些問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種處理材料的方法，所述材料諸如有機(jī)涂層的廢物和包括生物質(zhì)、工業(yè)廢物、城市固體廢物和污泥的有機(jī)材料，所述方法包括:將包含待處理的材料的第一材料容器料筒附接到處理室；在氧氣減少的環(huán)境下在處理室中加熱材料以便生成氣體；將氣體從處理室引導(dǎo)到處置室，處置室內(nèi)的氣體被加熱以破壞其中的任何揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC);將來(lái)自處置室的氣體再循環(huán)回到處理室；以及在第一操作模式下，通過(guò)使氣體流通通過(guò)包含待處理的材料的第二材料容器料筒來(lái)改變從處置室再循環(huán)到處理室的氣體的濕氣含量。
[0009]在優(yōu)選實(shí)施例中，第二材料容器料筒中的材料處于低于100°C的溫度，以使得氣體內(nèi)的濕氣在所述第二材料容器料筒內(nèi)冷凝，從而降低氣體的水分含量。所述第二材料容器料筒中的材料的溫度優(yōu)選在20°C到60°C的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述第二材料容器料筒中的材料的溫度通過(guò)氣體再循環(huán)而從其環(huán)境溫度升高到不超過(guò)65°C的溫度，但是應(yīng)該理解的是超過(guò)65°C的溫度也不會(huì)妨礙系統(tǒng)發(fā)揮作用。
[0010]通過(guò)將氣體流通通過(guò)所述第二材料容器料筒(其在低于濕氣凝結(jié)溫度的溫度)，再循環(huán)氣體中的至少一些濕氣將在所述第二材料容器料筒內(nèi)冷凝。隨著第二材料容器料筒中的濕氣凝結(jié)，第二材料容器料筒中的材料的溫度升高，但不會(huì)升高到足以使得濕氣從第二材料容器料筒中的材料釋放的溫度。
[0011]在替代性的操作方法中，所述第二材料容器料筒中的至少一些材料升高到約100°c的溫度，以使得濕氣從所述至少一些材料中蒸發(fā)來(lái)增加氣體的濕氣含量。以這種方式，通過(guò)使得再循環(huán)氣體流通通過(guò)所述第二材料容器料筒，可以增加再循環(huán)氣體中的濕氣含量。
[0012]優(yōu)選地，在所述方法保持第二材料容器料筒處于低于100°c溫度的情況下，所述方法進(jìn)一步包括:在第二操作模式下，通過(guò)使得再循環(huán)氣體從處置室流通通過(guò)第三材料容器料筒到達(dá)處理室來(lái)增加氣體的濕氣含量。優(yōu)選地，第三材料容器料筒中的材料的溫度通過(guò)再循環(huán)氣體升高到約100°c的溫度，以使得濕氣從其中蒸發(fā)。以這種方式，再循環(huán)氣體中的濕氣含量可通過(guò)以第一操作模式或第二操作模式操作而可減少或增加。
[0013]所述方法還可進(jìn)一步包括:在另一操作模式下，將再循環(huán)氣體從處置室直接引導(dǎo)到所述處理室。以這種方式，當(dāng)濕氣含量既不需要減少也不需要增加時(shí)，再循環(huán)氣體旁路繞過(guò)第二和第三材料容器料筒兩者。
[0014]優(yōu)選地，所述方法還包括監(jiān)測(cè)氣體中的濕氣含量，并且選擇性地以操作模式之一操作，以便在氣體中保持預(yù)定的濕氣含量。
[0015]優(yōu)選地，所述方法包括監(jiān)測(cè)在所述處理室中所生成的氣體性質(zhì)，以確定其中的材料何時(shí)被完全處理。這可包括監(jiān)測(cè)氣體中的氫氣含量以及一氧化碳含量的一個(gè)或多個(gè)。當(dāng)從所監(jiān)測(cè)的氣體性質(zhì)確定處理室中的材料已被完全處理時(shí)，則所述方法優(yōu)選地進(jìn)一步包括:將所述第一材料容器料筒從所述處理室取出，以及將第三材料容器料筒附接到處理室以便處理其中的材料。