熱轉化過程中沉積物以及副反應的減輕的制作方法

專利名稱：熱轉化過程中沉積物以及副反應的減輕的制作方法
技術領域：
本發明涉及熱解過程以及其它熱轉化過程，更具體地，涉及用于在熱解過程以 及其它熱轉化過程中減少沉積物并且減輕副反應的系統和方法。
背景技術：
生物質在大部分的人類歷史上是主要能源。在19世紀和20世紀期間，由于出 現礦物燃料的經濟性開發以及煤和石油產品的市場占有，世界上源于生物質的能量的比 例急劇下降。然而，世界上能量的約15%仍繼續源于生物質，并且在發展中世界中，生 物質對能量供應的貢獻接近38%。固體生物質(通常為木材或木材殘渣)通過熱的施加而被轉化為例如燃料或化 學品的有用產物。最常見的熱轉化示例是燃燒，其中加入空氣并且點燃全部生物質供給 材料，從而提供熱的燃燒氣體以便產生熱以及蒸汽。第二個示例是氣化，其中，小部分 的生物質給料利用空氣而燃燒，以便將其余的生物質轉化為可燃燃料氣體。已知被稱為 發生爐氣體的可燃氣體的作用如同天然氣一樣，但是通常其能量含量為天然氣的10%至 30%之間。熱轉化的最后一個示例是熱解，其中固體生物質在基本上沒有空氣的情況下 轉化為液體和木炭連同氣態副產物。在一般意義上，熱解或熱裂解指的是生物質、礦物燃料以及其它含碳給料通常 在轉化單元中在不使用直接燃燒的情況下、在熱作用下轉化為液體和/或木炭。少量的 可燃氣體也是典型的副產物。歷史上，熱解是相對緩慢的過程，在該過程中所產生的液 體產物是粘性焦油以及“熱解”液。在將產物蒸氣冷凝為液體產物的單元操作之前， 傳統的緩慢熱解通常在低于400°C的溫度下并且以若干秒至若干分范圍的處理時間進行。 對于一些用于木炭生產的緩慢熱解過程，處理時間能夠為若干小時。來自木材的緩慢熱 解的三種主要產物以重量計的分布大約是30% -33%的液體、33% -35%的木炭以及 33% -35%的氣體。被稱作快速熱解的更現代的熱解形式在二十世紀70年代后期被發現，當時研究 人員注意到從生物質獲得極其高產量的相對非粘性液體(即易于在室溫下流動的液體)是 可能的。實際上，如果適度提高熱解溫度并且允許在通常小于5秒的非常短的時間段中 進行轉化，則獲得輸入木材生物質材料的重量的大約80%的液體產量是可能的。一般而 言，滿足用于快速熱解的條件的兩個主要處理要求是供給生物質的非常高的熱通量連 同對應的生物質材料的高加熱率；以及跟隨著產物蒸氣的迅速驟冷的短的轉化時間。在 木材的快速熱解的條件下，三種主要產物的產量大約是70%-75%的液體，12%-14% 的木炭以及12% -14%的氣體。具有濃咖啡外觀的來自快速熱解的均質液體產物從那時 起即公知為生物油。生物油適合于作為燃料，用于在鍋爐中進行清潔且受控的燃燒，以 及用在柴油機和固定式渦輪機中。這與以非常低的產量生產出稠厚、低質量、兩相木 炭_水混合物的緩慢熱解形成鮮明對比。在實踐中，固體生物質的快速熱解造成其大部分固體有機材料瞬時轉變為蒸氣
