CN102725250A - 用于将废物转化为复合烃的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了从动物密集饲养或其他浓缩的动物废物源接受动物废物以及将所述废物转化为复合烃的方法。所述废物含有液体和固体二者。所述方法包括将所述液体和固体分离为单独的废物流，控制固体废物流中的水分的量，使得固体废物流中的水分的量与所选的能量转化过程相容，并且将所述水分受控的固体废物进料至所述能量转化过程中。所述复合烃可适于用作基于石油的沥青粘合剂的替代物或添加剂。

Description

用于将废物转化为复合烃的方法和系统
发明背景
本发明一般性地涉及与动物密集饲养(confinement)中的废物相关的问题，更具体地，本发明涉及用于将所得到的高浓度的动物废物转化为适用于其他用途的复合烃的方法和系统。
动物因食物而饲养了数百年。先前的动物在旷野或圈中喂养，并且有时为了遮蔽而限制于建筑物。然而，本领域用于猪、牛和其他动物的畜牧生产的现状包括使大量这样的动物以高度集中住在受限的建筑物中，并且将食物递送给动物。这种畜牧生产方法通过提高效率来降低食物价格而使肉类消费者受益。当前的畜牧生产方法的缺点包括所得到的高浓度的废物，其必须从建筑物中移除并且以安全的方式处理。
通常，将废物从动物密集饲养建筑物中移除并且堆积在大的贮留池内。一旦废物堆积在这些大小可能是多英亩的贮留池内，则废物分解。当在贮留池中分解时，以及在如进一步描述的作为肥料的田间施用期间，贮留池中的固体和液体废物均引起周围区域的气味问题。
在部分分解之后，将来自贮留池的废物施用于土地(例如生长作物的田间)作为肥料。在废物的田间施用期间对环境污染的可能性是显著的，并且在猪肉生产州的许多田地都已经过度施肥了。此外，在施用期间一些已施用的肥料可能被风传播，因此为邻近区域的环境污染的来源。
废物贮留池技术还存在另外的弱点，具体地讲，倒塌的墙壁和地面沥滤，二者均可促成水路和井污染。在近期的EPA报告中，60％的鉴定为“受损的”US流是被动物废水污染的。动物废水管理已成为EPA的高度优先项目。
目前的畜牧生产方法的再一个问题在于，循环通过密集饲养建筑物以保持动物凉爽的空气，通过在这些密集饲养建筑物末端的风扇吹至大气中。这是除了上述肥料施用问题以外的空气传播的废物的另一个来源。部分由空气传播的废物引起的另一个问题是增加了农场工作者呼吸的敏感度和其他健康问题。立法机构的压力已迫使至少一个州对新的猪密集饲养进行延期偿付，并且预期其他州也会效仿。
众多努力已致力于改善畜牧生产领域的当前状态，但是大多数这些努力仍包括缺点。例如，一些仍需要废物贮留池。另一种系统利用倾斜的带来浓缩废物的固体百分比，但是未消除或自固体废物获得有益效果。已知通过燃烧消除废物的其他系统，但是燃烧这些废物未用于提供有益结果。其他系统通过化学品来处理废物，但是废物作为干燥的污泥又返回至环境。此外，存在厌氧消化系统。
另外存在一些已知的能量转化工艺，但是这些系统未描述使废物进入转化系统的任何方法，并且也未描述处理动物废物的整体工艺。
发明概述
在一方面，提供了用于加工来自畜牧生产密集饲养和浓缩的废物的其他来源的废物流以及将其转化为复合烃的系统。所述系统包括：接受废物流并且设置为将废物流分离为固体废物流和液体废物流的固/液分离器，和用于处理液体废物流的水处理设备。所述系统还包括用于控制固体废物流中的水分的量的控制系统、接受水分受控的固体废物流并将固体废物流转化为复合烃的能量转化加工器。
在另一方面，提供了从动物密集饲养或其他浓缩的动物废物源接受动物废物和将所述废物转化为复合烃的方法。所述废物含有液体和固体，并且所述方法包括将所述液体和固体分离为单独的废物流和控制固体废物流中的水分的量，使得固体废物流中的水分的量与能量转化过程相容。所述方法还包括将所述水分受控的固体废物进料至能量转化过程中，其中所述能量转化过程将所述水分受控的固体废物流转化为复合烃。
根据另一方面，提供了由来自畜牧生产密集饲养和浓缩的废物的其他来源的废物流生产的复合烃。所述复合烃通过包括以下步骤的方法生产：将所述液体和固体分离为单独的废物流，并且控制固体废物中的水分的量，使得固体废物流中的水分的量与能量转化过程相容。随后将所述水分受控的固体废物流进料至能量转化过程。所述能量转化过程适于将所述水分受控的固体废物流转化为复合烃，该复合烃被设置为用作沥青添加剂或替代物。
附图简述
图1为用于将废物流转化为燃料来源的系统的整体转化过程图，该系统包括固/液分离器。
图2为图1的系统的一部分的方框图，包括用于含高固体浓度的废物流的固/液分离器的一个实施方案。
图3为图1的系统的一部分的方框图，包括用于含低固体浓度的废物流的固/液分离器的一个实施方案。
图4为图1的系统的一部分的方框图，举例说明具有多个机械固/液分离器的一个实施方案。
图5为图1的系统的一部分的方框图，举例说明具有多个重力固/液分离器的一个实施方案。
图6为图1的系统的一部分的方框图，举例说明热量和气体回收子系统的一个实施方案。
图7为图1的系统的一部分的方框图，举例说明具有多个通向机械分离器的重力固/液分离器的一个实施方案。
图8为能量转化加工器的一个实施方案的方框图。
图9为用于将废物流转化为复合烃的系统的整体转化过程图的方框图。
图10为图1的系统的一部分的方框图，包括具有用于泵送废物流的双缸泵的实施方案。
图11为描述根据本发明的另一个实施方案，将浆料泵送至能量转化加工器中并接受来自能量转化加工器的流出物作为输出的方法的流程图。
发明详述
本文描述的系统提供了用于处理原料动物废物和将废物转化为燃料的方法，该燃料可随后用于加热、输送或优选通过由发动机或燃烧涡轮机驱动的发电机直接转化为电力。
参考图1，动物密集饲养10包括用于收集废物和冲洗水的粪肥收集区域12。将废物和冲洗水利用输送机构16输送至固/液分离器14。在一个实施方案中，输送机构16通过重力操作，但是，存在除了.重力以外或代替重力还可使用泵和/或运送装置来输送动物废物和其他伴随的材料的输送机构16的其他实施方案。本文使用的术语“输送”用于描述将物质从一个位置移动至另一个位置的方法，包括，但不限于，泵送、重力、螺旋输送器、运送装置，等。
在一个具体的实施方案中，采用设计用于高固体含量的正排量泵，将动物废物从收集区域12输送至固/液分离器14。一种正排量泵为研磨泵，其中一个实例为Moyno L-Frame螺杆泵(progressing cavitypump)。
固/液分离器14可包括一个或多个机械和重力分离器，其在下面将进一步描述。重力分离器有时称为沉降槽。在一个实施方案中，固/液分离器14用于将来自废物的挥发性固体递送至能量转化加工器20，该挥发性固体具有可用作燃料的显著的BTU含量。如以下将进一步描述的，将在特定的水分含量范围内的固体废物递送至能量转化加工器20。