該方法優(yōu)選地進(jìn)一步包括用第二材料容器料筒替代第三材料容器料筒以及用包含在環(huán)境溫度下的待處理的材料的第四材料容器料筒替換第二材料容器料筒。根據(jù)上述方法，有時(shí)當(dāng)再循環(huán)氣體中存在過(guò)量濕氣時(shí)，再循環(huán)氣體可被轉(zhuǎn)移到第二材料容器料筒(其具有低于濕氣冷凝點(diǎn)的溫度)內(nèi)，以使得再循環(huán)氣體中的至少一些濕氣會(huì)在第二容器料筒內(nèi)凝結(jié)，從而降低再循環(huán)氣體的濕氣含量。隨著再循環(huán)氣體流通通過(guò)所述第二材料容器料筒，第二材料容器料筒內(nèi)的溫度升高，但被保持低于65°C，優(yōu)選具有在60°C至65°C的范圍內(nèi)的最高溫度。材料處理料筒通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)給，以使得當(dāng)包含當(dāng)前正被處理材料的材料容器料筒已經(jīng)完成其處理循環(huán)時(shí)，第二料容器料筒包含待處理的材料和冷凝水的混合物，則其接著變?yōu)榈谌牧先萜髁贤病Ｓ捎诋?dāng)其仍充當(dāng)冷凝器時(shí)料筒內(nèi)的材料溫度已經(jīng)升高到接近其蒸發(fā)點(diǎn)，如果其溫度通過(guò)引入更多的再循環(huán)熱氣體(即高于80°C的氣體)而進(jìn)一步升高，則不會(huì)需要大量的輸入能量來(lái)使該容器料筒內(nèi)的材料開(kāi)始蒸發(fā)。
[0016]在第一容器料筒的處理期間，即所述第一容器料筒通過(guò)再循環(huán)氣體加熱以使得其中的水分被蒸發(fā)從而滿足處理的濕氣含量要求時(shí)，在第三容器料筒中的大部分的濕氣已從其中的材料驅(qū)除以及所述料筒的溫度處于或高于水的蒸發(fā)溫度。當(dāng)所述第一材料處理料筒被完全處理時(shí)，其從處理室被取出，而當(dāng)前包含有最少量濕氣和接近100°c或更高溫度的廢物材料的第三材料處理料筒被附接到所述處理室以及對(duì)其中的材料進(jìn)行處理。
[0017]如現(xiàn)有技術(shù)中所述的那樣，先前的已知的循環(huán)一次僅僅處理一個(gè)料筒。這導(dǎo)致在過(guò)程的早期階段許多水分作為蒸汽被釋放(因?yàn)閺U物被加熱)，其需要大量能量(進(jìn)行干燥)，并從過(guò)程中被移除。廢物完成干燥后，現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)則缺乏朝向過(guò)程末進(jìn)行所需的濕氣，接著缺乏濕氣往往導(dǎo)致有必要將濕氣注入到過(guò)程(以將水添加到該過(guò)程的形式)中，或需要更復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)冷凝、過(guò)濾和清洗來(lái)自廢物的濕氣以供再次重新使用。在前一過(guò)程中，這必定存在能量損失，所述能量用于使得水冷凝以便從系統(tǒng)中免除和用于使得水蒸發(fā)以便將其重新添加回到系統(tǒng)中。在本發(fā)明中，當(dāng)緊接在材料容器料筒被處理之前在其內(nèi)完成冷凝和蒸發(fā)，熱量被保持在這些料筒內(nèi)而不從系統(tǒng)損失。此外，由于在材料被處理之前大部分濕氣已從所述材料驅(qū)除，將在附接到處理室的容器料筒內(nèi)的材料帶到處理溫度所需的時(shí)間由于該材料內(nèi)減少量的濕氣而大大減短，因而增加系統(tǒng)的循環(huán)效率。
[0018]在將材料容器料筒附接到處理室之前將大部分濕氣從待處理的材料移除的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是在一些廢物流中，特別是在可免除的固體廢物中，其濕氣/水分含量可高達(dá)廢物質(zhì)量的50%。如在如現(xiàn)有技術(shù)中所述的處理爐中，存在一次可處理的最大質(zhì)量的材料的限制，因此在將容器料筒附接到處理室之前通過(guò)降低濕氣含量可使得在每個(gè)循環(huán)中可處理更大量的干材料。