5相。這種蒸氣相包含不可冷凝的氣體(包括甲烷、氫、一氧化碳、二氧化碳和石蠟)以 及可冷凝蒸氣。正是可冷凝蒸氣在冷凝時構成最終的液體生物油產物，并且該生物油產 物的產量和值受到下游采集和回收系統的方法和效率的很大影響。只要其仍在升高的溫 度下保持于蒸氣相，則快速熱解期間產生的可冷凝蒸氣就將繼續反應，因此必須在下游 過程中進行快速冷卻或“驟冷”。如果所需的蒸氣產物沒有在產生之后立即進行快速驟 冷，一些成分將裂化，從而形成較小分子量的餾分，例如不可冷凝的氣態產物，以及固 體木炭，而其它成分將重組或聚合為不需要的高分子量的粘性材料以及半固體。通常，在高于400°C的溫度下，蒸氣相成分將以可觀的速率繼續反應并且熱降解 將是明顯的。因此，如果要使得快速熱解過程在商業上是可行的，則極其重要的是，在 合適的反應時間之后使蒸氣流瞬時驟冷至低于大約400°C的溫度，優選地低于200°C并且 更優選地低于50°C。在規模擴大的商業性快速熱解系統中，這種對熱蒸氣流進行迅速冷 卻的要求是不易實現的。當執行迅速冷卻時，蒸氣流中的某些組分(尤其是重餾分)易 于在較冷的表面(即通至冷凝器的傳輸線和管道)上快速凝結，從而造成設備的沉積和 結垢，并且還導致大量暖液體的反應，其中額外的副聚合和熱降解會發生。因此，在這 些在熱反應溫度與較低的冷凝器溫度之間存在溫度梯度的區域中，關鍵的是，減輕冷凝 蒸氣沉積以及所伴隨的不期望的熱反應的發生。上述的冷凝和沉積現象也能夠適用于石 油、礦物燃料以及其它含碳給料的熱轉化(例如重油和柏油的熱改質)。因此，存在對減少這種沉積以及減輕副反應的系統和方法的需要。

發明內容
本發明描述了用于在熱解和其它熱轉化過程中減少累積性沉積以及不期望的副 熱反應的系統和方法。在實施方式中，系統包括被稱為鉆孔器的裝置，用于除去熱解過程的熱轉化與 冷凝操作之間的沉積產物。所述鉆孔器可以包括但不限于機械往復式桿或沖撞桿、機械 螺旋鉆、鉆頭、高溫擦拭器、刷子或沖壓器，以除去沉積物并防止副反應。可替代地或 附加地，所述鉆孔器可以使用蒸汽、產物氣體、再循環氣體、其它氣體射流或不可冷凝 的液體的高速簾或射流(即液壓或氣動流)，從而除去沉積物。優選地，所述鉆孔器在熱 解過程中除去沉積物，從而允許進行熱解過程的連續操作。本發明不限于涉及生物質給料的快速熱解的應用。本發明能夠用在經受快速熱 轉化的任何含碳給料的快速熱解或迅速裂解中，包括所有生物質、石油和礦物燃料給料 的熱轉化、煉制、氣化以及改質。而且，本發明不僅僅限于在熱轉化系統與冷凝系統之 間的應用，而是包括在熱過程中的存在熱梯度、并且產物是熱活性的且易于發生不期望 的沉積和副熱反應的其它區域。例如，存在這樣的情形出于各種不同目的而再循環至 熱轉化單元的產物氣體可能會包含一些易于發生沉積以及副熱反應的殘留蒸氣。本發明 還可以應用于防止這種情形的發生。通過以下結合附圖的更加詳細的描述，本發明實施方式的上述以及其它的優點
將變得清楚。


圖1是根據本發明實施方式的具有往復式沖頭的機械鉆孔器的示意圖。圖2示出了根據本發明實施方式的機械鉆孔器的沖頭的截面圖。圖3示出了根據本發明實施方式的機械鉆孔器的沖頭的主視圖。圖4示出了根據本發明實施方式的安裝于熱解過程中的機械鉆孔器。圖5是根據本發明實施方式的具有高壓噴嘴頭的機械鉆孔器的示意圖。圖6示出了根據本發明實施方式的高壓噴嘴頭的側視圖。圖7示出了根據本發明實施方式的高壓噴嘴頭的主視圖。圖8是根據本發明實施方式的具有螺旋鉆的機械鉆孔器的示意圖。圖9是根據本發明實施方式的具有鋼絲刷頭的機械鉆孔器的示意圖。
