CN101495808B - 带有横向传送***的水平取向气化器 - Google Patents

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Abstract

本发明描述一种用于将包括市政固体废物的含碳原料通过气化转化为产物气体的高效转化的方法和装置。更特别地，提供一种具有一个或多个用于移动材料使之通过气化器的横向传送***的水平取向气化器，从而允许气化过程的横向扩展，使得实现原料干燥、挥发和烧焦物至灰分转化的相继改善。

Description

带有横向传送***的水平取向气化器
技术领域
本发明涉及含碳原料气化领域，特别是涉及带有横向传送***的水平取向气化器。 
背景技术
气化是能将诸如市政固体垃圾(MSW)或煤的含碳原料转化为可燃气体的方法。该气体可被用来产生电、蒸汽或者作为产生化学品和液体燃料的基本原料。 
所述气体可能的应用包括：在锅炉中燃烧以产生蒸汽用于内加工和/或其它外在目标，或者通过蒸汽涡轮产生电；在燃气轮机或燃气发动机中直接燃烧以产生电；燃料电池；产生甲醇和其它液体燃料；作为进一步的原料用于产生例如塑料和肥料的化学品；提取氢和一氧化碳作为分离的工业燃料气；和其它的工业应用。 
一般而言，气化过程包括将含碳原料连同受控的和/或限制量的氧气和任选的蒸汽一起进料入加热的室(气化器)。与煅烧或燃烧——其操作过量的氧产生CO2、H2O、SOx、和NOx——相反，气化过程产生包括CO、H2、H2S和NH3在内的原料气组合物。在净化之后，主要目标气化产物是H2和CO。 
有用的原料能够包括任何市政垃圾、工业活动产生的废物和生物医药废物、污水、污泥、煤、重油、石油焦炭、重精炼残余物(heavy refineryresidual)、炼油厂废物、烃污染土壤、生物物质和农业废物、轮胎和其它有害废物。取决于原料的来源，挥发物可包括H2O、H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、H2S、NH3、C2H6、不饱和烃如乙炔、烯烃、芳族化合物、焦油、烃类液体(油)和烧焦物(炭黑和灰分)。 
当原料被加热时，水是离析出的第一种组分。当干燥原料的温度增加时，热解发生。在热解期间，原料被热分解以释放焦油、酚和易挥发烃类气体，同时原料被转化为烧焦物。
烧焦物包括由有机物质和无机物质组成的残留固体。在热解后，烧焦物比干燥原料具有更高的碳浓度，并且可作为活性炭的来源。在高温(>1,200℃)运行的气化器中或者在具有高温区的***中，无机物质被融化或玻璃化以形成称为炉渣的熔融玻璃样物质。 
因为炉渣处于融化、玻璃化状态，其通常被发现是无害的，并且其可被作为无害物质在垃圾填筑地上处理掉，或者作为矿石、路基或其它建筑材料卖掉。通过煅烧来处理废物物质是更不想要的，因为在加热过程中极端浪费燃料和处理灰分作为残留废物物质的进一步的浪费，这些材料可被转化为有用的合成气和固体材料。 
实现气化过程的手段能够以多种方式变化，但是依赖于四个主要的工程因素：气化器中的大气(氧或空气或水蒸汽含量的水平)；气化器的设计；内部和外部加热方法；和方法的操作温度。影响产物气体的质量的因素包括：原料组分、制备物和颗粒大小；气化器加热速率；居留时间；包括其使用干或浆进料***、原料-反应物流动几何学、干灰分或炉渣物质除去***的设计的工业构型；其使用直接或间接发热和转移方法；和合成气净化***。通常在大约650℃至1200℃范围内的温度下、在真空中、大气压下或高达大约100个大气压下实行气化。 
已有数个***被提议用来捕获气化过程产生的热，并且使用这种热产生电，这通常被称为组合的循环***。 
在与方法和整个气化***产生的大量可回收的显热相关联的产物气体中的能量，通常能够产生足以推动该方法的电，从而减少局部电消耗的费用。气化一吨含碳原料所需要的电能的量直接取决于原料的化学组成。 
如果在气化过程中产生的气体包括宽范围的挥发物，例如倾向于用“低质量”含碳原料在低温气化器中产生的气体类型，其通常被称为排出气。如果气化器中的原料和条件产生气体——其中CO和H2是主要化学物种类，气体被称为合成气。在通过气体质量调整***冷却和清洁之前，一些气化设备使用技术将原料排出气或原料合成气转化为更精炼的气体成分。 
使用等离子体加热技术气化物质是已在商业化应用许多年的技术。等离子体是高温发光气体，其至少部分离子化并且是由气体原子、气体离子和电子组成的。以这种方式用任何气体制造等离子体。当气体可以是中性的(例如，氩气、氦气、氖气)、还原性的(例如，氢气、甲烷、氨、一 氧化碳)或氧化性的(例如，空气、氧气、二氧化碳)时，这对等离子体中的化学反应给出良好的控制。在体相中，等离子体是电中性的。 
一些气化***使用等离子体加热以在高温下推动气化过程和/或精制排出气/合成气，这是通过在具有或不具有加入其它进料或反应物的情况下，转化、重建或重整更长链的挥发物和焦油成为较小的分子而实现的，当气体分子与等离子体加热接触时，它们将离解为组成原子。这些原子中的许多将与进料分子反应形成新的分子，而其它的可以与它们自己结合。随着与等离子体加热接触的分子的温度的降低，所有原子完全组合。当输入气体可被化学计算地控制时，输出气体可被控制例如产生大量的一氧化碳和少量的二氧化碳。 
用等离子体加热所能够得到的非常高的温度(3000到7000℃)使得能进行更高温度的气化过程，其中实际上可提供任何进料原料——包括在接受条件下的废物，其包括任何形式的液体、气体和固体或组合。等离子体技术可被置于初始气化室中以使所有反应同时发生(高温气化)，可被置于***内以使它们接续发生(低温气化，伴随高温精炼)，或者它们的一些组合。 
在含碳原料的气化期间产生的气体通常是非常热的，但是可含有少量的不想要的成分，并且需要进一步的处理以将其转化为可用的产品。在将含碳材料转化为气态后，可从气体中除去不需要的物质(如金属、硫的化合物和灰分)。例如，通常使用干燥过滤***和湿式净化器来从气化期间产生的气体中除去颗粒物质和酸性气体。已经开发了许多包括处理气化过程期间所产生气体之***的气化***。 
这些因素已经在各种不同***的设计中进行了考虑：所述设计例如在下述文件中公开：美国专利第6,686,556、6,630,113、6,380,507；6,215,678、5,666,891、5,798,497、5,756,957号和美国专利申请第2004/0251241、2002/0144981号。也存在许多专利，其涉及在多种应用中使用的，用于产生合成气体的碳的气化的不同的技术，其包括美国专利第4,141,694、4,181,504、4,208,191；4,410,336；4,472,172、4,606,799；5,331,906；5,486,269和6,200,430号。 
现有***和方法没有充分考虑在连续变化的基础上必须处理的问题。这些类型的气化***中的一些描述用于对以气化反应产生可用气体的方法进行调整的手段。因此，在本领域中的重要的进步是：以使得过程的总 效率和/或含有全部过程的步骤的总效率最大化的方式提供能有效气化含碳原料的***。 
发明内容
本发明的目的是提供一种带有横向传送单元的水平取向气化器。根据本发明的一个方面，提供一种水平取向气化器，所述水平取向气化器包括：水平取向气化室，其具有一个或多个原料输入、一个或多个气体出口和固体残余物出口；室加热***；一个或多个横向传送单元，用于在处理期间将材料移动穿过所述气化器；以及控制***，用于控制所述一个或多个横向传送单元的运动。 
根据本发明的另一方面，提供一种用于将原料转化为排出气和灰分的方法，该方法包括以下步骤： 
a)在水平取向气化器中建立三个区域温度区；其中第一区具有促进干燥的温度，第二区具有促进挥发的温度，以及第三区具有促进烧焦物至灰分转化的温度； 
b)将含碳原料提供给所述第一区，并将所述含碳原料在所述第一区内维持一段时间以获得基本干燥的反应物材料； 
c)将所述基本干燥的反应物材料传送至所述第二区一段时间，从而使得所述干燥的反应物材料的挥发性成分挥发以形成排出气； 
d)将来自所述第二区的残余烧焦物传送至所述第三区一段时间，从而使得所述烧焦物附加地被转化为排出气和灰分。 
本发明提供带有横向传送***的水平取向气化器，所述横向传送***使得能够在含碳原料气化的各个阶段的挥发屋的提取进行优化。在气化期间，原料在气化器的一端处被导入，且由一个或多个横向传送单元移动而经过所述气化器。材料堆顶部处的温度通常随着气化通过干燥、挥发和烧焦物至灰分的转化(碳转化)的进行而增加，同时产生CO和CO2。控制***从诸如温度和堆高度或外形的可测量参数获得信息，以及独立地管理各横向传送单元的移动。 
附图说明
以下将仅以实施例的方式、参照附图对本发明的实施方式进行叙述。 
图1是本发明的水平取向的阶梯底部气化器的概图，其详细示出所述 原料输入、气体出口、灰尘出口和横向传送***。 
图2是概略地示出所述气化器不同区域流程图。 
图3表示所述气化器的一个实施方式的区域1、2和3中所进行的气化过程。 