[0019]使用雙料筒來(lái)冷凝和蒸發(fā)濕氣的另一優(yōu)點(diǎn)是在之前的過(guò)程中，所捕獲的廢物濕氣將需要在另外的容器中進(jìn)行冷凝，在將濕氣再次注入到過(guò)程之前所述濕氣需要過(guò)濾和清洗。在當(dāng)前的過(guò)程中，上述在容器料筒中進(jìn)行，且通過(guò)平衡冷凝和蒸發(fā)來(lái)在過(guò)程中保持濕氣，而無(wú)需收集水。由于水在廢物容器料筒中冷凝并直接從其再次蒸發(fā)，因而在過(guò)程中重新使用(水)之前免除在貯罐中過(guò)濾和處理的必要性，從而降低資本成本、操作成本和系統(tǒng)復(fù)雜性。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于處理材料的設(shè)備，所述材料諸如有機(jī)涂層的廢物和包括生物質(zhì)、工業(yè)廢物、城市固體廢物和污泥的有機(jī)材料，所述設(shè)備包括:包含待處理的材料的第一材料容器料筒；處理室，其容納第一材料容器料筒以便在升高的溫度下處理其內(nèi)的材料從而生成氣體；處置室，其用于加熱氣體以便破壞其中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC);在處置室和處理室之間的第一管道裝置，其用于將熱氣體從燃燒室再循環(huán)到所述處理室；包含待處理的材料的第二材料容器料筒；在處置室和在其內(nèi)具有第二材料容器料筒的處理室之間的第二管道裝置；控制閥門裝置，其用于將氣體從處置室選擇性地引導(dǎo)通過(guò)第一管道裝置或第二管道裝置；以及控制器，其通過(guò)選擇性地將氣體轉(zhuǎn)向通過(guò)第三管道裝置來(lái)改變氣體的濕氣含量。
[0021]該設(shè)備還可包括:包含待處理的材料的第三材料容器料筒；在處置室和在其內(nèi)具有第三材料容器料筒的處理室之間的第三管道裝置；其中控制閥門裝置也選擇性地將氣體從處置室引導(dǎo)通過(guò)第三管道裝置；以及控制器配置成通過(guò)選擇性地將氣體轉(zhuǎn)向通過(guò)第二管道裝置來(lái)減少氣體的濕氣含量，以及通過(guò)選擇性地將氣體轉(zhuǎn)向通過(guò)第二管道裝置來(lái)增加氣體的濕氣含量。
[0022]該設(shè)備還可包括濕度傳感器，其用于檢測(cè)在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的氣體的濕氣含量。優(yōu)選地，所述控制器配置成操作所述閥門裝置以便在整個(gè)處理循環(huán)過(guò)程中保持預(yù)定的濕氣含量。控制器從濕度傳感器接收指示在系統(tǒng)中循環(huán)氣體的濕氣含量(其可直接或間接測(cè)量)的信號(hào)，并通過(guò)將實(shí)際計(jì)算的濕氣含量與預(yù)定的所需的濕氣含量進(jìn)行比較，控制器操作控制閥門裝置以使得氣體選擇性地轉(zhuǎn)向以便增加或減少其濕氣含量，從而獲得所需的預(yù)定濕氣含量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]現(xiàn)在將參照附圖并通過(guò)實(shí)例的方式來(lái)描述本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參照?qǐng)D1，物件組10是已知處理材料的方法的那些物件，例如在國(guó)際專利申請(qǐng)W02006/100512號(hào)中所示的那樣。這個(gè)系統(tǒng)的主要組件包括旋轉(zhuǎn)爐，其包括附接到處理室14的材料容器料筒12。在使用過(guò)程中，爐被旋轉(zhuǎn)而材料容器料筒內(nèi)的材料在爐內(nèi)翻滾且被加熱。管道16、18將爐連接到熱反應(yīng)器。熱反應(yīng)器20在其內(nèi)具有燃燒器，其提高在所述管道循環(huán)的氣體的溫度，并且憑借通過(guò)循環(huán)氣體的熱傳遞加熱爐中的內(nèi)容物。此外，熱反應(yīng)器20還把從被處理的材料釋放的氣體保持在升高了的溫度下一段停留時(shí)間，以確保其內(nèi)的任何揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)被破壞。