具體實施例方式圖1示出了根據本發明示例性實施方式的機械鉆孔器。在該示例性實施方式 中，鉆孔器構造為清除管線5中堆積的材料，所述管線5用于在熱解過程中將熱蒸氣流 輸送至冷凝柱或室7。2007年11月20日提交的名稱為“Rapid Thermal Conversion of Biomass (生物質的迅速熱轉化)”的序列號為No.11/943,329的共同待審的申請中給出了能 夠使用鉆孔器的示例性熱解過程的細節，該申請的申請文件通過引用而并入本申請中。熱蒸氣流沿方向9流經管線5，并且進入冷凝室7，熱蒸氣流在冷凝室7通過冷 卻液體而被驟冷，從而使熱蒸氣冷凝為液體產物。熱-冷界面區域在管線5與冷凝室7 之間的界面周圍形成。由于熱_冷界面區域，固體材料(未示出)在管線5中的沉積出 現在熱-冷界面區域中。在一個實施方式中，熱蒸氣流包括汽化生物質(例如木材)，該 汽化生物質使固體含碳材料在管線5中沉積在熱-冷界面區域中。隨著沉積材料堆積在 管線5中，蒸氣在管線5中的流動受到阻擋。在該實施方式中，當跨越熱-冷界面區域 的壓差達到一定水平時，啟動鉆孔器以在操作過程中從管線5清除沉積材料。參照圖1至圖3，鉆孔器包括桿或軸10 ；附連于桿10的一端的沖頭15 ；以及 機械聯接于桿10的另一端的用于使桿10和沖頭15在回縮位置23與延伸位置27之間以 往復運動方式運動的機械致動器20。示例性的機械致動器包括但不限于齒條和齒輪的、 液壓的或氣動的致動器。在該實施方式中，管線5包括以一定角度聯接于室7的進入口 35的區段30。通過允許重力將沉積物傳遞至鄰近的高速產物流中，所述角度有利于除去 沉積物。鉆孔器的沖頭15和桿10在管線5的該區段30內移動。機械致動器20安裝在 支架45上，所述支架45栓接于管線5的該區段30的閉合端。管線的聯接于蒸氣流源的 另一區段37在大致中點處聯接于管線5的區段30。在回縮位置23中，沖頭15定位于 管線5的區段30與37相聯接的區域的后面，從而當不使用鉆孔器時有利于熱蒸氣流經管 線5。鉆孔器包括密封件42，該密封件42在桿10進入管線5的位點處圍繞桿10設置。 密封件42在使管線5與外部密封隔絕開的同時允許桿10進行往復運動，從而維持該過程 與大氣之間的密封。密封件42可以包括機械密封件，或者例如使用石墨作為圍繞桿的填 裝材料的高溫填料壓蓋(glad)。參照圖2和圖3，沖頭15呈具有傾斜前邊緣17的大體圓筒形，以使可能堅硬并 且稍具粘性的沉積材料破碎。除了傾斜形狀，其它形狀或裝置也可以用于前邊緣。示例包括但不限于旋轉式螺旋鉆、切割頭、旋轉絲、刷子、高溫擦拭器、鉆頭等。沖頭15通 過焊接34于沖頭15的內表面和桿10上的四個輻條32附連于桿10。沖頭15可以使用 不同數目的輻條附連于桿10。在輻條32之間是開口 36，所述開口 36允許蒸氣流過沖頭 15。開口的橫截面積優選地為管線的總橫截面積的至少30%，并且更優選地為80%。這 些開口 36允許鉆孔器在蒸氣流經管線5的同時進行操作。結果，鉆孔器能夠從管線5清 除材料而不必停止熱解過程，從而允許連續操作。沖頭15與管線5的內壁之間的間隙優選地為0.125英寸至0.500英寸之間，并且 更優選地為0.250英寸。所述間隙應當小到盡可能多地對管線的橫截面積進行清除，但又 不至于小到致使沖頭15碰撞管線5的內壁。優選地，沖頭15、輻條32以及桿10由能夠承受管線5中的熱蒸氣環境的堅固高 強度材料制成。合適的材料包括但不限于不銹鋼合金。優選地，沖頭15的經受磨損的 區域由高強度合金制成并且/或者通過表面硬化進行處理。