图4是穿过气化器的一个实施方式的截面图，其详细示出原料输入、气体出口、灰尘出口、横向传送***、添加剂口和进入口。 
图5是穿过在图4中示出的气化器的实施方式的中心纵向截面图，其详细示出电热偶和过程添加剂口。 
图6是在图4和图5中示出的气化器的实施方式的透视图。 
图7示出在图4至图6中所示出的气化器的实施方式的外形图，其详细示出所述横向传送***的外部元件。 
图8示出在图4至图6中所示出的气化器的横向传送单元的一部分。 
图9示出在图8中所示出的横向传送单元的底视图。 
图10示出在图8中所示出的横向传送单元的任意的实施方式。 
图11是所述气化器的一个实施方式的透视图，其详细示出所述原料输入、气体出口、灰尘出口、滑枕外壳(enclosure)和入口孔。 
图12是在图11中示出的气化器的侧视图，其详细示出空气箱、灰尘仓和集尘器。 
图13是穿过在图11和图12中所示出的气化器的中心纵向截面图，其详细示出原料输入、气体出口、灰尘出口、横向传送***、电热偶和入口孔。 
图14示出图11至图13的气化器的截面图，至详细示出空气箱、滑枕指(ram finger)和灰尘螺旋吸取器。 
图15示出图14的近距截面图，其详细示出空气箱、滑枕指、灰尘螺旋吸取器和步骤C的锯齿边缘。 
图16是图11至12的气化器的截面图，其详细示出耐火材料。 
图17详细示出在图11至图16中所示出的气化器的步骤A和B的空气箱的组装。 
图18示出在图11至16中所示出的气化器的步骤C空气箱的截面图。 
图19示出图11至16的气化器的外部的侧视图，其详细示出步骤C空气箱和灰尘螺旋吸取器。 
图20示出图11至16的气化器的截面图，其详细示出空气箱。
图21示出图11至16的气化器的截面图，其详细示出在载体滑枕和空气箱顶板间用弹性模片将所述空气箱的上游边缘密封。 
图22详细示出在图11至16中示出的气化器的多指载体滑枕的防尘密封。 
图23示出在图11至16中所示出的气化器的一个实施方式的除尘***，该图详细示出灰尘推进器、灰尘罐附件、遮挡器(shutter)、操作者把手和链结构。 
图24详细示出在图11至16中所示出的气化器的滑枕外壳，该图详细示出横向传送单元结构的一部分。 
图25详细示出在图11至16中示出的气化器的步骤1的多指载体滑枕设置。 
图26详细示出在本发明的一个实施方式中的水平开关位置。 
图27详细示出针对根据本发明的实施例2的气化器的两个反应物材料堆剖面图。 
图28是针对本发明的实施方式的电热偶的图解，该图详细示出所述偏转器(deflector)。 
图29是与气体再形成室连接的实施例2的气化器的图解。 
图30是与气体再形成室连接的实施例2的气化器的另一个视图。 
图31是与气体再形成室连接的实施例2的气化器的截面图，其详细示出一个等离子炬。 
图32是示出图29至31的并入发电厂的转炉的示意图。 
具体实施方式
定义 
如本文中所使用的，术语＂感测元件＂被定义为描述构造成感测过程、过程设备、加工进料或过程输出的特征的***的任何元件，其中这些特征可以由可用于监控、调整和/或控制***的一种或多种局部、区域性和/或综合方法的特征值表示。气化***的上下文中考虑的感测元件可包括但不限于：用于感测过程、流体和/或材料温度、压力、流动、组分和/或其它特征，以及在***内给定点的材料位置和/或排列和在本***内使用的任何过程设备的任何操作特征的传感器、检测器、监视器、分析器或它们的任 意组合。本领域普通技术人员应该理解，上述感测元件的实例尽管每一个在气化***的上下文内相关，但是可能不在本文本公开内容的上下文中特定相关，同样地，本文鉴别为感测元件的元件不应该根据这些实例限定和/或不恰当地解释。 
如本文中所使用的，术语＂响应元件＂被定义为描述设定响应感测的特征的任何元件，以便根据一个或多个预确定的、计算的、固定的和/或可调整的操作参数操作与之可操作连接的过程设备，其中一个或多个控制参数被定义为提供期望的过程结果。气化***的上下文中考虑的响应元件可以包括但不限于静态的、预置的和/或动态的可变驱动器、电源和任何其它可基于一个或多个控制参数配置给予设备作用的元件，其可以是机械的、电的、磁的、风力的、水力的或它们的组合。气化***的上下文中考虑的并且一种或多种响应元件可操作连接的过程设备可包括但不限于：材料和/或原料进料工具、热源如等离子体加热源、添加剂进料工具、各种风机和/或其它这类气体循环设备、各种气流和/或压力调整器、和其它可操作影响气化***内的局部、区域性和/或综合过程的过程设备。本领域普通技术人员应该理解上述响应元件的实例尽管每一个在气化***的上下文内相关，但是可能不在本文本公开内容的上下文中特定相关，同样地，本文称为为响应元件的元件不应该根据这些实例限定和/或不恰当地解释。 
如文中所使用的，术语“反应物材料”能够意指原料，包括但不限于部分或完全处理过的原料。 
如文中所使用的，术语＂(含碳)原料＂能够是任何适用于在本气化过程中气化的含碳材料，能够包括，但不限于：任何废物材料、煤(包括低等级煤、不适合在燃煤动力机中使用的高硫煤)、石油焦、重油、生物质、下水道污泥、来自纸浆或纸张厂的污泥和农业废物。适用于气化的材料包括有害和无害的废物，诸如市政废物、工业活动产生的废物(油漆污泥、不合格油漆产品、用过的吸附剂)、汽车废弃物、用过的轮胎和生物医药废物；任何不适合用于再循环的含碳材料，其包括不可回收的塑料、下水道污泥、煤、重油、石油焦、重精炼残余物、精炼废物、轮胎、有害废物、工业废物和生物质。可用于气化的生物质的实例包括但不限于：废木材或新鲜木材；来自水果、蔬菜和谷物加工的残余物；造纸厂残余物；稻草；草和肥料。 
如文中所使用的，术语“输入”意指将进入或通入任何***或其元件 的事物、正进入或通入任何***或其元件的事物、或已经预先进入或通入任何***或其元件的事物。输入包括，但不限于，物体成分、信息、数据以及信号或其任何组合。在物体成分方面，输入可以包括，但不限于，流体、反应物、试剂、燃料、物品或其任何组合。在信息方面，输入可以包括，但不限于，***的规格或运行参数。在数据方面，输入可以包括，但不限于，由***产生或收集的结果、测量值、观察值、描述、统计或其任何组合。在信号方面，输入可以包括，但不限于，气动信号、电信号、声音信号、光信号(可见和不可见)、机械信号或其任何组合。在***或其元件方面，输入可以限定为意指将进入或通入任何***或其元件的事物、正进入或通入任何***或其元件的事物、或已经预先进入或通入任何***或其元件的事物，从而，对于给定***或其元件的输入也可以是另一***或***的元件的输出。输入还能够意指进入或与***通信的动作或过程。 
如文中所使用的，术语“输出”意指离开或来自任何***或其元件的事物、正离开或来自任何***或其元件的事物、或已经预先离开或来自任何***或其元件的事物。输出包括，但不限于，物体成分、信息、数据以及信号或其任何组合。在物体成分方面，输出可以包括，但不限于，流体、反应产物、过程废物、燃料、物品或其任何组合。在信息方面，输出可以包括，但不限于，***的规格或运行参数。在数据方面，输出可以包括，但不限于，由***产生或从***收集的结果、测量值、观察值、描述、统计或其任何组合。在信号方面，输出可以包括，但不限于，气动信号、电信号、声音信号、光信号(可见和不可见)、机械信号或其任何组合。在***或其元件方面，输出可以限定为意指将离开或来自任何***或其元件的事物、正离开或来自任何***或其元件的事物、或已经预先离开或来自任何***或其元件的事物，从而，对于给定***或其元件的输出也可以是另一***或***的元件的输入。输出还能够意指离开或与***通信的动作或过程。 
***概览 
根据图1，本发明提供水平取向的气化器(2000)，其具有一个或多个原料输入(2004)、一个或多个气体出口(2006)和固体残渣(灰尘)出口(2008)。在过程中，通过由控制***控制的一个或多个横向传送单元(2010)，原料经由一个或多个原料输入(2004)进入所述气化器(2000) 并被移动穿过气化器(2000)。
本发明提供水平取向的气化器(2000)，其包括横向传送***来促进从含碳原料中提取气体分子。本发明尤其提供一种气化器，其中通过连续地促进干燥、挥发和烧焦物至灰分转化(碳转化)来促进气化过程。该过程通过以下来完成：在将所述原料移动至另一个区域前、在一定温度范围内进行干燥，和在将所述原料移动至另一个区域前、在另一温度范围内进行挥发以及在另一温度范围内进行烧焦物至灰分转化。因此，因为在气化器中的所述原料被通过一个或多个横向传送单元(2010)从进给区向固体残渣端移动，所以该原料经历不同的程度的干燥、挥发和烧焦物至灰分转化(碳转化)。 
为促进反应物材料的移动，能够独立地控制单个横向传送单元(2010)或者能够以协调的方式控制两个或多个横向传送单元(2010)组。 
因此，在水平取向气化器中的各个区域经历温度范围和任选的促进特定阶段的气化过程添加剂(2019)(例如，空气、氧气和/或蒸汽)。在反应物材料堆中，气化的所有的阶段同时发生，然而个别阶段优选在特定温度范围内进行。 