排出粪肥收集区域12的动物废物通常含有约97％至约99.5％液体。这起因于天然粪肥非常湿。由于尿和用于从密集饲养10冲洗动物废物的水而增加了另外的水分。少量另外的水由于溅湿的饮水和动物清洁而提供给动物废物。例如，猪粪肥通常为约80％-90％重量液体。
能量转化加工器20的每个实施方案，对于待转化固体废物的水分含量，具有确保固体废物的适当转化的范围。例如，众所周知的气化工艺通常需要相对干燥的原料，例如，含有约20％至约30％水分水平的燃料。与此相反，其他转化工艺诸如液化或热解允许最高达约80％水分水平的湿得多的原料流。
如上所述，将动物废物输送至能量转化加工器内，该能量转化加工器可利用热解、气化或众多相关转化工艺中的一种，这些工艺利用受控的温度、压力和时间来将废物转化为燃料气体、油、固体，或其组合中的一种。已转化的动物废物在本文中称为“燃料”。
由能量转化加工器20，将燃料过滤并按照使用的需要通过过滤器加工器22加工。在一个实施方案中，该系统包括一个或多个任选的燃料储存槽24或一个或多个缓冲槽。随后通过已知的装置诸如发动机或涡轮机-驱动的发电机26将燃料转化为电力。
在举例说明的实施方案中，举例说明第二电力发电机28。在许多情况下，在“高峰需求”时期，电力更有价值。举例说明的系统的一个特征在于，电力发电机26用于供应某一数量的电力，而第二电力发电机28供应另一数量的电力。电力发电机26和第二电力发电机28可提供相等的电力或者可提供不同量的电力(即，不同大小)。在一个特别的实施方案中，电力发电机26供应电力和发动机热量，足以保持举例说明的系统的工艺连续运行，除非维修。当电力需求在峰值时，开启第二电力发电机28。在一个具体的实施方案中，电力发电机26为Kohler 150REOZV，而第二电力发电机28为Kohler500REOZV。
在一个实施方案中，第二电力发电机28的操作受到控制器30的控制，该控制器包括定时器(未显示)，该定时器与水平控制器32结合操作，该水平控制器32具有传感器输入34。控制器30还可通过来自公共事业或举例说明的能量转化系统的操作者的远程信号36来远程控制。该操作使能量转化系统能满足电负荷需求并且还使系统的所有者的经济效益最大化。通过降低传输线上的负荷、通过提供基于需求分布的发电，该操作对公众和电力网操作者提供益处。另外，由于粪肥生产和其他因素的波动，燃料生产将变化。双电力发电机排列提供了燃料供应波动的解决方案，同时使得发电机以峰值效率运行。
通常存在由在转化工艺中的能量转化系统产生的废水，该废水或者在能量转化加工器20内或者在过滤器/加工器22中。通过泵和/或重力将该废水输送至水处理设备40，在该装置中将任何剩余的携带的固体、液体和气体除去至适用当局认可的水平。将来自水处理设备40的水或者排放至水体，或者用于作物灌溉，或者用于代替目前取自地面来源和/或水体的水的任何数量的其他有用的目的。
在一个特别的实施方案中，将水输送返回至密集饲养10，用于多种目的。如图1举例说明的，保存槽42具有水平控制阀44，该水平控制阀使得保存槽42能按需填充。控制阀和/或泵46按需通过冲洗管线48将水传输至粪肥坑12，以便提供将粪肥清出密集饲养10所需的冲洗水。
在一个实施方案中，还将水泵送至经通风系统50对排出密集饲养10的空气进行过滤的装置。这种装置的一个实例为在美国专利号6,059,865中所描述的空气洗涤器52。当通风扇对着空气洗涤器52的倾斜的板(未显示)吹时，用水对该倾斜的板向下洗涤。含有气味的颗粒和气体在水流内被捕集。显示该水又返回至保存槽42。或者，该水可返回至水处理设备40或直接用于冲洗粪肥坑12。
图2举例说明固/液分离器14(示于图1中)的一个实施方案。某些能量转化过程利用低水分水平，例如，气化。在这样的能量转化过程中，固/液分离器14可包括一个或多个机械分离器60。单个的机械分离器60可为压机(例如，压带机)、螺旋输送器、运送装置、离心机、水力旋流器、筛分器的一种类型或为另一种类型的机械分离器，单独或与一种或多种其他机械分离器结合，结合工作以除去来自废物的基本上所有有用的挥发性固体。至少一些已知的机械分离设备在废水中留下很多有用的挥发性固体。
在图2中举例说明的固/液分离器14的实施方案中，将在废物中保留的任何固体通过重力和/或通过泵送从机械分离器60向前送至沉降槽62。机械分离器60的一些实例为KCS&C 48X30离心机或Vincent KP-6L螺旋压机。沉降槽62使得保留的固体朝向固定槽的底部64下沉，而液体部分向前送至水处理66。在另外的实施方案中，沉降槽62可包括串联或并联的多于一个沉降槽。将朝向沉降槽62的底部64下沉的固体输送返回至机械分离器60，直接输送返回，或输送至缓冲槽68，如图2举例说明的。
在一个实施方案中，将来自机械分离器60的固体流向前送至撕碎机70。对于一些动物废物流，可能不需要撕碎机70，且其功能可被标准泵或研磨泵代替。随后通过泵或重力将废物输送至干燥器72。在图2所示的实施方案中，干燥器72为螺旋状螺旋输送器，其中将热量和/或空气加入到单元内，降低废物的水分含量，以满足能量转化加工器20的操作条件。在所示的实施方案中，通过水分传感器74来控制废物的水分含量，该水分传感器74监测进入干燥器72的热量和气流的量。水分传感器74提供模拟或数字信号至水分控制器(MIC)76。设置水分控制器76来改变工艺变量，以控制废物的水分水平在预定的限度内，以便能量转化加工器20利用。一个特别的实施方案利用Omega CDCE-90-1水分传感器和Omega CDCN-90水分控制器。在该实施方案中，水分传感器74提供成比例的信号至水分控制器76。水分控制器76的输出用于控制影响废物的水分百分比的装置。
在特别的实施方案中，如果水分传感器74表明水分百分比太高而不能通过能量转化加工器20适当加工，则增加施用于进入能量转化加工器20的废物流的热气流。可利用多种方法来产生热空气，并且一个示例性实施方案在图2中举例说明，其中将冷却剂80从电力发电机82通向换热器84，在该换热器中将热量转移至进入的空气以便提高其温度，这提高了其从工艺流中除去水分的能力。可变速度鼓风机86具有可变频率驱动或其他调节装置诸如机械气闸，该机械气闸通过水分控制器76输出的信号来控制。在一个具体的实施方案中，换热器84为由多个其他制造商制造的管套管换热器，而鼓风机86由New York Blower Company制造。
在其他实施方案中，干燥方法包括通过电或燃料点燃的加热器或经流体、气体或蒸汽换热介质由工艺的其他更高温区域换热来提高废物的温度。或者，来自电力发电机82或能量转化加工器20的发动机排气的气体可直接利用，这点与上述热空气实施方案类似。