例如，碳化鎢硬質表面可以 應用于沖頭15。圖1示出了根據本發明實施方式的用于鉆孔器的控制系統105的圖。控制系統 105構造為當管線5中的沉積材料阻擋蒸氣流動的一定量時啟動鉆孔器。在該示例性實 施方式中，控制系統105包括定位于熱-冷界面區域的不同端部處的至少兩個壓力傳感器 IlOa和110b。控制系統105還包括聯接于壓力傳感器IlOa和IlOb以及鉆孔器的控制器 115，例如計算機系統。在操作過程中，控制器105使用來自壓力傳感器IlOa和IlOb的 壓力讀數來測量并且監控跨越熱_冷界面區域的差壓。隨著管線5中的沉積材料阻塞蒸 氣流動，差壓增加。當測量到的差壓(dP)達到預定水平(例如最大dP)時，控制器115 啟動鉆孔器并且起動清除操作，在該清除操作中，鉆孔器的沖頭15通過機械致動器20而 以往復運動方式運動，從而將沉積材料從管線5中清除。在蒸氣流經管線5以及沖頭15 的開口的同時，進行清除開口。這允許熱解過程在清除操作過程中繼續進行。優選地， 沖頭15的速度被控制成避免沖頭15對管線5造成碰撞損壞。例如，通過在鉆孔器的致動 器組件上使用針閥來對插入率或沖程率進行控制。沖程率被調節為限制對蒸氣和不可冷 凝的氣體流的干擾，同時使管路和相關聯的鉆孔器組件所受的機械應力最小化。通常， 沖程率被調節為小于50ft/s，更優選地為小于10ft/S，并且更加優選地為小于lft/s。控制 器115在清除操作過程中監控差壓，并且在差壓降落成低于指示管線5已清除的預定水平 時停止清除操作。當這種情況出現時，沖頭15回縮至回縮位置23。為了進一步使來自熱蒸氣流的材料的冷凝最小化，管線5可以是耐火材料襯里 或被隔離，以避免不期望的熱損失。此外，可以對管線5進行熱追蹤以維持所需的傳輸 線溫度，以進一步使可冷凝蒸氣的沉積最小化。管線溫度應當保持成高于400°C，優選地 高于450°C，并且更優選地高于高達需要進行驟冷的點的500°C。根據本發明該實施方式的鉆孔器提供若干優點。通過從管線清除沉積材料，鉆 孔器防止能夠導致系統停機的堵塞。而且，鉆孔器在操作過程中清除沉積材料，從而允 許進行連續的熱解過程。換句話說，熱解過程無需停止以便鉆孔器清除沉積材料。而 且，通過在過程期間保持管線清潔，鉆孔器在過程期間維持更一致的操作條件并且防止 由于堵塞而在管線中積累的高壓。圖4示出了聯接于旋風分離器12與冷凝室7之間的管線5的鉆孔器的示例。在
8該示例中，旋風分離器12使熱蒸氣流與在熱轉化過程中用來將給料(例如生物質)熱轉 化為熱蒸氣流的熱載體(例如沙)分離。冷凝室7使引入的熱蒸氣流快速驟冷為液體產 物，這產生了熱-冷界面區域。鉆孔器有利地將由于熱-冷界面區域而形成在管線5中 的沉積產物除去，并且由此防止了不期望的系統背壓的增加以及不期望的副反應。鉆孔 器可以位于在熱過程中的存在熱梯度、并且產物是熱活性的且易于發生不期望的沉積以 及熱副反應的其它區域。在圖5所示的另一個實施方式中，具有高壓噴嘴頭115的可移動鉆孔器使用高 速氣態、蒸氣或液體射流或流以除去冷凝產物蒸氣的沉積物。在這種情況下，所述流以 50至500英尺/秒(fps)的速度注射，以例如在熱-冷界面處或熱_冷界面附近從管線 移走冷凝產物。更優選地，使用100至200^s的速度，并且最優選地，使用處于100至 150fps范圍內的速度。