[0025]熱反應(yīng)器20可燃燒在爐中所生成的合成氣，或可選地，可加熱它們但不燃燒它們，以便它們可用于進(jìn)一步的下游使用。
[0026]離開(kāi)熱反應(yīng)器20的氣體具有通向熱交換器24的替代流動(dòng)路徑22，所述熱交換器24例如是用于生成蒸汽以便發(fā)電的鍋爐。
[0027]離開(kāi)鍋爐的氣體接著流通通過(guò)洗滌系統(tǒng)26，以確保所述氣體被適當(dāng)?shù)厍鍧崱ＨQ于熱反應(yīng)器20是否燃燒由爐所生成的合成氣體(合成氣)或者熱反應(yīng)器20是否只加熱所述氣體，離開(kāi)洗滌器的氣體要么是準(zhǔn)備好釋放到大氣中的廢氣，要么可選地，所述氣體將為清潔的合成氣，其可被存儲(chǔ)以便進(jìn)一步使用或可被直接使用，例如給用于發(fā)電的合成氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。
[0028]如前面所述，本系統(tǒng)的這個(gè)部分是本領(lǐng)域中已知的。當(dāng)操作這種系統(tǒng)時(shí)，在循環(huán)氣體中存在一定量的濕氣/水分是高度有利的，因?yàn)樵摑駳馀c從被處理的材料釋放的碳原子反應(yīng)并防止煤煙在系統(tǒng)內(nèi)堆積。然而，由于在大氣壓力下的水具有100°c的蒸發(fā)溫度，并由于處理壓力略高于大氣壓力，以及被處理的材料的氣化溫度通常遠(yuǎn)高于100°c，當(dāng)添加新的料筒時(shí)，將容器中的材料內(nèi)的濕氣轉(zhuǎn)換成蒸汽所需的時(shí)間使得爐的溫度上升被延遲。這導(dǎo)致在系統(tǒng)操作的早期存在大量的蒸汽，而在接近系統(tǒng)操作循環(huán)結(jié)束時(shí)存在非常少量的蒸汽。因此，稍后在循環(huán)期間通過(guò)將水注入到系統(tǒng)中而添加水可能有利于防止煤煙堆積。這在循環(huán)的早期含有大量的水而隨后在循環(huán)的后期缺水的情況可以通過(guò)在循環(huán)的后期將水引入來(lái)補(bǔ)償，但這樣做在系統(tǒng)中會(huì)導(dǎo)致低效率。
[0029]此外，旋轉(zhuǎn)爐在任一時(shí)間內(nèi)僅僅可處理一定重量的材料。由于希望處理的多種類型的材料例如城市廢物可能包含較多百分比的水分，因此這成為系統(tǒng)的材料吞吐量的限制因素。
[0030]下面的說(shuō)明描述了本發(fā)明如何改進(jìn)該公知的系統(tǒng)。[0031]本發(fā)明的系統(tǒng)在操作系統(tǒng)內(nèi)使用多個(gè)材料料筒12、28、30。這些材料容器12之一附接到爐，而其它兩個(gè)容器28、30在它們的另一開(kāi)放端部處附接到罩蓋32，所述罩蓋32具有附接到其的抽吸管道34、36以及氣體注入管道38、40。在材料容器28、30的上邊緣和罩蓋32的下表面之間形成氣密密封。抽吸管道和注入管道均在其內(nèi)具有閥門42、44。該閥門由控制器46控制，所述控制器46從至少一個(gè)傳感器48接收信號(hào)。出口管道34、36連接到在熱反應(yīng)器和爐之間的管道18，而入口管道38、40連接到在鍋爐24和洗滌器26之間的氣體流路分支的管道。