在一个实施方案中，干燥器72包括穿孔的上筛(top screen，未显示)，该上筛能使经温热的潮湿空气逸出。在其他实施方案中，气流恒定，但是热量的量变化，例如通过三通阀调节递送至换热器84的热发动机流体(例如，冷却剂80)的量。或者，可控制其他工艺变量(诸如干燥器72的旋转速度或加热介质的温度)以得到相同的效果。可使用其他热源，如来自电力发电机82的发动机排气、来自能量转化加工器20的热量、来自在能量转化加工器20之后的工艺流88的热量、太阳加热的热流体或来自单独的燃烧过程的热量，如燃烧从所得到的燃料分离的链烷烃。
图3举例说明一个供选的实施方案，其中能量转化加工器20被设置为利用或允许更高水分含量的原料(例如，动物废物流)。在该实施方案中，将来自沉降槽62的部分固体流递送至含有来自机械分离器60的固体部分的管线。基于来自水分传感器74的输入或类似的仪器操作手段，通过水分控制器(MIC)76控制来自沉降槽62的该流的量。或者，通过简单的实验手动平衡来控制来自沉降槽62的固体的量。在该实施方案中，举例说明了三通控制阀100和水分传感器74用于控制进入废物流的来自沉降槽62的固体的量。或者，可利用一个或多个两通控制阀或螺线管操作的阀。
在进入能量转化加工器20之前，将废物流暴露于来自换热器84的热量。用于换热器74的热量可由多种来源提供。在一个具体的实施方案中，可由电力发电机(示于图1中)自排气和发动机冷却水中的一种或多种，向换热器84提供热量。废物流实际上部分或全部代替发动机的散热器。可使用另外的热源，例如太阳热、流动通过单元的发电机或其他电力来源的电热量、或直接点燃一部分燃料或燃料的废弃部分。随后将已加热的废物输送至能量转化加工器20，并如关于图1所述进行加工。
图4举例说明用于能量转化系统的固/液分离器110的一个供选的实施方案，该分离器提高废物流中固体与液体之间的分离效率。除了机械分离器60以外，还包括第二机械分离器112。机械分离器60和第二机械分离器112可为相同的构造类型，但是在一个具体的实施方案中，机械分离器60为高能效类型的分离器，例如，压机，而第二机械分离器100为更加能量密集的分离器，如离心机。在该实施方案中，第二机械分离器112比机械分离器60加工更少的物质流，从而提高能量转化系统的整体效率。具体地讲，机械分离器60将废物的高-固体部分导向能量转化加工器20，而将废物的高-液体部分输送至第二机械分离器112。第二机械分离器112也将其高-固体部分导向能量转化加工器20，而将高-液体部分导向沉降槽62。将废物的高-固体部分从沉降槽62导向返回至缓冲槽68，或者，返回至机械分离器60、112中的一个或两个，而将另一部分输送至能量转化加工器20。基于来自水分传感器74的输入，通过水分控制器(MIC)76控制三通阀100。三通阀100改变朝向能量转化加工器20和缓冲槽68任一输送的高-固体废物部分的量，或者，三通阀100改变在第一和第二机械分离器60、112之间输送的高-固体废物部分的量。
图5举例说明用于能量转化系统的固/液分离器120的另一个实施方案，该分离器也提高废物流中液体与固体之间的分离效率。固/液分离器120包括第二沉降槽122，其可为与沉降槽62相同的构造类型，但是通常将具有不同的几何形状。沉降槽122将废物的高-固体部分导向能量转化加工器20，而将来自第二沉降槽122的废物的高-液体部分输送至沉降槽62。沉降槽62将其高-液体部分输送至废水处理(例如，示于图1中的设备40)。利用沉降槽的重力分离的主要优点为能耗低并且固体的回收率高。据认为在机械分离器60的下游串联放置两个重力分离器(即，沉降槽62和122)能回收约97％的固体。将来自重力分离器62、122二者的废物的高-固体部分输送返回至缓冲槽68或者与来自机械分离器60的输出合并，并导向撕碎机70直达能量转化加工器20上。三通阀124采用与上述三通阀100相同的方式操作，也就是，基于来自水分传感器74的输入，通过水分控制器(MIC)76进行控制。三通阀改变朝向能量转化加工器20、缓冲槽68和机械分离器60输送的高-固体废物的量。
对于所有上述实施方案，应容易理解的是，可以作出许多改变，并且仍在本文描述的精神和范围内。例如，改变分离器的排列和数量，例如当然可以预期三个或更多个并联或串并联排列的分离器。
图6显示热量回收系统140的一个实施方案，该热量回收系统可用于改善和/或优化通过能量转化系统进行的工艺。在举例说明的实施方案中，通过换热器144，通过从电力发电机142的冷却流体(通常为乙二醇/水混合物)回收的热量将废物流加热。使用可得自能量转化加工器20的蒸汽和/或排气，在第二换热器146中进一步加热废物。或者，这些可取自能量转化加工器20或石油工业中使用的下游设备(如闪蒸罐)内的容器。
显示了将传热介质循环通过换热器148、150的另一个热量回收来源。传热介质将来自能量转化加工器的热燃料的热量转移至进入的废物流，将其预热，提高整体效率。
在图6中仅通过举例的方式还举例说明了另外的工艺控制仪器。在能量转化加工器20的某些实施方案中，排气的组分的回收是重要的。例如，能量转化加工器的一个实施方案需要一氧化碳(CO)和/或二氧化碳(CO2)，一氧化碳和二氧化碳在发动机和/或燃烧过程的排气中可容易地大量得到。在所示的实施方案中，通过气体分离器152分离一部分排气，用于递送至能量转化加工器20。可将排气过滤，或者化学转化(例如将CO2转化为CO和O2)，以将所需的一种或多种气体递送至能量转化加工器20。在一个实施方案中，在气体分离器152内利用膜技术来浓缩一种气体(例如CO)的量，用于递送至过程中。其他更复杂的气体分离方法(如变压吸附(pressure-swing absorption)、真空变压吸附(vacuum swing absorption)、化学分离、催化分离和其他气体分离方法)可用于完成将更合意的气体混合物递送至能量转化加工器20的相同的目标。气体分离工艺通常对进料气体(排气)使用压缩机或一个或多个真空泵。
图7举例说明能量转化系统的固/液分离器170的另一个实施方案，其控制固体百分比，主要用于低-固体能量转化加工器20。固/液分离器170包括一个或多个重力分离器(所示的沉降槽62、122)。将来自各沉降槽62、122的废物的高-固体部分朝向能量转化加工器20输送，只是将一部分高-固体部分导向通过机械分离器60，其将废物的固体百分比提高至输入能量转化加工器20要求的水平。基于来自水分传感器(MT)74的输入，通过水分控制器(MIC)76控制三通阀172。或者，三通阀172可为两通阀和/或手动阀的组合。或者，可将来自机械分离器60的废物的液体部分输送至缓冲槽68或直接输送至沉降槽62、122之一。