通过将原料物理地移动穿过气化器，能够在升高原料的温度以促进挥发之前、通过进行尽可能有效的干燥而促进气化过程。该过程随后在升高原料的温度以促进烧焦物至灰分转化(碳转化)之前尽可能有效地进行挥发。 
如在图2和3中所示，通过响应在所述气化器的其特定位置上反应物材料的特征、区域地促进所述气化过程的一个或多个阶段(干燥、挥发和烧焦物至灰分转化)，通过使用本发明而获得所述气化过程的横向延伸促进所述气化过程。 
理论上讲，在其特定位置上响应反应物材料的特征，将在任何位置的气化器中的状况最优化。然而。本概念的实际的实施方式是将往往气化器分隔成有限数量的区域，该区域的数量响应更大区域的一般或通常的反应物材料特征而被最优化。例如，因此可以根据所述原料的特种将所述气化器分隔成两个、三个、四个或更多个区域。为便于理解，以下讨论的以所述气化器被分隔成三个区域为前提。然而，本发明不限于气化器被分隔成三个区域。 
如上所述，尽管气化的过程以连续的或同时发生的方式在所述气化器中进行，但所述气化器能够在概念上被分隔成三个区域。在所述三个区域的实施方式中： 
区域I：促进原料的干燥
根据图2，区域I将在线310和320间的区域。将原料运送至在区域I的气化器。针对该区域的正常的温度范围(在原料堆的底部测定)在约300℃至900℃间。此处的主要过程是主要在高于100℃的温度下在顶部处以及在材料堆的中部中发生的干燥。此外，在此区域发生一些挥发和一些烧焦物至灰分转化(碳转化)。 
区域II：推动物料挥发
参见图3，区域II将是线320和330之间的区域。所述物料堆底部温度在约400和950℃的范围。发生在区域II中的主要过程是带有剩余干燥操作的挥发过程以及大量炭-灰分的转化(碳转化)。 
区域III：炭-灰分的转化(碳转化)
参照图3，区域III将是线330和340之间的区域。所述区域III温度在约500和1000℃之间的范围内。尽管，在一个实施方式中，为了避免所述灰分结块，在该区域的最大温度不超过约950℃。在区域III中的主要过程是带有较少量(剩余)的挥发过程的碳转化。到这时，所述反应物物料的水分已经被移除。到该区域末，大多数固体残余物是灰分。 
在一个实施方式中，来自区域III的灰分被转入灰分收集室。合适的灰分收集室是本领域所已知的，且因此，注意到所述***规格的本领域技术人员将容易知道合适的灰分收集室的大小、形状和制造。 
在一个实施方式中，所述灰分将转入水槽用于冷却，来自所述水槽的气化器残余物通过管道，任选地，在阀控制下传送至排放点。 
在一个实施方式中，所述灰分转入固体残余物调节转化室用于灰分-熔渣的转化。 
水平取向的气化器 
现在参见图1，气化器(2000)包括水平取向的气化室(2002)，该气化室具有原料输入(2004)、气体输出(2006)以及灰分(固体残余物)输出(2008)。所述气化器进一步包括横向传送***，所述横向传送单元具有一个或多个横向传送单元(2010)用于将固体材料传送通过气化室。 
在一实施方式中，特定气化器中横向传送单元的数量取决于反应物材 料必须经过的路径长度以及反应物材料能够由横向传送单元移动的距离，并且在使得由各离散传送导致的过程紊乱和机械复杂度、成本和可靠性之间进行折衷。 
在处理期间，原料在一端(此后称为进给端)被导入到室(2002)内；通过原料输入(2004)并被从进给端传送通过气化室内的各区域而朝向灰分(固体残留物)出口(2008)或灰分端。随着进给材料通过室，气损失质量和体积，因为其挥发性部分被挥发而形成排出气，而剩余的炭反应而形成附加的排出气和灰分。 
由于连续的转化，材料的高度(堆高度)从室的进给端减少至灰分端，且仅仅但留下固体残余物(灰分)时趋于稳定。 
在一实施方式中，排出气通过气体出口(2006)进入例如气体精炼室，在此其能够承受进一步的处理(包括依赖等离子体加热的处理)或进入存储室或罐。固体残余物(灰分)被传送经过灰分出口(2008)，到达例如灰分收集室或固体残余物调整室用于进一步的处理。 
在一实施方式中，气化器具有带台阶的底板，所述底板具有多个底板层或台阶。任选地，每个底板层是倾斜的。在一实施方式中，所述底板层在5至10度之间倾斜。 
在台阶式底板气化器的一实施方式中，各台阶(底板层)至少部分地与所述各个区域相关联，各区域或台阶具有优化的条件用于干燥、挥发和碳转化的不同温度。为简便起见，最上的台阶将称为台阶A；接着的台阶将称为台阶B，等等。相应的横向传送单元将以相同的字母识别，即横向传送单元A或滑枕A维护台阶A、横向传送单元B或滑枕B维护台阶B。 
在三台阶实施方式中，由上部台阶或台阶A(2012)、中间台阶或台阶B(2014)以及下部台阶或台阶C(2016)。 
原料被进给至上部台阶(台阶A)(2012)上。该台阶的通常温度范围(如同在材料堆底部测量的)是300-900℃。 
台阶B设计为底部温度范围在400-950℃之间，以促进干燥操作的剩余物的挥发以及主要量的炭至灰分转化(碳转化)。 
台阶C的温度范围为500-1000℃之间，台阶C的主要处理是炭至灰分转化(碳转化)以及较少量(剩余物)的挥发。 
在一实施方式中，移过台阶由横向传送***实现，各台阶选择性地由独立控制的横向承受单元服务。
对于所述室的设计考虑
气化器的室设计为提供密封、绝热空间用于将含碳原料转化为排出气以及允许排出气通向下游处理——诸如冷却或精炼或其它和任选的用于去除灰分而用于后续的其它处理。对原料的此种处理由下述设计实现：所述设计利于将诸如热空气和/或蒸汽的过程添加剂导入气化器内各处的反应物材料以及使得能够控制反应物材料堆的高度及其经过气化器的运动，而没有中断和桥连。所述设计可以任选地提供堆气化器内部的进出口，用于进行观察、维护和维修。 
气化器设计为完成将挥发性成分从含碳原料排出。从而诸如热转移、气体流量、过程添加剂的混合等的因素能够在设计气化器的形状时加以考虑。计算机模型的使用能够易于气化器设计的优化。适当的计算机模型***以及模拟器在本领域内是公知的，并包括美国专利6,817,388(引入作为参考)中所描述的化学过程模拟器。 
在一实施方式中，在使用化学过程模拟器之外，能够执行气化器的流动模型以确保过程输入的适当混合，以及确保动能影响不是非常显著。 
气化器的屋里设计特性由多个因素确定。这些因素例如包括待处理原料的化学成分和物理特性，包括水分含量、颗粒尺寸、硬度以及流动特性；***产能、所需的转化效率(驻留时间)；所述气化器几何结构(I/d比)；材料传送特性；混合特性(固体和气体)；气体表面速度以及添加剂分布等等。气化室的内部构造和尺寸部分地由运行特性确定——通过分析待处理的输入废弃物流。 
如上所述，在处理期间原料通过原料输入(2004)被导入气化器以及移动通过气化室。该运动部分地或完全地通过使用横向传送单元而实现。 
在一实施方式中，为了例如反应物材料传送，当设计转化器时，能够考虑反应物材料通过气化器的动能，从而反应物材料流桥接、被各种一起阻挡或被下游反应物材料限制或受到壁摩擦的风险能够被减小或消除。 
在处理期间，作为氧源的空气被导入室内。任选地，注入空气的方法能够被选择为利于空气流进入气化室的均匀流动，防止形成热点和/或改进温度控制。所述空气通过室的侧部(任选地从靠近室底部的位置处)能够被导入，或者能够通过室的底部导入，或通过这两者导入。 
在气化器是设计中还考虑的是过程添加剂输入的位置、取向和数量。过程添加剂能够任选地在确保最有效的反应以获得所需转化结果的位置 处注入气化器。 
在一实施方式中，气化室的底板带有孔以改变允许注入空气的过程添加剂在材料堆基部处导入的程度。 
在一实施方式中，室的侧壁朝底部向内倾斜以获得足够小的宽度用于空气从侧壁良好穿入且同时具有所需的材料体积。倾斜角度能够任选地足够陡峭以确保在处理期间材料将朝室的底部掉落。 
在一实施方式中，气化室是技术焊接的，具有连接特征用于原料输入、空气和蒸汽输入、气体输出和灰分去除。 
在一实施方式中，气化室是管状的。 
在一实施方式中，气化室的顶部或上部设计为优化气体通过气化室的流动和驻留时间。顶部能够是平的，圆屋顶形的、半圆柱形的或改善气流流过气化室的流动的其它实践构造。 
在一实施方式中，本发明的气化室是水平容器，其截面任选地包括半圆形圆屋顶或拱形顶部以及任选地带有锥缩的下部。 
材料
气化室通常是部分地或全部地内衬有耐火材料的室，该室的内容积设置为容纳适当量的材料用于所需的固体停留时间。耐火材料保护气化室免于高温和腐蚀气体的损害，并且最小化过程期间不必要的热量损失。耐火材料能够是本领域技术人员公知的传统的耐火材料——其适合用于高温例如高达大约1100℃、非加压的反应。在选择耐火材料***是需考虑的因素包括内部温度、磨损；腐蚀和侵蚀；所需的热转化/外部容器温度的限制；耐火材料的期望寿命。适当的耐火材料的实例包括高温烧结陶瓷，即氧化铝、氮化铝、硅酸铝、氮化硼、磷酸锆、玻璃陶瓷和主要含有硅石、氧化铝、氧化铬和二氧化钛的高铝砖。为了进一步保护气化室免于腐蚀气体的损害，任选地该室部分或完全衬有保护膜。这样的膜是本领域已知的，同样地，基于***的需要，本领域工作人员能容易鉴别适当的膜，例如，包括萨维真(Sauereisen)高温膜第49号。 