[0032]該系統(tǒng)操作如下。在循環(huán)的初始部分中當(dāng)容器12內(nèi)的材料釋放其水分時(shí)，控制器感測(cè)到在管道16、18內(nèi)循環(huán)的氣體具有過(guò)量的水分，并打開(kāi)閥門42。在處理循環(huán)的該部分中，溫度是相當(dāng)?shù)偷牟⒉牧习l(fā)生很少的氣化，因此系統(tǒng)所需的濕氣是較少的。在離開(kāi)鍋爐24之后，氣體具有大約90-220°C的溫度，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到鍋爐的輸出溫度將取決于鍋爐的設(shè)計(jì)和容量。
[0033]帶有濕氣的該氣體流通通過(guò)閥門42并進(jìn)入到處于環(huán)境溫度下的容器30內(nèi)。當(dāng)氣體與容器30內(nèi)的材料50混合時(shí)，其溫度降低到濕氣冷凝點(diǎn)以下，而其內(nèi)的濕氣在第一容器30內(nèi)冷凝，從而增加其水分含量。一旦所述氣體通過(guò)冷凝釋放其濕氣或其至少部分的濕氣，氣體經(jīng)由管道34和閥門42離開(kāi)容器30并重新進(jìn)入到在爐和熱反應(yīng)器20之間的再循環(huán)氣體路徑。通過(guò)以這種方式操作，濕氣可于早期從系統(tǒng)中除去，而當(dāng)容器30附接到爐時(shí)，容器30內(nèi)的材料在其處理循環(huán)開(kāi)始之前被預(yù)加熱。容器30保持在流通通過(guò)容器的氣體中的濕氣將會(huì)冷凝的溫度、其優(yōu)選低于65°C。
[0034]當(dāng)傳感器48感測(cè)到在系統(tǒng)內(nèi)再循環(huán)的所計(jì)算出的濕氣在所需水平下時(shí)，閥門42可被關(guān)閉以防止再循環(huán)氣體中濕氣/水分含量的進(jìn)一步減少。隨著處理循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行，系統(tǒng)內(nèi)再循環(huán)的濕氣將與從被處理的材料釋放的碳原子反應(yīng)而再循環(huán)氣體中的水分含量將減少。
[0035]當(dāng)檢測(cè)到上述時(shí)，控制器打開(kāi)閥門44，從而打開(kāi)流動(dòng)路徑以允許氣體通過(guò)材料容器28離開(kāi)鍋爐24并回到再循環(huán)氣體管路內(nèi)。容器28的溫度保持在70°C以上，以使得經(jīng)由管道40引入到容器的熱氣體至少局部地將其內(nèi)的材料的溫度升高到濕氣從材料釋放的溫度。因此，離開(kāi)容器28的氣體具有比進(jìn)入到容器28的氣體更高的濕氣/水分含量，并因此以該操作模式，通過(guò)使得熱氣體流通通過(guò)容器28離開(kāi)鍋爐的下游，可以增加在爐和熱反應(yīng)器20之間循環(huán)氣體的濕氣/水分水平。
[0036]該處理方法也將容器28內(nèi)的溫度升高到并保持在高于容器30的溫度。容器從左到右行進(jìn)通過(guò)該設(shè)備，這樣在處理循環(huán)結(jié)束時(shí)，容器12從處理室移除，而容器內(nèi)的任何材料根據(jù)材料的類型被丟棄，材料容器28從罩蓋32移除并附接到處理室14，材料容器30從罩蓋32移除并代替容器28，以及具有新的待處理的材料的新處理容器取代容器30的位置。雖然料筒30從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)被描述成物理移動(dòng)，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很好地意識(shí)到通過(guò)閥門歧管，容器30可替代性地代替容器28的過(guò)程，而不需要通過(guò)改變閥門42和44的操作順序來(lái)改變物理位置。
[0037]在材料容器28附接到處理室時(shí)，由于在被附接到處理室之前通過(guò)流通通過(guò)材料容器28的熱氣體導(dǎo)致其溫度將優(yōu)選地升高到70-120°C范圍內(nèi)，以及其內(nèi)的大部分濕氣在其處于先前的位置時(shí)將已被釋放。[0038]如上所述，在容器被附接到處理室14之前，大部分濕氣已經(jīng)從容器28內(nèi)的被處理的材料消耗掉，由爐處理的材料是比以其它可能的處理方式干燥得多的材料。由于該材料非常干燥，即濕氣/水分已被除去，爐可在任一時(shí)間處理更大質(zhì)量的干材料。