图8举例说明能量转化加工器200的一个实例。在举例说明的实例中，泵202提高能量转化加工器200内废物的压力。如上所述，废物已控制在特定的水分水平。将废物泵送通过一段管道204。一个实例包括1000’的1.5英寸NPS Schedule 80 304ss，其内径为约1.5”，盘绕成约12英尺直径，27圈。将约4.6gpm的流率泵送至能量转化加工器200内。降压变压器206将来自电力发电机208的480伏单相电力转化为低电压(例如30VAC)。温度传感器210为温度控制器212提供信号。通过电力控制器214控制从电力发电机208递送至能量转化加工器200的电力的量。在一个实施方案中，电力控制器214为相角SCR(硅可控整流器)类型或另一种类似的类型。特定的SCR类型电力控制器由EuroTherm供应。电力控制器214将一定量的电力递送至降压变压器206，该电力的量与由温度控制器212接受的信号成比例。电力控制器214调节施用于变压器206的原线圈的电压，该原线圈以相同的比率调节施用于能量转化加工器200的电压。这种排列保持废物在能量转化加工器200的出口216处的温度。另一个实施方案(未显示)利用多个区域，例如，两个变压器206、两个电力控制器214、两个温度传感器210和两个温度控制器212，其中每个区域可具有不同的温度设定点或相同的温度设定点，使得具有比起保持温度的区域温度升高的区域。
在一个实施方案中，能量转化加工器200的管道204包括夹套的管，其中将来自电力发电机的热量作为已加热的流体或已加热的气体之一施用于夹套的管以保持要求的温度设定点。在该实施方案和其他实施方案中，由此，在一个或多个不同的加热区域中，通过一个或多个阻抗和电感，将来自电力发电机的热量施用于能量转化加工器(20，200)内的废物流。
上述实施方案用于控制废物流内的水分的量，以试图为特定的能量转化加工器20提供最优的废物。当能量转化加工器20为气化加工器时，进入机械分离器60(例如，倾斜的螺旋压机)的水分百分比为约95％。排出机械分离器60的高-固体流的水分百分比为约65％。向前送至撕碎机70的固体的质量分数则为约30％。将剩余的70％质量分数的废物向前送至重力分离器(例如，沉降槽62)。将重力分离器中的固体部分连续地再循环至缓冲槽68，在该缓冲槽68中将其与新鲜的浆料混合并再次引入至机械分离器60。对于排出撕碎机70的废物流，将热空气引入至干燥器72(如图2中所示)，并如上所述进行调节，以将待进料至能量转化加工器20的废物流中的水分百分比降至约25％。
当能量转化加工器20为热解或液化加工器时，进入机械分离器60(例如，转鼓篮式离心机(solid bowl basket centrifuge))的水分百分比为约97％。排出机械分离器60的高-固体流的水分百分比为约72％。向前送至撕碎机70的固体的质量分数则为约65％。将剩余的35％质量分数向前送至重力分离器(例如，沉降槽62)。重力分离器中的固体部分的水分百分比为约90％。将来自重力分离器的流在三通阀处分开，其中将标称50％的流导向连接机械分离器60和撕碎机70的管。这导致所要求的混合物水分百分比在这种情况下为约80％。如前所述调节三通阀位置，以保持该水分百分比设定点。将来自重力分离器的剩余的高-固体流连续地再循环至缓冲槽68，在该缓冲槽68中将其与新鲜的浆料混合并再次引入至机械分离器中。
上述实施方案和实施例用于举例说明，多种不同的能量转化加工器类型如何利用来自废物流的水分含量控制，以便提供用于处理畜牧生产废物流以及增加来自畜牧生产废物流的有益用途的方法。上述实施方案同样也不涉及引起释放至大气中的气味的方法，比起包括贮留池和田间撒播的已知的解决方案，提供了对于畜牧生产废物问题的更理想的方法。
虽然上述实施方案涉及由废物流产生燃料来源并随后使用该燃料来源用于发电，供选的实施方案利用能量转化加工器20来产生复合烃，可将该复合烃输出至例如烃储存器25(示于图9中)。能量转化加工器20是否如图1-8所述将废物流转化为燃料来源，或者如图9和10所描述的系统所述转化为适用于其他用途的复合烃，这取决于多种因素。例如，根据一些实施方案，为了影响由能量转化加工器产生的输出(即，复合烃)的化学组成，可改变能量转化加工器20内的温度和/或压力或者可将另外的物质输入至加工器。
在图9的系统中由能量转化加工器20产生的复合烃被调整为适用于多种应用。在一个实施方案中，这些复合烃适于用作地沥青(bitumen)和基于石油的沥青(asphalt)粘合剂的添加剂或替代物。
本文所述的沥青为沥青粘合剂混合物和聚集体的组合物。沥青粘合剂混合物将聚集体粘结在一起。沥青粘合剂混合物可含有一种或多种以下物质(以下将更详细地讨论每一种物质)：基于石油的沥青粘合剂、基于聚合物的沥青粘合剂添加剂或由图9的能量转化加工器20产生的复合烃。
地沥青为天然存在的粘性的烃混合物，通常在沙、粘土和水中发现作为富含烃的混合物。地沥青必须首先由含有其的混合物(即，沙、粘土或水)提取并加工，然后输送至石油精炼厂用于进一步加工。基于石油的沥青粘合剂只是地沥青类中的几种烃混合物中的一种。其具有强的耐候性和耐化学性，并且通常用于铺路应用或铺屋顶应用(例如，焦油或基于沥青的屋顶板)。基于石油的沥青粘合剂源自石油精炼过程期间的原油。在包含在油桶内的部分中，基于石油的沥青粘合剂为底部部分，其在所有其他部分已于精炼过程中除去之后剩余。
当前，基于石油的沥青粘合剂几乎排他地由石油精炼厂生产。进料至石油精炼厂的原油的性质通常有很大的变化。因此，由该原油生产的沥青粘合剂的性质也有很大的变化。为了解决基于石油的沥青粘合剂的性质的差异，通常将基于聚合物的沥青粘合剂添加剂与其混合，产生具有基本上均一性质的材料的沥青粘合剂混合物。为了得到具有基本上均一性质的沥青粘合剂混合物，基于基于石油的沥青粘合剂的性质，将不同类型或数量的基于聚合物的沥青粘合剂添加剂与基于石油的沥青粘合剂混合。
基于聚合物的沥青粘合剂添加剂还能增强基于石油的沥青粘合剂的性能特性(例如，提高的高温刚性和提高的低温弹性)。许多基于聚合物的沥青粘合剂添加剂源自在次级化学过程期间由原油生产的聚合物。常用的基于聚合物的沥青粘合剂添加剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)。
在一个示例性实施方案中，图9的系统产生复合烃，该复合烃适合用作基于石油的沥青粘合剂或基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的替代物，或者适用于作为原料插入石油精炼厂的重油流(例如，真空蒸馏或焦化单元)中。通过将废物流置于能量转化加工器20内的特定的温度和压力，经延长的时段(例如，30分钟至2小时)，由图9的系统产生复合烃。由能量转化加工器20和其中的特定的温度和压力产生的复合烃具有与基于石油的沥青粘合剂类似的材料性质。
在这样的示例性实施方案中，由图9的系统中的能量转化加工器20内的特定的温度和压力产生的复合烃具有与基于石油的沥青粘合剂类似的比重、倾点、粘度和燃烧热(统称为“材料性质”)。