在一个实施方式中，耐火材料是多层设计，其在内侧上具有高密度层以对抗高温、磨损、腐蚀和侵蚀。高密度材料的外侧是较低密度的材料——其具有较低的耐受性但是具有较高的绝热系数。任选地，这层之外是非常低密度泡沫板材料——其具有非常高的绝热系数并且因为其不暴露于磨损和腐蚀而可以被使用。用于多层耐火材料的适当的材料是本领域公知的。 
在一个实施方式中，多层耐火材料包括内部定向的氧化铬层；中间氧化铝层和外边的板(insboard)层。 
室的壁可任选地掺入用于耐火材料衬里的支撑(support)或耐火材料锚接件(anchor)。适当的耐火材料支撑和锚接件是本领域已知的。 
横向传送*** 
设计目标
将物料移动穿过所述气化室，以便推动特定阶段的气化过程(干燥、挥发、炭-灰分的转化)。为了便于控制所述气化过程，穿过所述气化室的物料运动(可变运动)能够依赖过程要求来改变。物料穿过所述气化器的此横向运动经由使用包括一个或多个横向传送单元的横向传送***来实现。通过所述横向传送***的反应物材料(reactant material)的运动能够通过改变以下来最优化(optimize)：运动速度、横向传送单元传送的距离以及当使用多个横向传送单元时，多个横向传送单元彼此相关地运动的顺序。所述一个或多个横向传送单元能够以协调方式运作，或单个横向传送单元能够独立地运作。为了便于控制所述物料流动速率(material flow rate)和堆高度，所述单个传送单元能够单独地、以变化的速度、以变化的运动距离、以变化的运动频率来运动。 
通过严格地调节所述一个或多个横向传送单元的运动，所述反应物堆能够获得预期轮廓，这样使得下游阶段的反应物物料施加的墙面摩擦和反压力被减小或排除。 
所述横向传送***必须能够在所述气化器的苛刻条件(harshconditions)中有效地运转，且特别是必须能够在高温下运转。此外，所述高温环境和原料的磨损性质(abrasive nature)要求所述横向传送***是坚固的。 
在所述热空气被供应穿过所述气化器的底板(floor)的实施方式中，所述横向传送设计可能是确保运动与通过阻塞空气流降级处理之间的折衷。 
横向传送单元
所述单个横向传送单元包括移动元件和引导元件或定位元件(alignment element)。以下对本领域技术人员来说将是明显的：所述移动元件可装备有合适的引导接合元件。 
所述移动元件可包含，但不限于，支架/平台、推进器滑枕(pusher ram)或载体滑枕(carrier rams)、犁状物、螺杆元件、输送机或带(belt)。所述滑枕能够包含单滑枕或多指滑枕。 
在一个实施方式中，所述气化器的设计将允许使用单滑枕或多指滑枕。 
在一个实施方式中，当与气流的最小干绕在所述滑枕运转期间理想时，使用多指滑枕。 
在所述多指滑枕的设计中，所述多指滑枕可以是一元结构(unitarystructure)或是以下架构：其中所述滑枕指状物连接于滑枕主体，单个滑枕指状物任选地依赖位置具有不同的宽度。选择所述多指滑枕设计中所述指状物之间的间隙以避免反应物物料的颗粒桥接(bridging)。 
在一个实施方式中，所述单个指状物约2至3英寸宽，约0.5至约1英寸厚，间隙约0.5至约2英寸宽。 
在一个实施方式中，所述移动元件是“T形” 
在某些所述***在非常高的温度下运转的实施方式中，任选地能够向所述移动元件提供冷却。在一个使用滑枕或支架的实施方式中，能够在所述滑枕或支架内提供冷却。这样的冷却可通过循环在所述滑枕或所述室外部的支架里面的液体(例如，空气或水)。 
在一个实施方式中，所述犁状物具有折叠臂，当所述犁状物收缩(retract)时，所述折叠臂收回(withdraw)。 
在一个实施方式中，所述输送机是带式或链纽式输送机(flighted chainconveyor)。 
所述移动元件由适合在高温使用的材料构造而成。这样的材料对本领域技术人员是熟知的，且能够包含不锈钢、低碳钢、或部分或全部以耐火材料保护的低碳钢。 
所述引导元件可设置在所述气化器的内部或是内部安装的。另外，所述引导元件可设置在所述气化器的外部或是外部安装的。 
在所述引导元件在内部或是内部安装的实施方式中，所述横向传送***可被设计以防止堵塞或残骸夹杂物。 
在所述引导元件设置在所述气化器的外部或是外部安装的实施方式中，所述气化器包含至少一个可密封的开口，通过所述可密封的开口所述 移动单元能够进入所述气化室。 
所述引导元件能够包含一个或多个设置在所述气化器侧壁中的引导通道(guide channels)、引导轨迹(guide track)或轨道(rail)，引导槽或引导链。 
所述引导接合构件(guide engagement member)可任选地包含一个或多个具有可移动地接合所述引导元件大小的齿轮或辊子。在一个实施方式中，所述引导接合构件是包括适合沿所述引导轨迹的纵向(length)滑动的蹄片(shoe)的滑动元件。任选地，所述蹄片进一步包括至少一个可更换的垫磨片(wear pad)。 
在一个实施方式中，仅在所述移动元件进入所述气化室时提供所述移动元件的横向位置，定位元件确保所述移动元件总是保持角度对准，从而排除对复合、正确引导机制的需要。 
在一个实施方式中，所述定位元件是由普通轴同步驱动的两条链。所述链任选地可单独地调节以便于正确定位。 
在一个实施方式中，所述横向传送***可为可移动支架/平台，其中物料主要通过放置在所述支架/平台顶部来移动穿过所述气化器。部分物料也可通过所述可移动支架/平台的前沿来推进。 
在一个实施方式中，所述横向传送***可是载体滑枕，其中物料主要通过放置在所述载体滑枕顶部来移动穿过所述气化器。部分物料也可通过所述载体滑枕的前沿来推进。 
在一个实施方式中，所述横向传送***可是推进器滑枕，其中物料主要被推进穿过所述气化器。任选地，所述滑枕的高度基本上与要移动的物料的深度相等。 
在一个实施方式中，所述横向传送***可是一系列输送机螺杆。任选地，所述输送机螺杆可设置在所述室的底板中，从而允许物料在不干扰空气引入下被移动。 
驱动所述横向传送***的动力由发送机和驱动***提供，并由激励器控制。 
所述单个横向传送单元可任选地由专用发动机来提供动力并具有单个激励器，或者一个或多个横向传送单元可由单发动机和共享激励器来提供动力。 
基本上，任何能够正确控制所述横向传送***的可控发动机或机械旋 转装置能够用来驱动所述横向传送***。合适的发动机和装置是本领域已知的，且包含电力发动机、运行在合成气、蒸汽、气体、汽油、柴油或微型涡轮上的发动机。 
在一个实施方式中，所述发动机是电力可变速发动机，其可选择地以向前或以相反方向驱动发动机输出轴。任选地，滑动离合器可提供在所述发动机和所述发动机输出轴之间。所述发动机可进一步包括齿轮箱(gearbox)。 
所述横向传送***的运动能够被液压***、液压油缸(hydraulicrams)、链和链轮式驱动、或齿轮和齿条式驱动。这些将所述发动机的旋转运动转化为线性运动的方法具有以下优点：它们能够以同步方式在单元的各侧应用，以帮助保持所述单元定位，并从而使所述机制堵塞的可能性最小化。 
在一个实施方式中，每个滑枕使用两条链保持所述滑枕无需精确引导就可角度对准。 
所述横向传送单元的外部安装部分或元件任选地封装在未密封、部分密封或密封的外壳或套管中。所述外壳可进一步包括可移动盖以允许维护。在一个实施方式中，所述外壳与所述气化室的内部相比可具有较高的内压；这可通过使用氮气来实现。 
室加热***
所述气化过程要求热量。热量增加能够通过部分氧化所述原料来直接发生，或通过使用本领域已知的一种或多种热源来间接发生。 
在一个实施方式中，所述热源可是循环热空气。所述热空气可从例如所有本领域所已知的空气箱、空气加热器或热交换器来供应。 
在一个实施方式中，热空气通过独立空气给料和分配***提供给各水平。合适的空气给料和分配***是本领域所已知的，且包含用于各阶梯水平的分离的空气箱，来自所述空气箱的热空气能够穿过各阶梯水平底板中的穿孔到达那个阶梯水平，或者经过各阶梯水平的独立控制分布器(independently controlled sparger)。 
在一个实施方式中，各底板水平具有一个或多个经过单个阶梯纵向的凹槽。所述凹槽具有适应热空气和/或蒸汽管的大小。所述管任选地在其下三分之一至一半上被穿孔，以便于均匀分布所述阶梯纵向上方的热空气或蒸汽。另外，所述分布器管可朝着所述管的顶部被穿孔。
在一个实施方式中，所述热源可是循环热沙。 
在一个实施方式中，所述热源可是电力加热器或电力加热元件。 
为了便于所述气化器的初次启动，所述气化器可包含大小适合各种传统燃烧器(例如天然气、油/气或丙烷燃烧器)的访问端口以预热所述室。另外，木料/生物质源，引擎排气、电力加热器可用来预热所述室。 
过程添加剂输入
过程添加剂可任选地被加入所述气化器，以便于将原料有效转化为指定气体。蒸汽输入可用来确保足量的自由氧和氢，以使所述输入原料的分解的元素向产物气体和/或无危险的化合物的转化最大化。空气输入可用来帮助处理化学平衡(processing chemistry balancing)，以使碳向燃料气体的转化最大化(使自由碳最小化)，且以维持所述最佳处理温度，同时使输入热量的成本最小化。 