在圖5所示的示例中，可移動高壓噴嘴頭115附連于桿110的端 部，在清除操作過程中，該桿的端部使噴嘴頭115在回縮位置123與延伸位置127之間移 動。桿110和噴嘴頭115可以經由氣動或液壓系統而移動。密封件142 (例如填料壓蓋) 在桿110進入管線的位點處形成圍繞管線的密封。在清除操作過程中，高速流自高壓噴 嘴頭115注射到管線中，以將沉積物從管線除去。噴嘴頭115接收穿過桿110中的流體 聯接于管線外的供應線138 (例如編織柔性線)的內腔的高速流。高壓流可以由空氣壓縮 機、再循環氣體(例如惰性副產物氣體流)蒸汽、氮或者其它氣態或蒸氣流來供應。圖6和圖7分別示出了根據本發明實施方式的噴嘴頭115的側視圖和主視圖。噴 嘴頭115包括多個注射孔122，所述注射孔沿著噴嘴頭115的錐形部125沿周向布置，以 用于將高壓流注射到管線壁上。噴嘴頭115通過多個支撐構件117附連于桿110。支撐 構件117具有流體聯接于桿的內腔112的內腔，以用于將高壓流供應至噴嘴頭115。支 撐構件117之間的開口 136允許熱解過程的熱蒸氣流在清除操作過程中流經噴嘴頭115。 這有利地允許鉆孔器將沉積物從管線壁清除而不必停止熱解過程。圖8示出了根據本發明另一個實施方式的鉆孔器。在該實施方式中，鉆孔器包 括轉動式螺旋鉆225 (例如螺旋軸)，以將沉積物從管線5清除。當鉆孔器被啟動時，桿 210使螺旋鉆225自回縮位置223延伸至延伸位置227，同時轉動螺旋鉆225以將沉積物 從管線中除去。能夠通過電動機、空氣驅動馬達或本領域內已知的其它驅動器轉動螺旋 鉆225。桿110和螺旋鉆225可以經由氣動或液壓系統在回縮位置與延伸位置之間移動。 可以以與圖1所示的實施方式類似的方式在感測到的壓差超過一定水平時啟動鉆孔器。 優選地，允許熱產物流流經螺旋鉆225的螺旋結構以用于熱解過程的連續操作。如圖9所示，在另一個實施方式中，使用具有鋼絲刷頭組件326的鉆孔器以擦刷 管線的壁，從而將冷凝產物蒸氣的沉積物除去。鋼絲刷頭組件325可以由例如不銹鋼的 耐高溫、柔性耐磨材料構成。當鉆孔器被啟動時，桿310使鋼絲刷頭325自回縮位置323 延伸至延伸位置327以擦刷管線壁。在該實施方式中桿310和刷頭325的移動可以經由 氣動或液壓系統進行。刷頭325能夠在進行旋轉動作的情況下或者在不進行旋轉動作的 情況下延伸和回縮。如果使用旋轉動作，則刷頭325能夠通過電動機、空氣驅動馬達或 本領域內已知的其它驅動器被轉動。可以使用過盈配合來將刷頭325裝配在管線內，從 而提供刷頭325與管線壁之間的足夠的接觸，以除去管線壁上的沉積材料。優選地，允 許熱產物流流經刷頭325，以用于熱解過程的連續操作。
螺旋鉆225或旋轉式刷頭325的轉動速度可以是10至500rpm，優選地是50至 250rpm,并且更優選地是50至150rpm之間。更優選的范圍使得沉積材料能夠充分減少， 同時減少了轉動設備的磨損。盡管已依據目前優選實施方式對本發明進行了描述，但是應當明白，本公開不 應被理解為是限制性的。在閱讀本發明的公開內容之后，毫無疑問地，各種替代形式和 變型對于本領域內的技術人員來說將會變得清楚。因此，所附權利要求旨在被理解為覆 蓋落入本發明的精神和范圍內的所有替代形式和變型。
權利要求