由能量转化加工器20产生的复合烃的材料性质的值，可通过改变能量转化加工器20内的条件或输入至能量转化加工器的材料的含量而改变。例如，通过在能量转化加工器内进行的工艺期间，向能量转化加工器20引入氢气，可使复合烃的比重下降。可通过氢气注射机构将氢气以气态形式“鼓泡”或注射至能量转化加工器20中。氢气注射机构与氢气源流体连通，并用于调节输入至能量转化加工器20的氢气的流量和压力。在氢气注射机构中可包括一个或多个阀、管、配件或连接器。
当引入能量转化加工器20内时，通过从复合烃使有机链断裂，氢气可减小组成复合烃的烃链的长度。相应的链长减小用于降低比重、倾点和粘度，同时还提高每磅复合烃的BTU。
向加工器中引入氢气或不引入氢气，我们认为通过提高能量转化加工器20内的温度和/或压力，组成复合烃的链长会减小。相反，我们认为通过降低能量转化加工器20内的温度和/或压力，链长会增加。因此，当温度、压力或停留时间中的一个或任意组合增加时，与这些值中的一个或任意组合减小时相比，碳链长度可减小。
虽然根据示例性实施方案具体提及了复合烃的材料性质与基于石油的沥青粘合剂的相似性，但它们不应解释为限制性的。相反地，通过改变能量转化加工器20内的压力和温度，由图9的系统可产生具有不同性质的广泛种类的复合烃。因此，本文给出的范围和值仅意欲举例说明，并且只代表根据能量转化加工器20内的特定的温度和压力产生的一种复合烃的材料性质。
根据一些实施方案，在沥青混合物中可用复合烃替代部分或全部基于石油的沥青粘合剂。例如，基于石油的沥青粘合剂的量可减少某一量度，并且可以用相同量度的由能量转化加工器20产生的复合烃来代替。例如，在沥青混合物中基于石油的沥青粘合剂的量可减少一定的量(例如，占基于石油的沥青粘合剂的25％重量的量)并且可向沥青混合物中加入与该减少的量基本上相同量的复合烃。根据一个示例性实施方案，第一沥青混合物可含有1000磅的基于石油的沥青粘合剂。在根据一个实施方案混合的第二沥青混合物中，基于石油的沥青粘合剂的量可减至750磅，并且可用250磅的由图9的系统产生的复合烃来代替250磅的基于石油的沥青粘合剂进行替换。也预期其他比率，在一些实施方案中，在沥青混合物中用复合烃替代大多数(如果不是全部)所需量的基于石油的沥青粘合剂。
此外，虽然上述实施方案公开了从沥青粘合剂混合物中除去的基于石油的沥青粘合剂的重量与代替它进行替换的复合烃的重量之间的1∶1的对应关系(即，替代、替换和/或组合比率)，但是也预期其他替代、替换和/或组合比率。例如，与基于石油的沥青粘合剂相比，复合烃可表现出在沥青粘合剂混合物中使它的用量降低的性质。然而，在其他实施方案中，关于基于石油的沥青粘合剂，可能需要增加量的复合烃。由对能量转化加工器20的原料输入或能量转化加工器的操作(例如，温度、压力、滞留)可确定替代、替换和/或组合比率。还可基于沥青混合物的最终用途来确定替代、替换和/或组合比率。例如，某些高-应力最终用途(例如，高速公路构造)可需要与应力较小的最终用途(例如，机动车车道或人行道)不同的比率。在一些实施方案中，沥青混合物的最终用途指示在沥青混合物中可使用的复合烃的量。
根据一些已知的系统，如上所提及的，将基于聚合物的沥青粘合剂添加剂与基于石油的沥青粘合剂混合，以改变所得到的沥青混合物的材料性质，以符合标准值集(standard set of values)。标准值集可包括由标准机关设定的性能标准。基于石油的沥青粘合剂的材料性质部分取决于产生粘合剂的原油的材料性质。由于基于多种因素(例如，利用的提取方法、原油的地理来源，等等)，原油的材料性质可显著变化，所以源自该原油的粘合剂的材料性质同样可以不同。因此，基于聚合物的沥青粘合剂添加剂作用于确保引入该添加剂的沥青混合物符合材料性质的标准值集，而不论用于得到粘合剂的原油的材料性质如何。基于聚合物的沥青粘合剂添加剂可占沥青粘合剂混合物的1％-20％重量，且在一些实施方案中，基于聚合物的沥青粘合剂添加剂可占沥青粘合剂混合物的2％-10％重量，而在其他实施方案中，基于聚合物的沥青粘合剂添加剂可占小于沥青粘合剂混合物的5％重量。在一些实施方案中，复合烃可构成沥青粘合剂混合物的2％-98％重量，而在其他实施方案中，复合烃可构成沥青粘合剂混合物的1％-25％重量，而在其他实施方案中，复合烃可构成大于沥青粘合剂混合物的5％重量。
在一些实施方案中，复合烃可与降低比率的基于聚合物的沥青粘合剂添加剂和混合物的其他组分混合，以形成沥青粘合剂混合物。因此，在一些实施方案中，复合烃可降低在沥青中所需的基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的量，而在其他实施方案中，复合烃可作用为至少一部分基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的替代物。
在复合烃至少部分作用为基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的替代物的实施方案中，基于聚合物的沥青粘合剂添加剂与沥青粘合剂混合物的其他组分的比率可在1％-20％重量范围内，而在其他实施方案中，该比率可小于5％重量。在一个实施方案中，基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的比率可为约3％。复合烃与沥青粘合剂混合物的其他组分的比率可变化，以符合基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的降低比率。例如，如果在先前的沥青粘合剂混合物中基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的比率为12％，并且在替代沥青粘合剂混合物中其为5％，则在替代沥青粘合剂混合物中存在等于7％重量的复合烃的量。由于单位重量的添加剂的成本显著大于复合烃和基于石油的沥青粘合剂的成本，因此降低在沥青粘合剂混合物中使用的基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的量是有益的。
虽然以上单独描述了复合烃代替基于聚合物的沥青粘合剂添加剂和基于石油的沥青粘合剂，但是其他实施方案预期降低添加剂和粘合剂二者的量并加入复合烃。虽然已具体提及了烃混合物与沥青粘合剂混合物中的其他组分的比率范围，但是它们不应解释为限制性的。相反地，可利用任何不同的范围，并且本文给出的范围仅意欲举例说明。此外，一些实施方案可利用复合烃来完全替代传统的基于石油的沥青粘合剂。