任选地，其它添加剂可用来使所述过程最优化，并从而改进排放。 
因此，本发明可包含一个或多个过程添加剂输入。这些包含用于蒸汽注射和/或空气注射的输入。所述蒸汽输入可策略性地设置以恰好在蒸汽从所述气化器排出之前直接将其引入高温区域以及引入所述产物气体团(product gas mass)。所述空气输入可策略性地设置在所述气化器中或周围，以确保过程添加剂全部覆盖入所述处理区域。 
在一个实施方式中，所述过程添加输入设置在最接近于所述气化器的底板处。 
在一个实施方式中，设置在最接近于所述底板的过程添加剂输入是通入所述耐火材料底板的半管式空气分布器。这样的空气分布器可设计以便于更换、维修或更改，同时使反应物物料的横向传送的干扰最小化。所述空气孔的数目、直径和布置可根据***规格或横向传送***设计改变。 
在一个实施方式中，所述过程添加剂输入设置在所述气化器的底板中。这样的过程添加剂输入被设计以通过细颗粒物最小化堵塞或装备有附加装置以防止堵塞。任选地，所述过程添加剂输入可包含过程添加剂能够通过其添加的孔型。各种孔型可依赖***规格或横向传送***设计而使用。在选择所述空气孔型中，要考虑的因素包含避免将使所述床流化的高速度；避免孔太接近于气化器壁和端部，从而避免空气沿耐火材料壁形成沟流(channeling)；以及确保孔间的间隔不大于大约额定给料颗粒大小(2＂)以确保可接受的动力学。
在一个实施方式中，布置空气孔型使得所述横向传送单元的元专不干扰所述空气穿过所述空气孔。 
在使用多指滑枕的一个实施方式中，所述空气孔型是这样，使得当加热时，所述空气孔在所述指状物之间(在所述间隙中)且是在彼此带有偏移量的箭头模式中。另外，所述空气孔型也可是混合的，其中一些孔未封闭，而另一些孔封闭，这样使得空气的均匀分布最大化(即，使完全没有空气输入的底板面积最小化)。 
在一个实施方式中，所述孔型便于过程添加剂在大表面积中均匀分布，对所述横向物料传送具有最小限度的破坏或阻抗。 
在一个实施方式中，所述过程添加剂输入提供扩散型、低速输入的添加剂。 
在热空气用来加热所述室的实施方式中，可任选地提供补给空气/氧气注射输入。 
服务端口
在一个实施方式中，所述气化室可进一步包括一个或多个端口。这些端口可包含服务端口(2020)以允许进入所述室进行维护和修理。这样的端口是本领域所已知的，且可包含各种大小的可密封端口孔。 
在一个实施方式中，在一个末端处的检修孔提供进入所述气化器内部的通道，其在运转期间可通过可密封内衬耐火材料的盖来闭合。 
在一个实施方式中，进一步的通道通过移除一个或多个空气箱可以利用。 
所述气化器可任选地包含带法兰的下面部分(flanged lower section)，其连接于所述气化室的带法兰的主要部分(flanged main section)，以便利所述气化室的开口用于耐火材料检查和修理。 
灰分移除*** 
气化之后的残余物固体(灰分)是全部的，其可人选地从所述气化器移除并传送至处理***。所述气化器可因此任选地包含可控固体移除***，以便于固体残余物或灰分的移除。 
在一个实施方式中，所述可控固体移除***包括滑枕机制，以将所述灰分推出所述室。 
在一个实施方式中，所述可控固体移除***由输送滑枕***组成。任 选地，可控制所述滑枕冲程的长度，因此可控制投入带有各自冲程的固体残余物处理室的物料的量。 
在本发明的进一步的实施方式中，所述可控制固体移除***可由可控旋转滑枕机制组成。 
当所述物料被处理并在所述气化器中的区域间移动时，在所述堆内产生的热量可造成熔融，这将导致所述灰分结块。已经显示成块的灰分在倾卸端口型出口(drop port type exit)造成堵塞。本发明因此可任选地包括用于破坏灰分结块的装置 
在一个实施方式中，为了确保任何结块不在所述室的出口造成堵塞，螺杆输送机构被用来从所述气化器提取灰分。所述滑枕运动将把所述灰分推入所述提取器，所述提取器将把所述灰分从所述气化器中拉出，并将其投入灰分输送机***。所述提取器螺杆的旋转在所述灰分投入所述输送机***前破坏结块。这种破快行为可通过所述提取器螺杆链板(flight)的边缘上具有锯齿状而增强。 
控制 
在本发明的一实施方式中，可以提供控制***来控制在其内执行的一个或多个过程，和/或提供对其中一个或多个过程设备的控制，用于影响此种过程。通常，控制***能够以可运转的方式控制与给定***、子***或其元件相关的各种当地和/或局部过程，和/或涉及一个或多个在诸如气化***的***内执行的全局过程，在所述***中或与所述***相配合可以执行本发明的各种实施方式，由此调节各种适配的控制参数以影响这些过程用于获得所需的结果。因此各种感测元件和响应元件可以遍布被控制的***而分布，或者与其一个或多个元件相关联，以及用于获得各种过程、反应物和/或产物特性，将这些特性与用于获得所需结果的此种特性的范围相比较，以及通过一个或多个可控制的过程设备在一个或多个正在进行的过程中实施变化而进行响应。 
所述控制***通常包括例如一个或多个感测元件，用于感测与所述***、其内执行的过程、为其设置的输入、和/或由其产生的输出相关联的一个或多个特性。一个或多个计算平台通信地联接至所述感测元件，用于访问表示所感测特性的特性值，且所述计算平台构造为将所述特性值与此种值的预定范围(限定为表示这些特性适用于选定的运行和/或下游结果)相 比较，以及计算一个或多个过程控制参数(适于将所述特性值维持在该预定范围内)。从而多个响应元件可以运转地联接至一个或多个过程设备——其能够运转以影响所述***、过程、输入和/或输出，从而调节所感测的特性，所述多个响应元件通信地联接至计算平台，用于访问算得的过程控制参数以及根据该参数运行所述过程设备。 
在一个实施方式中，所述控制***对与含碳原料转化为气体相关的各种***、过程、输入和/或输出的反馈、前馈和/或预测性控制，以改善与之相关执行的一个或多个过程的效率。例如，能够评价和可控地调整各种过程特性来影响这些过程，这种特性可以包括但不限于原料的热值和/或组成、产物气体的特性(例如，热值、温度、压力、流量、组成、碳含量等等)、允许这些特性偏离的程度、和输入成本对输出的值的比。针对各种控制参数的连续和/或实时调整(其可以包括但不限于热源功率、添加物进给速度(例如氧气、氧化剂、蒸汽等)、原料进给速度(例如，一种或多种不同的和/或混合进给)、气体和/或***压力/流量调整器(例如，风机、安全阀和/或控制阀、火焰等)等等)，能够以以下方式来执行：通过该方式根据设计规格来评估一个或多个与过程相关的特性并对之进行优化。 
替代地，或者附加地，所述控制***可以配置为监控气化***的各种元件的操作，用以确保适当的操作，和任选地用于确保由此执行的过程处在规定的标准下(当应用这种标准时)。 
根据一个实施方式，所述控制***进一步用在监控和控制气化***的全部能量冲击(impact)。例如，可以操作给定***使得其能量冲击减小，或再次最小化，例如通过优化一个或多个由其执行的过程，或再次通过增加这些过程所产生能量(例如废热)的回收。另外，或附加地，可以配置所述控制***来调整由受控过程产生的产物气体的组分和/或其它特性(例如，温度、压力、流量等)，使得这些特性不仅适应于下游使用，而且对于有效的和/或最佳使用也基本上是最佳化的。例如，在一个实施方式中，所述产物气体用于驱动给定类型的气体发动机来产生电力，可以调整所述产物气体的特性以便这些特性最佳地与这种发动机的最佳输入特性相配。 
在一实施方式中，所述控制***可以被配置为调节给定***，使得关于整体过程的各种过程满足与反应物和/或产物在各种元件中的驻留时间相关的限制或性能，或针对其得到优化。例如可以控制上游过程速率使之基本上匹配后续下游过程。
此外，在各种实施方式中，所述控制***可以适配于以连续和/或实时方式对给定过程的各方面的接续和/或同时控制。 
通常，所述控制***可以包括适用于当前应用的任何类型的控制结构。例如，所述控制***可以包括基本上集中的控制***、分布式的控制***或其组合。集中控制***将通常包括中央控制器(配置为与各种局部和/或远程传感装置通信)和响应元件(配置为分别感知各种有关所述受控过程的特性)，且通过一个或多个可控过程设备(适用于直接或间接地影响所述可控过程)来对此作出反应。使用集中结构，通过一个或多个集中处理器集中完成大多数计算，以便用于完成所述过程控制的大多数必要硬件和/或软件位于同一个位置。 
分布式控制***将通常包括两个或多个分布式的控制器——其可以各自与各个传感和响应元件联系来监控局部和/或区域的特征，且通过局部和/或区域的过程装置(配置为影响局部过程或子过程)来对其反应。 
也可以在通过各种网络配置在分布式的控制器间进行通信，其中通过第一控制器感测的特性可以被传送至第二控制器以在那里进行响应，其中这种末端响应可以具有针对在第一位置感应的特性的冲击。例如，下游产物气体的特性可以通过下游监控装置进行感应，且通过调整控制参数来调整，该参数与通过下游控制器控制的化器联系。在分布式的结构中，控制硬件和/或软件也在控制器间分布，其中同样的但模块化配置的控制方式(control scheme)可以在各个控制器上完成，或者各种合作的模块化线路可以在各自的控制器上完成。 