1.一種用于在熱解過程或其它熱轉化過程中除去沉積物的方法，包括在熱解過程或其它熱轉化過程期間除去熱_冷界面區域處或該熱-冷界面區域附近的 沉積物。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述熱-冷界面區域通過使蒸氣流驟冷而形成。
3.如權利要求1所述的方法，其中，所述熱-冷界面區域形成于熱反應器與冷凝室之間。
4.如權利要求1所述的方法，其中，所述沉積物積聚于管線內，并且所述除去步驟包 括使用鉆孔器從所述管線中除去所述沉積物。
5.如權利要求4所述的方法，其中，所述鉆孔器包括沖頭，并且所述除去步驟包括使 所述沖頭在所述管線內進行往復運動以除去所述沉積物。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述管線聯接于冷凝室，并且所述熱-冷界面區 域通過在所述室中使由所述管線供應的蒸氣流驟冷而形成。
7.如權利要求5所述的方法，其中，所述沖頭包括在所述除去步驟期間允許蒸氣流流 過的開口。
8.如權利要求4所述的方法，其中，所述鉆孔器包括螺旋鉆，并且所述除去步驟包括 使所述螺旋鉆在所述管線內轉動以除去所述沉積物。
9.如權利要求8所述的方法，其中，所述螺旋鉆以50rpm至250rpm之間的速率轉動。
10.如權利要求8所述的方法，其中，所述螺旋鉆以50rpm至150rpm之間的速率轉動。
11.如權利要求4所述的方法，其中，所述鉆孔器包括刷頭，并且所述除去步驟包括 使所述刷頭在所述管線內進行往復運動以除去所述沉積物。
12.如權利要求11所述的方法，其中，所述除去步驟進一步包括轉動所述刷頭。
13.如權利要求12所述的方法，其中，所述刷頭以50rpm至250rpm之間的速率轉動。
14.如權利要求12所述的方法，其中，所述刷頭以50rpm至150rpm之間的速率轉動。
15.如權利要求1所述的方法，其中，沉積物積聚于管線內，并且所述除去步驟包括 將氣態、蒸氣或液體流注射到所述管線中以除去所述沉積物。
16.如權利要求15所述的方法，其中，所述流以50至500英尺/秒(:φ8)的速度注射 到所述管線中。
17.如權利要求16所述的方法，其中，所述流以100至200龜8的速度注射到所述管線中。
18.如權利要求16所述的方法，其中，所述流以100至150龜8的速度注射到所述管線中。
19.如權利要求15所述的方法，其中，所述除去步驟進一步包括將所述氣態、蒸氣或 液體流自所述管線內的噴嘴頭注射到所述管線中。
20.如權利要求19所述的方法，其中，所述除去步驟進一步包括使所述噴嘴頭在所述 管線內從回縮位置延伸至延伸位置，同時從噴嘴頭注射所述氣態、蒸氣或液體流。
21.如權利要求1所述的方法，進一步包括在熱解過程中感測跨越所述熱_冷界面區域的壓差；以及當感測到的所述壓差達到一定水平時，在熱解過程或其它熱轉化過程期間除去所述 沉積物。
22.一種用于在熱解過程或其它熱轉化過程中除去沉積物的系統，包括管線，所述管線在熱解過程或其它熱轉化過程中在高溫區域與低溫區域之間進行流 體聯接；鉆孔器，所述鉆孔器聯接于所述管線，其中，所述鉆孔器構造為在熱解過程或其它 熱轉化過程中將沉積物從所述管線中除去。