在传统的沥青粘合剂混合物中利用至少一部分复合烃的实施方案中，比起包含基于石油的沥青粘合剂、聚集体和基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的其他沥青粘合剂混合物，公认显著的改善。例如，在传统的基于石油的沥青粘合剂混合物中，在其中分散基于聚合物的沥青粘合剂添加剂需要时间和充分分散添加剂所需的剪切力二者上的大量混合努力。然而，加入复合烃减少了混合操作和分散聚合物添加剂所需的剪切力二者的持续时间。此外，复合烃可提高沥青粘合剂混合物的组分和随后与混合物组合的聚集体之间的粘着性。
在一些实施方案中，由能量转化加工器20产生的复合烃的材料性质与煤焦油沥青的材料性质类似。煤焦油沥青为当将煤碳化以生产焦炭或将煤气化以生产煤气时所产生的副产物之一。虽然煤焦油沥青可用作沥青粘合剂混合物的一种成分，但是其含有重金属如汞或镉。与此相反，复合烃可仅含有痕量(如果有的话)重金属。此外，与通过能量转化加工器20产生复合烃相比，通过能量密集工艺(例如，煤的碳化)产生煤焦油沥青导致费用提高。
比起不包含复合烃的沥青，我们认为包含复合烃的沥青(即，聚集体和包含一种或多种以下物质的沥青粘合剂混合物：基于石油的沥青粘合剂、基于聚合物的沥青粘合剂添加剂和复合烃)由于包含复合烃而具有显著更好的性质。已分析了含有由能量转化加工器20产生的复合烃的沥青粘合剂。利用动态剪切流变仪(DSR)测试，不含复合烃、但是仍包含相同类型的基于石油的沥青粘合剂和基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的典型的沥青粘合剂通常得到为“符合”或“高度符合”的评定。包含由能量转化加工器20产生的复合烃、基于石油的沥青粘合剂添加剂和基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的沥青粘合剂样品在DSR装置上得到为“极度符合”的评定，这是比起“高度符合”显著更好的评定，表明更理想的流变学性质。
在一些实施方案中，含有包含复合烃的沥青粘合剂混合物的沥青用于铺路操作(例如，道路、停车场等的构造)，而在其他实施方案中，它可用于铺屋顶产品(例如，沥青屋顶板或铺屋顶焦油替代物)或作为填充剂用于沥青表面的裂缝。当用于铺路操作和作为裂缝填充剂时，含有复合烃的沥青混合物在热气候条件下可表现出改善的刚性并且在冷气候条件下可表现出提高的弹性。现已发现，复合烃具有对表面的强韧粘着性，这点可预示其作为沥青表面中的裂缝填充剂的用途。
在图10所示的实施方案中，多室双缸泵(multi-chambereddual-cylinder pump)将废物流泵送至能量转化加工器20，并从中提取复合烃(关于图1-8，称为“燃料”)。出于关于浆料泵进行讨论的目的，将从能量转化加工器20提取的材料(即，复合烃)称为“流出物”。
现在参考图10，根据本发明的一个实施方案给出了多室泵送系统(通常称为1000)的示意图。将浆料从固/液分离器14供应至浆料泵送系统1000，并且将流出物排放至过滤器/加工器22。固/液分离器14和过滤器/加工器22均可敞开至大气中，因此，为大气压或接近大气压，或者可将它们密闭并保持在另一合适的压力。在图10所示的实施方案中，通过废物源15将浆料提供至固/液分离器14。废物源15中包含动物废物和从粪肥坑12(示于图1中)收集的其他液体。虽然本文具体提及了使用浆料作为多室泵送系统1000的源物质，但是该泵送系统不局限于泵送浆料。相反地，泵送系统1000可泵送含有固体的多种液体或其他物质。
在一些实施方案中，可放置固/液分离器14，使得仅借助重力，浆料能从固/液分离器排走并进入浆料泵送系统1000的其他部分。在一个实施方案中，除了重力以外或者替代重力，还可使用泵或运送装置来输送来自固/液分离器14的浆料。本文使用的术语“输送”用于描述将物质从一个位置移动至另一个位置的方法，包括，但不限于：泵送、重力、螺旋输送器、运送装置，等。
就本文讨论的目的而言，将由固/液分离器14提供的浆料称为“源物质”。
如图10中所见，泵系统1000包括输入部分1008和流出物部分1038。输入部分1008包括具有内径的输入缸1010。源物质输入阀302控制源物质从固/液分离器14通过输入缸输入口1024流动至输入缸1010的输入工艺区1012。输入活塞1016将输入工艺区1012与流体区1014分隔。与输入活塞1016相连的是输入缸导杆1018。输入缸导杆1018延伸通过一部分流体区1014并且具有与其相关的第一直径。工作流体通过进入和排出口1022进入和排出输入缸1010的流体区1014。
当输入活塞1016沿着输入缸1010的纵轴移动时，输入工艺区1012和流体区1014的体积以彼此相反的关系改变体积。当工作流体的压力小于源物质的压力时，源物质将流入输入工艺区1012(条件是浆料的供应可得自固/液分离器14)。相反，当源物质的压力小于流体区1014中的工作流体的压力时，源物质将流出输入工艺区1012(条件是可利用流体连通手段)。
可测定输入缸导杆1018相对于固定点的纵向位置，并且在一些实施方案中，通过输入缸LVDT(linear variable differential transducer，线性可变差动变送器)1026进行监测。在其他实施方案中，可使用不同的机构(例如，弦线电位计(string pot))来监测输入缸导杆1018的线性位置。
可用封条或圆环(未显示)围绕输入活塞1016，并防止在活塞沿着输入缸1010的纵轴移动时源物质或工作流体彼此接触。另外，构成泵系统1000的输入部分1008的部件可由多种合适的材料(例如，金属)形成。
泵系统1000的流出物部分1038包括具有内径的流出物缸1040。在一些实施方案中，流出物缸1040和输入缸1010的内径基本上相同，而在其他实施方案中，它们可有少量不同(例如小于十分之一或四分之一英寸)。流出物通过流出物缸输入口1064进入和排出流出物缸1040的流出物工艺区1052。流出物活塞1056将流出物区与流体区1054分隔。与流出物活塞1056相连的是流出物缸导杆1058。流出物缸导杆1058延伸通过一部分流体区1054并且具有与其相关的第二直径。工作流体通过进入和排出口1062进入和排出流出物缸的流体区1054。
可测定流出物缸导杆1058相对于固定点的纵向位置，并且在一些实施方案中，通过输入缸LVDT(线性可变差动变送器)1066进行监测。在其他实施方案中，可使用不同的机构(例如，弦线电位计)来监测流出物缸导杆1058的线性位置。
可用封条或圆环(未显示)围绕流出物活塞1056，并防止在活塞沿着流出物缸1040的纵轴移动时流出物或工作流体彼此接触。另外，构成泵系统1000的流出物部分1038的部件可由多种合适的材料(例如，金属)形成。