替代地，所述控制***可以再分为各自的联系地连接的局部的、分区的和/或全局控制子***。这种结构可以允许进行给定的过程或系列的相关的过程及在其它局部控制子***最小相互作用局部地被控制。全局主控制***随后可以与各个局部控制子***联系来为局部的过程的全局结果引导必要的调整。 
本发明的控制***可以使用任何上述结构，或本领域已知的任何其它结构，其在一般范围和本公开的特性中被考虑。例如，本发明中控制和执行的过程可以在指定的局部环境中被控制，如果使用的话，具有任选的外部通信通往任何中央和/或远程控制***——其用于相关上游或下游过程。替代地，所述控制***可以包括区域和/或全局控制***(设计为协作地控制区域和/或全局过程)的子元件。例如，模块化控制***可以设计为使得 控制模块交互地控制***的各种子元件，同时根据需要提供中间模块特性用于区域和/或全局控制。 
所述控制***大致包括：一个或更多中央的、网络式的和/或分布式的处理器；一个或多个输入，用于从各个感测元件接收当前感测到的特性参数；和用于将新的或更新的控制参数传送到各个响应元件的一个或更多输出。计算***的一个或多个计算平台可以还包括一个或更多本地和/或远程计算机可读介质(例如，ROM、RAM、可移动介质、本地和/或网络接入介质等)，用于在其中存储各种预定的和/或重新调整的控制参数、设定的或优选的***和过程运行范围、***监控和控制软件、运行数据等等。可选地，就算平台还可以具有直接或通过不同数据存储设备访问等离子体气化过程模拟数据和/或***参数优化和模型化装置的入口。此外，计算平台可以配备有：一个或更多可选的图形用户接口和输入外部设备，用于提供对控制***的管理访问(***升级、维护、修改，对新***模块和/或设备的适应等)；及用于实现与外部源(例如，调制解调器、网络连接、打印机等)进行数据与信息通信的各种可选输出外部设备。 
本处理***和任何一个子处理***能够包括专有硬件或硬件和软件的组合。任何子处理***能够不包括或包括以下的多个的任何组合：成比例的(P)、整体的(I)或差别的(D)控制器，例如P控制器、I控制器、PI控制器、PD控制器、PID控制器等。对于本领域技术人员显而易见的是P、I和D控制器的组合的理想选择取决于所述气化***的反应过程的部分的动力学和延迟时间(delay time)和所述组合所要控制的操作条件的范围，以及所述组合控制器的延迟时间和动力学。对于本领域中技术人员显而易见的是，所述组合能够以模拟硬件形式完成，所述模拟硬件能够通过感测元件连续地监测所述特性的值，并将之与特定的值进行比较，以影响相应的控制元件而通过响应元件进行足够的调整，以减小观测值和所述特定值之间的差异。对于本领域中技术人员更加显而易见的是，所述组合能够在混合的数字硬件软件环境中完成。另外任意地采样(sampling)、数据获取和数据处理的相对作用对于本领域技术人员是已知的。P、I、D组合控制能够以前馈和反馈控制方式(scheme)执行。 
在校正的或反馈控制中，将通过适当的感测元件监控的控制参数或控制变量的值与特定的值或范围进行比较。控制信号基于在所述两个值间的偏差来确定，并被提供于控制元件以减少偏差。可以理解，常规反馈或响 应控制***可以进一步适配为包括适应性和/或预报性元件，其中对给定条件的响应可以根据模块化和/或预先监测的反应来调整，以对感测的特性提供反应性响应，同时限制补偿动作的潜在过冲(overshoot)。例如，对于给定***构造提供的已获得的和/或历史的数据可以协调地使用以调节对***的响应和/或使正被监测的过程特性处在偏离最优值的给定范围内，为此在先的响应已经被监测和调节以提供所需的结果。此种适应性和/或预测性控制方法在本领域内是公知的，因此不认为偏离本发明的整体范围和特性。 
控制元件
如上所限定和描述的，本文中的感测元件能够包括，但不限于，温度感测元件、位置传感器、接近传感器(proximity sensor)、堆高度传感器以及用于监测气体的传感器。 
在一实施方式中，气化器进一步包括温度传感器阵列——其包括一个或多个可移除的热电偶。所述热电偶能够被策略地设置，以沿着各台阶以及在各台阶的各种高度处监测温度。 
适当的热电偶在本领域中是公知的，并且包括裸线热电偶、表面电极、包括接地热电偶的热电偶电极、非接地热电偶以及暴露式热电偶或其组合。 
在一实施方式中，各热电偶通过密封端管(热电偶套管)***室内，密封套管密封至容器壳体，允许使用柔性丝热电偶——其比密封管突出较长，从而热电偶的结合(温度感测点)受压抵靠密封管的端部以确保对温度变化的快速响应(见图28)。 
任选地，为了防止材料被热电偶管堵住，密封管帽的端部可以设有偏转器。在一实施方式中，偏转器丝方的平坦片，其弯角接触耐火材料且与反应物留齐平，以放行热电偶套管上的气流颗粒(见图28)。 
此外，本发明可以包括用于监测气体排出的设备。在一实施方式中，这能够包括气体成分监测器和气体流量计。 
通过测量材料堆各处的温度、堆上方的气相温度，以及通过测量所得排出气流率并分析排出气成分，能够优化所注入空气的量，以使得效率最大化，使得不合需要的过程特性以及包括炉渣和灰的产物、燃烧、低排出气热值、过量颗粒物和二氧(杂)芑/呋喃的形成最小化，由此符合或超过当地排放标准。此种测量能够在气化器的初始启动或初始测试期间进行，在 气化器的运行期间周期性地或连续地进行、或者可以任选地实时地进行。 
在一实施方式中，气化器能够任选地包括位于气化器中的压力传感器或检测器。 
气化器能够进一步包括高度开关(level switch)或监测器来测量堆高度。适当的高度开关、传感器以及监测器是本领域内公知的。在一实施方式中，所述高度测量仪器包括点源高度开关。 
在一实施方式中，所述高度开关是微波设备，在室的一侧带有发射器，在另一侧带有接收器，接收器在气化室内的点处监测是否存在固体材料的压力。 
本领域的普通技术人员见能够确定高度开关、传感器和监测器的适当位置，从而能够得到所需的反应物材料堆外形。 
在一实施方式中，气化器进一步包括接近传感器或位置传感器。 
如上所限定和描述的，本文中的响应元件能够包括，但不限于，以可运转的方式偶联至过程相关设备(其构造为通过调节相关给定控制参数而影响给定过程)的各种控制元件。例如本文中通过一个或多个响应元件运转的过程设备能够包括，但不限于，控制对室的加热的元件、控制过程添加剂的元件、以及控制横向传送***运动的元件。 
用于横向传送***的控制***
需要高度控制***来维持气化器内稳定的堆高度。稳定的高度控制防止来自过程气体注入的反应物材料的流动——这能够发生在低的高度，以及防止由于在高的高度处的限制气流而导致的堆内的不良温度分布。维持稳定的高度还维持一致的气化器驻留时间——通过保持反应中材料的量恒定。 
任选地，在气化器中有一系列高度开关测量堆高度。高度开关任选地是微波设备，在室的一侧带有发射器，在另一侧带有接收器，该接收器检测在气化器内的位置处是否存在固体材料。 
横向传送单元根据需要移动，而确保堆高度被控制在所需的高度。为了在横向传送单元包括滑枕的实施方式中实现这一点，滑枕以一系列编程的步骤移动，所述步骤是数个关键控制参数，包括：特定滑枕移动序列，滑枕速度、滑枕距离以及滑枕序列频率。 
通常，滑枕移出至设定点距离，或直到控制高度开关被碰到。所述高度开关控制动作能够基于单个开关，触发空或满，或者可以需要多个开关 触发空或满，或其任一组合。此后，滑枕移回以结束循环，且过程重复进行。根据过程和气化器的驻留时间的需要，在循环之间存在任选的延迟。 
为了在台阶式实施方式中确保材料的足够移动，横向传送单元运动的序列能够通过下述方式而得到优化：在气化器的最低处开始，产生袋，然后在横向传送单元的运动元件缩回之前从高的台阶填充该袋以防止把堆拉回，以及然后重复所述步骤。 
在一实施方式中，滑枕序列包括：最下部的滑枕首先伸展；然后中间的滑枕伸展，将材料向下推到最下部的滑枕上，填充由该托架滑枕的运动多导致的空隙；然后，最下部的滑枕缩回；然后较高的滑枕伸展，填充中间滑枕后部处的空隙；然后中间滑枕缩回；从输入口掉落的新材料填充顶部滑枕上的任何空隙，以及顶部滑枕缩回。任选地，所有的这些运动能够由控制***响应于***指令数据而自动地与独立地控制。 
在一实施方式中，通过调节至气化器内的体积进给量而设置气化器产能。然后高度控制***根据需要控制横向传送单元的运动元件，以根据目标控制各台阶上堆的高度，包括控制灰分从气化器排出的速率。 
在一个三台阶实施方式中，台阶C横向传送单元的运动元件通过相对位置指示器或引导件点和从气化器排出灰分的频率来设置气化器产能。台阶B横向传送单元的运动元件根据需要移动得尽可能远，以改变台阶C上的材料的位置，以及将台阶C阶段开始高度开关的状态设置为“满”。台阶A横向传送单元的运动元件根据需要移动得尽可能远，以改变台阶B上的材料的位置，以及将台阶B阶段开始高度开关的状态设置为“满”。然后所有的横向传送单元的运动元件同时缩回，在重复整个序列之前能够执行一个计划的延时。可以使用附加的构造来将接续行程长度的变化限制为小于高度开关所调用的长度，以避免横向传送单元导致的过大紊乱。 