23.如權利要求22所述的系統，其中，所述鉆孔器包括桿；沖頭，所述沖頭聯接于所述桿的一端；以及機械致動器，所述機械致動器聯接于所述桿的另一端，其中，所述機械致動器構造 為使所述桿和所述沖頭在所述管線內進行往復運動。
24.如權利要求23所述的系統，其中，所述沖頭包括適于允許蒸氣流流過的開口。
25.如權利要求24所述的系統，其中，所述開口占所述管線的總橫截面積的至少 30%。
26.如權利要求24所述的系統，其中，所述沖頭具有傾斜前端。
27.如權利要求22所述的系統，其中，所述鉆孔器包括桿；螺旋鉆，所述螺旋鉆聯接于所述桿的一端；以及機械致動器，所述機械致動器聯接于所述桿的另一端，其中，所述機械致動器構造 為使所述桿和所述螺旋鉆在所述管線內進行往復運動并轉動。
28.如權利要求22所述的系統，其中，所述鉆孔器包括桿；刷頭，所述刷頭聯接于所述桿的一端；以及機械致動器，所述機械致動器聯接于所述桿的另一端，其中，所述機械致動器構造 為使所述桿和所述刷頭在所述管線內進行往復運動。
29.如權利要求28所述的系統，其中，所述機械致動器進一步構造為使所述刷頭在所 述管線內轉動。
30.如權利要求22所述的系統，其中，所述鉆孔器構造為將氣態、蒸氣或液體流注射 到所述管線中以除去所述沉積物。
31.如權利要求22所述的系統，其中，所述鉆孔器構造為以50至500英尺/秒(fps) 的速度將所述流注射到所述管線中。
32.如權利要求31所述的系統，其中，所述鉆孔器包括桿，所述桿具有內腔；噴嘴頭，所述噴嘴頭聯接于所述桿的一端并流體聯接于所述桿的內腔，以用于將所 述流注射到所述管線中；以及機械致動器，所述機械致動器聯接于所述桿的另一端，其中，所述機械致動器構造為使所述桿和所述噴嘴頭在所述管線內進行往復運動。
33.如權利要求32所述的系統，其中，所述高壓噴嘴頭包括適于允許蒸氣流流過的開□。
34.如權利要求33所述的系統，其中，所述開口占所述管線的總橫截面積的至少 30%。
35.如權利要求22所述的系統，進一步包括第一壓力傳感器；第二壓力傳感器，其中，在所述第一壓力傳感器與所述第二壓力傳感器之間存在有 溫度梯度；以及控制器，所述控制器聯接于所述鉆孔器以及所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳 感器，其中，所述控制器適于監控所述第一壓力傳感器與所述第二壓力傳感器之間的壓 差，并且當監控到的所述壓差達到一定水平時啟動所述鉆孔器。
全文摘要
本發明描述了用于在熱解和其它熱轉化過程中減少累積性沉積以及不期望的副熱反應的系統和方法。在實施方式中，系統包括被稱為鉆孔器的裝置，用于除去在熱解過程的熱轉化與冷凝操作之間的沉積產物。所述鉆孔器可以包括但不限于機械往復式桿或沖撞桿、機械螺旋鉆、鉆頭、高溫擦拭器、刷子或沖壓器，以除去沉積物并防止副反應。可替代地或附加地，所述鉆孔器可以使用蒸氣、產物氣體、再循環氣體、其它氣體射流或不可冷凝的液體的高速簾或射流(即液壓或氣動流)，以除去沉積物。優選地，所述鉆孔器在熱解過程中除去沉積物，從而允許進行熱解過程的連續操作。
文檔編號F23J3/02GK102015133SQ200980114605
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月6日 優先權日2008年4月25日
發明者巴里·弗里爾, 杰弗瑞·霍普金斯 申請人:安辛可再生能源有限公司