连接输入缸1010和流出物缸1040的流体区1014和1054的是流体连接部件(例如，管或软管)，该流体连接部件提供流体区1014和1054之间的流体连通。一个或多个阀(未显示)控制工作流体在流体区1014和1054和工作流体泵1070以及相关的储器(未显示)之间的流动。如以下更详细讨论的，与来自能量转化加工器的流出物的输出相关的压力用于在流体区1014和1054之间转移工作流体，以便减小由工作流体泵1070提供，将源物质从输入缸1010泵送至能量转化加工20的工作流体的量。利用流出物的压力以帮助将源物质泵送至能量转化加工器显著降低了工作流体泵1070的能耗。
现在返回泵送系统1000，源物质排出阀304控制来自输入工艺区1012的源物质的流动。当关闭源物质输入阀302并打开源物质排出阀304时，源物质可通过各种管或其他流体连通系统移动至能量转化加工器20的输入404。然后，在作为流出物在能量转化加工器的输出402处排出之前，源物质可移动通过能量转化加工器20。如上所述，一旦源物质(即，浆料)在能量转化加工器20内，则源物质可经受升高的温度或压力一定的持续时间并转化为上述流出物。
流出物排出阀308控制流出物从能量转化加工器20通过其中的输出402向流出物进入口1064朝向流出物缸1040的流出物区1052的流动。当打开流出物排出阀308并关闭流出物倾卸阀306时，流出物能从能量转化加工器20向流出物区1052流动，由此抬高流出物活塞1056并代替来自流出物缸1040的流体区1054的工作。
通过使用换热器310降低需要输入至能量转化加工器20的热量的量。在一些实施方案中，浆料在进入能量转化加工器20之前通过换热器310。随后，流出物在排出能量转化加工器20之后通过换热器。换热器310将来自排出能量转化加工器20的流出物的热量转移至进入能量转化加工器的浆料，由此降低能量转化加工器必须提供给浆料的热量的量。
与输入缸导杆1018相关的第一直径小于与流出物缸导杆1058相关的第二直径。导杆1018和1058之间的直径差异用于补偿从输入缸1010输入至能量转化加工器20的源物质的相关压力与包含在能量转化加工器内并输出至流出物缸1040的流出物的相关压力之间的压力差。根据其他实施方案，与输入缸导杆1018相关的第一直径基本上等于与流出物缸导杆1058相关的第二直径，并且通过工作流体泵1070提供另外的加压的工作流体。
现在参考图11，提供流程图1100，举例说明根据另一个实施方案的方法，其用于将源物质(例如，浆料)泵送至能量转化加工器中，并接受来自能量转化加工器的流出物作为输出。在泵送系统的操作中，存在两个不同的循环。第一循环包括：接受1110源物质至输入缸的输入工艺区中，和相应的排放1120来自流出物缸的流出物工艺区的流出物。第二循环包括：排放1130来自输入缸的输入工艺区的源物质至能量转化加工器中，和相应的接受1140来自能量转化加工器的流出物至流出物缸的流出物工艺区中。因此，虽然在方框1110和1120中描述的步骤被描述为单独的操作，但是它们基本上同时发生并且可同时进行。同样，在方框1130和1140中描述的步骤基本上同时发生并同样可同时进行。
就本文讨论的目的而言，假定能量转化加工器以稳态操作运作，其中能量转化加工器内的源物质水平处于其操作能力。在泵系统初始启动期间，当能量转化加工器基本上为空的或源物质水平低于操作能力时，可能需要通过单独的输入缸的多个泵送操作(例如，没有相应的来自能量转化加工器的流出物排出)来向能量转化加工器中“装填”源物质。在一些实施方案中，在能量转化加工器的装填完成至给予能量转化加工器将源物质的化学组成变为流出物的必需时间之后，可停止泵送操作。此外，以下描述的方法，其从填充输入缸开始，假定流出物缸已被自能量转化加工器输出的流出物填充。
在图11中描述的方法从接受1110源物质至输入缸的输入工艺区中开始。如上所述，源物质的一个实例为浆料。可通过重力将源物质运送至输入工艺区，其中源物质的来源位于对输入工艺区的输入的上方。在其他实施方案中，可使用不同的运送机构来将源物质进料至输入工艺区，例如螺旋输送器或运送装置。一个或多个阀可控制源物质流入输入工艺区，并相应地打开阀以允许源物质流入输入工艺区。在输入工艺区已被源物质填充之后，将该一个或多个阀关闭。
将流出物从流出物缸的流出物工艺区排放1120至与之流体连通的流出物大桶。为了从大桶中排放流出物，将控制来自流出物缸的流出物工艺区的输出的一个或多个阀打开，由此允许流出物通过任何合适的流体连接部件(例如，管、软管、沟槽等)移动至流出物大桶。随后流出物经受另外的过程(例如，分离或干燥操作)。
当流出物从流出物工艺区排放时，流出物缸活塞沿着流出物缸的纵轴移动，由此减小流出物工艺区的体积并增加流体区的体积。当输入缸的输入工艺区被源物质填充时，另外的工作流体从输入缸的流体区导入流体区中。一个或多个阀可控制工作流体在输入和流出物缸的流体区之间的流动。在流出物已从流出物工艺区排放之后，将控制来自流出物工艺区的输出的该一个或多个阀关闭。
将源物质从输入缸的输入工艺区泵送或排放1130至能量转化加工器。与初始将源物质泵送至能量转化加工器一致，将控制源物质沿着管或软管流动至能量转化加工器的阀打开。为了泵送来自输入工艺区的源物质，流体区中的工作流体对输入活塞起作用，因此迫使输入活塞沿着输入缸的纵轴移动。当流体区中的工作流体的压力超过输入工艺区中的源物质的压力时，输入工艺区的体积开始减小，同时工作流体移动输入活塞。
在一些实施方案中，在升高的压力下将源物质输入至能量转化加工器，并相应地在该升高的压力下泵送至能量转化加工器。导杆与输入活塞连接并延伸通过流体区，由此减小了工作流体能在其上起作用的输入活塞的表面积。因此，工作流体的压力超过泵出输入工艺区的源物质的压力。如以下更详细描述的，将工作流体从流出物缸的流体区供应至输入缸的流体区。还通过工作流体泵提供工作流体。在利用液压流体作为工作流体的实施方案中，工作流体泵为液压泵。
将流出物从能量转化加工器接受1140至流出物缸的流出物工艺区。如上所述，将流出物在升高的压力下从能量转化加工器输出，该压力通常稍小于输入至能量转化加工器的源物质的压力。压力下降是多种因素的结果，包括，但不限于：能量转化加工器中的摩擦损失或在源物质中发生的化学变化。
为了接受流出物至流出物工艺区中，将控制流出物流动至流出物工艺区的一个或多个阀打开。在一些实施方案中，通过一个或多个管、软管或管子，完成流出物从能量转化加工器至流出物工艺反应的流动。
可将控制工作流体进入和离开流出物缸的流体区的流动的一个或多个阀打开。当流出物填充流出物工艺区时，它对流出物活塞起作用，其继而对工作流体起作用。与流出物活塞连接的导杆延伸通过流体区，因此减小与流体区邻接的活塞的表面积。因此，当流出物对活塞的一侧起作用时，与在活塞另一侧上的工作流体相关的压力大于流出物的压力。在液压系统中，该观念有时称为压力放大。由于压力通过施加的力除以活塞的表面积确定，较大的导杆减小活塞的表面积并增加压力放大。