任选地，横向传送单元的运动元件至各台阶端部的整个范围可能需要被编程为不定期地发生，以防止迟钝的材料堆积在台阶的端部处或在此处聚团。 
温度控制
为了获得尽可能好的转化效率，能够稳定和控制气化器中的温度和堆各处的温度。 
通过改变流入给定区域或台阶的过程空气的流量，能够获得堆中的温度控制。能够调节在底部室内提供给各台阶的过程气体流量，以使各台阶 处的温度稳定。任选地，利用额外横向传送单元的运动元件的温度控制也可能是必须的，以打破热点以及避免桥连。 
在一实施方式中，堆内的温度控制通过改变流入给定台阶的过程空气的流量(即多或少的燃烧)而实现。例如，可通过所述控制***调节提供给气化器中每个台阶的过程空空气流量，以稳定化每一台阶的温度。采用额外的托架滑枕行程也可用来破坏热点以及避免桥连。 
在一个实施方式中，预设置每个台阶处的空气流量以基本维持恒定的温度范围和各台阶之间的温度比率。例如，约总空气流量的36％可导入台阶A，约18％可导入台阶B，以及约6％可导入台阶C，剩余的导入附接的气体重整室(例如，总空气流量的40％)。可选择地，可动力学地改变空气输入比率以调整所述气化器和/或重整器的每个台阶内发生的温度和过程。 
下游选项
本发明的气化器能够适配用于包括废弃物处理和产生合成气的各种应用。因此，取决于所述应用，所述气化器能够是较大***的一个组成部分。 
在一个实施方式中，气化器适配用于废弃物处理应用，且与装备有适当污染物消除设备的火炬塔架(flare stack)气体连通。 
在一实施方式中，所述气化器是合成气产生***的一个组成部分，并且包括气旋氧化器、气体精炼***或气体重整***。 
在一实施方式中，气化器是有害物质处理设施的一个组成部分。 
气旋氧化器、气体精炼***或气体重整***采用等离子体热源来精炼排出气。 
实施例 
实施例1
参见图4至10，在一个实施方式中，气化器(2100)包括具有原料输入(2104)的耐火衬里水平取向的气化室(2102)、气体出口(2106)、固体残余物出口(2108)、以及各种服务(2120)和访问端口(2122)。所述气化室(2102)具有多个底板水平(2112、2114和2116)的台阶式底板。每个底板水平斜度在5和10度之间。每个底板具有一系列位于最接近于所述底板水平侧壁的添加剂输入(2126)以允许添加氧气和/或蒸汽。
通过横向移动***来促使穿过所述台阶的运动。在该实施例中，图4至9，所述横向移动***包括一系列移动支架单元(2128、2130、2132)，其中主要通过放置在所述支架顶部来移动材料穿过气化器，有少量材料由所述支架的前缘来推动。如所示的，每个底板水平通过安装在外部构架(2134)上的移动支架单元(2128、2130、2132)来维护。在气化室壁中相应的密封开口允许进入每一个移动支架。这样所述移动支架单元(2128、2130、2132)能够以受控速率分别沿着底板水平(2112、2114、2116)而移动材料。单个支架运行穿过它们各自的台阶的距离通过外部安装的控制器来控制。对于每个推动控制起动和终止点的能力考虑到穿过所述气化室的堆高度的控制。在正常运转中，材料根据要求被移动之后，所述支架可完全或部分从所述室抽出；例如，所述支架可刚刚抽出所述处理区域，但是仍然在所述耐火材料内部，以允许处理气体从所述室的床中引入。这尤其可应用于最终处理区，在该处理区所述材料更像尘粉状，且需要通过来自所述室的所述底板的多个气体引入点流化。所述支架的抽出也避免所述支架的不必要的加热和所述过程的热损失。 
所述外部安装的控制器是通过辊子链(2166)耦合至所述移动支架的齿轮头同步马达(2156)。堆移动支架运动的起动和终止点由过程计算机来遥控。运动的速度和频率也由所述计算机来控制。 
现在参见图8、9和10，每个移动支架单元包括外部安装的引导部分(2136)、具有引导部分接合构件的移动元件或支架(2138)、外部安装的驱动***以及外部安装的控制器。所述移动支架单元的外部安装的部分安放在密封外壳(2139)中。所述外壳进一步包括可移动盖允许维护。 
参见图8和9，所述引导部分包括一对安装在所述构架(2134)上的通常平行的狭长轨道(2140(a)、2140(b))。所述单个轨道的夹角通常相应于相应的台阶的斜度。每个轨道具有基本矩形的截面。所述移动元件包括狭长的矩形块(2144)，其大小可移动穿过所述室壁中相应的密封开口。 
参见图10，所述狭长的矩形块的前缘基本上垂直于所述气化室的底板。接触所述室的耐火材料(2146)的狭长矩形块的前下边缘是尖状，以便降低以下风险：在所述材料顶部向上并堵塞所述机构。所述尖前缘被设计来有效地自动磨锐。由于滑行平面倚着所述耐火底板，所述支架(2128)的底部表面将略微磨损，这样有可能磨锐所述前进边缘。设计所述支架可 容易移动用于维护，改维护可包含端尾件的更换或固定端的磨削。 
所述狭长矩形块适合密封地接合所述室壁，且具有基本光滑的平行表面，这样使得以下是可能的：获得针对各自面的密封来防止正常过程运转期间的材料溢出(egress)和空气进入，以及同样控制异常情况期间的危险气体外泄。密封件位于所处耐火材料的内表面，并弹性地倚着所述支架的滑行表面。这最小化了材料外泄和气体泄漏，并排除了堵塞支架的可能。设计所述密封件(2148)在运转期间可容易更换且容易从不锈钢制造。 
如图10所示，所述移动支架进一步包括刮削器(2150)以当其从所述室被抽出(或部分抽出)时从所述支架移除材料。所述刮削器是固定于构架外部的整个单件式片状金属部件，且设计其在运转期间可容易更换。 
所述狭长的矩形块(2144)安装在基本平行的托架(brackets)上。每个托架具有至少两个引导接合构件(2154)。如图8所图示的所述引导接合构件是大小可移动地接合所述轨道(2140(a)或2140(b))的滚子(roller)。 
推进所述狭长矩形块沿着所述轨道的动力由外部安装的电动变速马达(2156)来供应，其选择性地以正向或反向驱动马达输出轴(2158)来允许所述狭长矩形块以受控速率伸展和回缩。在所述马达(2156)和所述马达输出轴(2158)之间提供滑动离合器。所述马达进一步包括齿轮箱。两个主动链轮(2160)安装在所述马达输出轴上。所述主动链轮(2160)和安装在轮轴(2164)上的相应的从动链轮(2162)与链构件(2166)有效地啮合，该链构件由托架(2168)固定至所述狭长矩形块(2144)。 
所述滑枕冲程由接近和限制开关控制，因而以各自冲程投入所述室的材料量被控制。开关也用来禁烟所述滑枕的起始位置，然后由所述马达控制器中的可变频率控制长度和速度。 
实施例2
参见图11至25，在一个实施方式中，气化器(2200)包括具有原料输入(2204)的耐火衬里水平取向的气化室(2202)、气体出口(2206)、固体残余物出口(2208)、以及各种服务(2220)和访问端口(2222)。所述气化室(2202)是具有多个底板水平(2212、2214和2216)的台阶式底板的耐火衬里钢焊件。 
所述固体残余物出口装备有包括提取器螺杆(2209)的灰分提取器，其将从所述气化器抽出灰分，并将其投入灰分输送机***。 
参见图16，所述耐火材料是一侧具有高密度三价铬层(2402)的多层 设计，以抵抗高温、磨损、侵蚀和腐蚀，可以使用具有中等耐温和绝缘因数(2404)的中、高密度铝层和具有极高绝缘因数(2406)的外部低密度的板(insboard)材料，这是因为其不会暴露于侵蚀的磨损。所述耐火材料内衬于(lines)所述气化室的所述金属外壳(2408)。 
每个水平或台阶具有穿孔的底板(2270)，加热的空气通过该底板引入。为了避免在处理期间所述空气孔的堵塞，选择这样的空气孔大小使得其引起节流，从而穿过每个孔的压力下降。所述压力下降足以防止废物颗粒进入所述孔。所述孔是锥形的，向外朝向上表面，以排除颗粒在孔中卡住。另外，横向传送单元的运动可去除任何材料阻塞所述孔。 
每个水平或台阶的空气给料是独立可控的。穿过所述穿孔的底板(2270A、2270B、2270C)的独立的空气给料和分配通过在每个台阶形成底板的分隔的空气箱(2272、2274和2276)来实现。 
参见图17和18，为了降低应力相关的故障或所述空气箱的压曲，包含了若干特点。所述空气箱的穿孔的顶板(2302)的材料是合金，这满足了所述***要求的抗腐蚀性。所述穿孔顶片(2302)相对薄，具有加强肋和结构支撑构件(2304)以防止弯曲或压曲。 
为了最小化所述平面前面上的应力，所述箱、穿孔网的顶片和底片附在两片之间。为了允许箱中热膨胀，它们仅被附在一个边缘，在其它三边缘自由膨胀。 