[0039]如將通過(guò)上面的描述可以理解到的那樣，連接在系統(tǒng)中的附加材料容器作為濕氣轉(zhuǎn)儲(chǔ)和存儲(chǔ)器來(lái)操作，濕氣可選擇性地從系統(tǒng)去除或添加到系統(tǒng)中，以便在材料容器內(nèi)的材料在整個(gè)處理循環(huán)中保持所需的濕氣/水分平衡。
[0040]由于不使用大量的初始能量從系統(tǒng)中除去水，然后也不必稍后將水添加到系統(tǒng)中，在將濕氣從系統(tǒng)中除去時(shí)不會(huì)具有使水蒸發(fā)的相關(guān)聯(lián)的能量成本，上述的系統(tǒng)顯著降低了系統(tǒng)能量消耗，本發(fā)明的系統(tǒng)在開(kāi)始全面處理之前利用蒸汽冷凝的潛熱來(lái)預(yù)熱另一批材料。此外，本發(fā)明的過(guò)程在整個(gè)過(guò)程中平衡了耗水量，并消除或減少了將附加的水引入到系統(tǒng)的需求。
[0041]然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到由于被處理的材料的水分含量將是可變的，如果起始材料太干，可能有時(shí)需要將附加的濕氣引入到系統(tǒng)內(nèi)，或如果起始材料太濕，可能有時(shí)需要從系統(tǒng)去除一些過(guò)量的水分。
【權(quán)利要求】
1.一種處理材料的方法，所述材料諸如有機(jī)涂層的廢物和包括生物質(zhì)、工業(yè)廢物、城市固體廢物和污泥的有機(jī)材料，所述方法包括: 將包含待處理的材料的第一材料容器料筒附接到處理室； 在氧氣減少的環(huán)境下在處理室中加熱材料以便生成氣體； 將氣體從處理室引導(dǎo)到處置室，處置室內(nèi)的氣體被加熱以破壞其中的任何揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC ； 將來(lái)自處置室的氣體再循環(huán)回到處理室；以及 在第一操作模式下，通過(guò)使氣體流通通過(guò)包含待處理的材料的第二材料容器料筒來(lái)改變從處置室再循環(huán)到處理室的氣體的濕氣含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第二材料容器料筒中的材料處于低于100°C的溫度，以使得氣體內(nèi)的濕氣在所述第二材料容器料筒內(nèi)冷凝，從而降低氣體的濕氣含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述第二材料容器料筒中的材料的溫度在20°C到65°C的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述第二材料容器料筒中的材料的溫度通過(guò)再循環(huán)氣體而從其環(huán)境溫度升高到不超過(guò)65°C的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第二材料容器料筒中的至少一些材料升高到約100°c的溫度，以使得濕氣從材料中蒸發(fā)來(lái)增加氣體的濕氣含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述方法進(jìn)一步包括: 在第二操作模式下，通過(guò)使得再循環(huán)氣體從處置室流通通過(guò)第三材料容器料筒到達(dá)處理室來(lái)增加氣體的濕氣含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于第三材料容器料筒中的材料的溫度通過(guò)再循環(huán)氣體升高到約100°c的溫度，以使得濕氣從其中蒸發(fā)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于: 在另一操作模式下，將再循環(huán)氣體從處置室直接引導(dǎo)到所述處理室。