在一些实施方案中，输入和流出物缸的内径基本上相同，并且流出物缸导杆具有比输入缸导杆更大的直径。因此，当流出物作用于流出物活塞时，相应的流体区中的工作流体的压力大于流出物的相关压力。当流出物填充流出物工艺区并对活塞起作用时，工作流体从流体区经一个或多个管或软管导向输入缸的流体区。
如上所述，输入缸导杆和流出物缸导杆的直径可行地补偿输入至能量转化加工器的源物质和从能量转化加工器输出的流出物的压力差。安排好各导杆之间的直径差，以将流出物缸的流体区中的工作流体的压力放大至输入缸的流体区中所需的压力，以将源物质在要求的压力下泵送至能量转化加工器。为了实现这一点，流出物缸导杆的直径大于输入缸导杆。在其他实施方案中，流出物缸导杆和输入缸导杆的直径基本上相同。在这些实施方案中，提供另外的加压的工作流体以解决从能量转化加工器输出的流出物和输入至能量转化加工器的源物质之间的压力差。
在一些实施方案中，由于流出物缸导杆的直径大于输入缸导杆，工作流体从流出物缸的流体区导向输入缸的流体区的量小于泵送源物质所需的量。因此，当由输入缸泵送源物质并且同时在流出物缸中接受流出物时，通过工作流体泵和相关的储器提供另外的工作流体。所需的另外的工作流体的体积约等于由于不同大小的导杆而引起的两个流体区之间的体积差。然而，在一些实施方案中，各导杆的直径基本上相同，因此，与所描述的其他实施方案所需的工作流体相比，需要另外的加压的工作流体。
在泵送循环的其他阶段，关于接受1110和排放1120所讨论的，工作流体从输入缸的流体区导向流出物缸的流体区。当流出物缸中的流体区的体积小于输入缸流体区时，将过量的工作流体导向储器。当泵送循环的其他阶段开始时，工作流体泵利用在储器中所包含的工作流体。
在一些实施方案中，可利用上述换热器。换热器在从能量转化加工器输出的流出物和输入至能量转化加工器的源物质之间传递热量。相应地，源物质在进入能量转化加工器之前通过换热器，而流出物在排出能量转化加工器之后通过换热器。换热器可用于其中源物质在能量转化加工器中经受升高的温度，而流出物随后在升高的温度下由能量转化加工器输出的实施方案。利用换热器允许与流出物相关的一部分热量传递至源物质，由此降低操作能量转化加工器所需的热量的量。
虽然已考虑各种具体的实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到可在权利要求的精神和范围内进行修改来实践本发明。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳实施方式，并且还确保任何本领域技术人员能实践本发明，包括制备和使用任何装置或系统和进行任何结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求所限定，并且可包括本领域技术人员能想到的其他实例。如果这些其他实例具有与权利要求的文字语言没有不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字语言无实质差别的等同结构要素，则这些其他实例意欲在权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种用于制造复合烃的方法，所述方法包括：
从动物密集饲养或其他浓缩的动物废物源接受含有固体和液体的动物废物；
将所述液体和固体分离为固体废物流和液体废物流，所述固体废物流具有比所述液体废物流低的液体百分比；
控制固体废物流中的水分的量，使得固体废物流中的水分的量与能量转化过程相容；
将所述水分受控的固体废物流进料至所述能量转化过程中，其中与所述能量转化过程相关的特定的温度和压力将所述水分受控的固体废物流转化为复合烃，该复合烃可行地用作沥青粘合剂混合物的一部分。
2.权利要求1的方法，其中与所述能量转化过程相关的特定的温度和压力导致将所述水分受控的固体废物流转化为复合烃，该复合烃具有与基于石油的沥青粘合剂类似的材料性质。
3.权利要求1的方法，其中利用所述复合烃作为沥青粘合剂混合物的一部分包括：在沥青粘合剂混合物中，利用所述复合烃作为基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的至少一部分的替代物。
4.权利要求1的方法，其中利用所述复合烃作为沥青粘合剂混合物的一部分包括：在基于石油的沥青粘合剂混合物中，利用所述复合烃作为基于聚合物的沥青粘合剂添加剂的至少一部分的替代物。
5.权利要求1的方法，其中利用所述复合烃作为沥青粘合剂混合物的一部分进一步包括：将沥青粘合剂混合物与基于聚合物的沥青粘合剂添加剂混合，以形成沥青粘合剂混合物。
6.权利要求1的方法，其中利用所述复合烃作为沥青粘合剂混合物的一部分进一步包括：将包含所述复合烃的沥青粘合剂混合物、基于聚合物的沥青粘合剂添加剂和基于石油的沥青粘合剂混合，其中所述复合烃构成所述沥青粘合剂混合物的2％-98％重量。
7.权利要求1的方法，其中利用所述复合烃作为沥青粘合剂混合物的一部分进一步包括：将包含所述复合烃的沥青粘合剂混合物、基于聚合物的沥青粘合剂添加剂和基于石油的沥青粘合剂混合，其中所述基于聚合物的沥青粘合剂添加剂构成所述沥青粘合剂混合物的2％-20％重量。
8.权利要求1的方法，其中利用所述复合烃作为沥青粘合剂混合物的一部分进一步包括：将包含所述复合烃的沥青粘合剂混合物、基于聚合物的沥青粘合剂添加剂和基于石油的沥青粘合剂混合，其中所述基于聚合物的沥青粘合剂添加剂构成所述沥青粘合剂混合物的小于5％重量，并且所述复合烃构成所述沥青粘合剂混合物的大于约5％重量。
9.权利要求1的方法，所述方法进一步包括将氢气注射至所述能量转化加工器中。
10.一种沥青粘合剂混合物，所述混合物包含：
复合烃，所述复合烃由来自畜牧生产密集饲养和浓缩的废物的其他来源的废物流生产；
基于聚合物的沥青粘合剂添加剂；和
基于石油的沥青粘合剂。
11.权利要求10的沥青粘合剂混合物，其中所述复合烃通过以下方法制备，所述方法包括：
将包含在所述废物流中的液体和固体分离为固体废物流和液体废物流，所述固体废物流具有比所述液体废物流低的液体百分比；
控制固体废物流中的水分的量，使得固体废物流中的水分的量与能量转化过程相容；和
将所述水分受控的固体废物流进料至所述能量转化过程中，其中所述能量转化过程适于将所述水分受控的固体废物流转化为所述复合烃。
12.权利要求10的沥青粘合剂混合物，其中所述复合烃具有与基于石油的沥青粘合剂类似的材料性质。
13.权利要求10的沥青粘合剂混合物，其中所述混合物包含，以重量计：
1％-50％复合烃；
1％-20％基于聚合物的沥青粘合剂添加剂；和
25％-98％基于石油的沥青粘合剂。
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