参见图17，台阶A & B箱(2272和2274)的固定边缘也是输入空气管道(2278)的连接点，这样所述节点法兰(2280)将处于高温，且必须密封至所述气化器的冷壁。使用遮板构思(shroud concept)。所述热的空气箱(2272)和管(2278)附在所述遮板的一端，所述遮板(2282)的另一端连接至所述冷的气化器(2200)。温度梯度将沿所述遮板(2282)的长度发生，这样在每个接头将稍微或几乎没有应力。所述遮板(2282)之间的间隙和所述空气箱(2272)的内部管道填有绝缘材料，以保持热并确保所述温度梯度沿所述遮板发生。当所述空气箱2270A(2272)在所述室内其运转位置时，与所述空气接头相对的顶板延伸超过所述空气箱停留在耐火材料支架上。这当运转时对所述空气箱提供支撑，也作为密封件防止材料落至所述空气箱的下面。同时，其允许***以考虑所述空气箱的膨胀。 
参见图21，能够以相同的方式处理所述空气箱的下游边缘。所述空气 箱的下游边缘用所述滑枕和所述空气箱顶板(2302)之间的弹性模片密封(2306)来密封。 
经由水平法兰连接至所述热的空气给料管道使得空气箱能够移除，这要求仅仅所述法兰是分离的，以允许移除发生。 
所述第三台阶空气箱(2276)从下面嵌入，并使用用于密封和将所述箱定位至所述气化器(2200)的遮板构思。第三台阶空气箱的总的布置如图19所述。 
针对第三阶段箱边缘周围的灰尘降落的密封通过将其设置在第二阶段边缘处的耐火横档下面来完成。能够由从下面突出的柔性密封件密封的侧面凹进所述耐火材料的侧面。这些密封件在所述箱的顶面，密封所述壁和所述箱之间。所述空气箱的下游边缘使用柔性密封件尘封至提取器槽的侧面。 
为了允许移除第三阶段空气箱，所述热的空气管接头是竖直的。 
通过所述台阶的运动由横向移动***推动。参见图24至25，在该实施例中，所述横向移动***包括一系列多指托架滑枕(2228、2230、2232)，单独的多指托架滑枕维修各台阶。托架滑枕的***进一步允许控制各台阶的堆高度和所述室中的总的停留时间。每个托架能够以可变的速度在那个台阶的全部或部分长度内移动。 
参见图24，每个托架滑枕单元包括外部安装的引导部分、多指托架滑枕、外部安装的驱动***和外部安装的控制器。 
所述多指托架滑枕是指状元件(2328)附于滑枕体(2326)的结构，根据位置个别的指状元件具有不同的宽度。在所述多指托架滑枕设计中所述指状元件之间的间隙被选择以避免桥接(bridging)的反应物材料的颗粒物。所述个别的指状元件是约2至约3英寸宽，约0.5至约1英寸厚，间隙在约0.5至约2英寸宽之间。 
所述空气箱空气孔格局这样安置使得所述滑枕的运转不干扰所述空气穿过所述空气孔。 
所述多指托架滑枕具有独立的固有的柔韧性，从而各指状元件(2328)的尖端能够更适应所述空气箱顶面的任何波动。这种适应已经通过使用肩部螺丝(shoulder bolts)将所述指状元件(2328)附于所述滑枕体(2326)被提供，所述肩部螺丝在所述指状元件上没有拧紧。此构思也允许指状元件易于更换。
所述滑枕指状元件的末端向下弯曲，以确保在例如由于膨胀所述滑枕和空气箱的相对位置变化的情况下，尖端接触所述空气顶端。该特点也减小了由于空气孔被所述滑枕遮盖而对所述过程造成的任何有害作用，所述空气将继续流动穿过所述滑枕和空气箱之间的间隙。 
参见图24和25，所述引导部分包括一对安装在构架上的通常水平的、通常平行的狭长轨道(2240(a)、2240(b))。每条轨道具有基本为L形的截面。所述移动元件包括滑枕体(2326)和一系列狭长的、基本上矩形的托架滑枕指状元件(2328)，其尺寸可滑动穿过气化室壁上相应的可密封的开口。所述滑枕指状元件由适合在高温使用的材料构件而成。 
所述滑枕指状元件适合密封地接合所述气化室壁以避免无控制空气进入所述气化器，这将干扰所述过程或可能形成***气体。以下也是有必要的：避免危险的有毒且可燃气体从所述室逃逸。另外，过多碎片的逃逸也是不合需要的。通过在密封箱中容纳托架滑枕机构来防止气体逃逸到大气。此箱包括氮气吹扫(nitrogen purge)设备以防止在该箱内形成***气体。碎片密封和有限的气体密封(limited gas sealing)被提供给所述滑枕的各指状元件。所述密封是以柔性带(2308)压紧所述滑枕的各指状元件的各表面的形式，参见图22。 
碎片的泄漏能够通过密封箱中的窗口来监控，并提供除尘设备来促进碎片的移除。该移除不破坏所塑滑枕箱的密封完整性能够完成就能完成，参见图23。 
除尘设备(2310)包括金属托盘(2312)，所述金属托盘具有装备有开闭器(shutter)(2316)和附着位点(2318)的灰尘出口(2314)用于灰尘罐(dust can)(2332)；以及手工操作的链条(2320)驱动灰尘推动器(dustpusher)(2322)。当使用操作员手柄(2324)时灰尘由所述推动器(2322)推向所述出口(2314)。 
通过电力马达提供用于移动所述滑枕的动力，所述电力马达经由齿轮箱和辊子链***驱动所述滑枕(如实施例1所述)。简单来说，推进所述滑枕沿所述轨道的动力由外部安装的电动变速马达(2256)来提供，其选择性地以正向或反向驱动马达输出轴(2558)来允许所述狭长矩形块以受控速率伸长和回缩。位置传感器(2269)将滑枕位置信息传送至所述控制***。两个主动链轮(2260)安装在所述马达输出轴上。所述主动链轮(2260)和安装在轮轴(2264)上的相应的从动链轮(2262)与链构件(2266) 有效地啮合，该链构件由托架(2268)固定至所述狭长矩形块(2244)。 
所述马达由整个控制***来控制，所述控制***能够指令起始和终止位置、运动速度和运动频率。每个滑枕被独立地控制。当所述滑枕回缩时，所述滑枕顶部的材料有被向后拉的趋势。该趋势通过合适地排序所述滑枕冲程来处理。 
实施例3
参见图26，在实施例2所描述的本发明的具体实施方式中，能够实施交错滑枕顺序控制策略来促进滑枕的运动，示例性滑枕顺序概要如下： 
1、滑枕C(2232)移动固定的距离(具有可调节的设置点)，在台阶C(2216)的起始处创建了料袋。 
2、滑枕C(2232)刚穿过触发距离(trigger distance)(触发距离具有可调节的设置点)时，滑枕B(2230)就马上跟随。滑枕B推动/载送材料立即填满台阶C(2216)起始处的料袋，反馈控制根据要求冲程尽可能远来闭塞高度开关C(2217)，或如果已经闭塞则最小化设置点距离，或如果闭塞尚未发生则最大化设置点距离。在滑枕B(2230)在台阶C(2216)的起始处填满所述料袋的同时，其在台阶B(2230)的起始处制创建了料袋。 
3、滑枕B(2228)刚穿过触发距离时，滑枕A(2228)就马上跟随。滑枕A(2228)推动/载送材料立即填满台阶A(2214)起始处的料袋，反馈控制根据要求冲程尽可能远来闭塞高度开关B(2215)，或如果已经闭塞则最小化设置点距离，或如果闭塞尚未发生则最大化设置点距离。在滑枕A(2228)在台阶B(2214)的起始处填满所述料袋的同时，其也在台阶A(2212)的起始处制创建了料袋。这典型地触发进料器运行并且在高度开关A(2213)再次被闭塞前填满所述气化器。 
4、所有滑枕同时返回原始位置。 
通过这样的顺序策略获得的反应物材料外形如图27所示(外形B)。

Claims (8)

1.一种用于将含碳原料转化成排出气和固体残余物的水平定向的气化器，其包括：
水平定向的气化室，其包括两个或更多个横向分布的局部温度区域、一个或更多个原料输入、一个或更多个气体出口和固体残余物出口；
室加热***；
一个或更多个横向传送单元，其用于在处理期间使原料移动通过所述气化器，其中，所述局部温度区域连续地促进干燥、挥发和碳-灰分的转化；以及
控制***，其用于控制所述一个或更多个横向传送单元的运动。
2.如权利要求1所述的水平定向的气化器，其中所述两个或更多个局部温度区域中的每个局部温度区域具有用于使原料移动通过所述局部温度区域的横向传送单元。
3.如权利要求2所述的水平定向的气化器，其中所述气化器的底面具有台阶式底板，并且每个局部温度区域基本上对应一个台阶。
4.如权利要求1、2或3所述的水平定向的气化器，其中所述横向传送单元中的每个都独立地包括移动支架、推动器滑枕、螺杆或输送机。
5.如权利要求3所述的水平定向的气化器，其中所述横向传送单元中的每个都包括滑枕。
6.如权利要求3或5所述的水平定向的气化器，其中所述加热***包括向每一区域供应热空气的独立控制的风箱。
7.如权利要求1所述的水平定向的气化器，其进一步包括灰提取器。
8.一种用于将给料转变成废气和灰的工艺，其包括以下步骤：
a)在水平定向的气化器中建立三个局部温度区域，其中第一区域具有促进干燥的温度，第二区域具有促进挥发的温度，而第三区域具有促进炭到灰的转化的温度；
b)给所述第一区域提供含碳原料，并将含碳原料维持在所述第一区域一端时间，以获得基本干燥的反应物材料；
c)将充分干燥的反应物材料传送到所述第二区域一段时间，以使干燥的反应物材料的挥发组分挥发形成废气；
d)将来自所述第二区域的残炭传送到所述第三区域一段时间，以使炭转化为另外的废气和灰。
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