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述方法還包括: 監(jiān)測(cè)氣體中的濕氣含量，并且選擇性地以操作模式之一操作，以便在氣體中保持預(yù)定的濕氣含量。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述方法還包括: 監(jiān)測(cè)在所述處理室中所生成的氣體，以確定其中的材料何時(shí)被完全處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述方法還包括: 當(dāng)處理室中的材料已被完全處理時(shí)，將所述第一材料容器料筒從所述處理室取出，以及將第三材料容器料筒附接到處理室以便處理其中的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述方法還包括: 用第二材料容器料筒替代第三材料容器料筒。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述方法還包括: 用包含在環(huán)境溫度下的待處理的材料的第四材料容器料筒替換第二材料容器料筒。
14.一種用于處理材料的設(shè)備，所述材料諸如有機(jī)涂層的廢物和包括生物質(zhì)、工業(yè)廢物、城市固體廢物和污泥的有機(jī)材料，所述設(shè)備包括:包含待處理的材料的第一材料容器料筒； 處理室，其容納第一材料容器料筒以便在升高的溫度下處理其內(nèi)的材料從而生成氣體； 處置室，其用于加熱氣體以便破壞其中的揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC ； 在處置室和處理室之間的第一管道裝置，其用于將熱氣體從處置室再循環(huán)到所述處理室; 包含待處理的材料的第二材料容器料筒； 在處置室和在其內(nèi)具有第二材料容器料筒的處理室之間的第二管道裝置； 控制閥門裝置，其用于將氣體從處置室選擇性地引導(dǎo)通過(guò)第一管道裝置或第二管道裝置；以及 控制器，其通過(guò)選擇性地將氣體轉(zhuǎn)向通過(guò)第二管道裝置來(lái)改變氣體的濕氣含量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括: 包含待處理的材料的第三材料容器料筒； 在處置室和在其內(nèi)具有第三材料容器料筒的處理室之間的第三管道裝置； 其中控制閥門裝置也選擇性地將氣體從處置室引導(dǎo)通過(guò)第三管道裝置；以及控制器配置成通過(guò)選擇性地將氣體轉(zhuǎn)向通過(guò)第二管道裝置來(lái)減少氣體的濕氣含量，以及通過(guò)選擇性地將氣體轉(zhuǎn)向通過(guò)第三`管道裝置來(lái)增加氣體的濕氣含量。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括: 濕度傳感器，其用于檢測(cè)在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的氣體的濕氣含量。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于: 所述控制器配置成操作所述閥門裝置以便在整個(gè)處理循環(huán)過(guò)程中保持預(yù)定的濕氣含量。
【文檔編號(hào)】F26B25/00GK103827616SQ201280040231
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月21日
【發(fā)明者】瑞法特·阿爾·沙拉比, 奧菲尼爾·亨利·佩里, 約翰·特納 申請(qǐng)人:奇努克終極回收有限公司