第七章-生物质热解技术

《第七章-生物质热解技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章生物质热解技术1热解定义7.1热解原理气态产物：氢、甲烷、一氧化碳；液态产物：CH3OH、CH3COCH3、C2H5COOH、CH3CHO及焦油、溶剂油等；固态产物：焦炭、碳黑。热解，是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。有机物加热无氧或缺氧G+L+S2热解特点可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源；由于是缺氧分解，排气量少，有利于减轻对大气环境的二次污染；废物中的硫、重金属的有害成分大部分被固定在炭黑中；由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+；NOx的产

2、生量少。无氧或缺氧吸热气、油、炭黑贮存或远距离运输二次污染较小需氧放热二氧化碳、水就地利用二次污染大焚烧生物质、塑料类、橡胶等热解氧需求能量产物利用污染热解与焚烧比较研究报道表明，热解烟气量是焚烧的1/2，NO是焚烧的1/2，HCl是焚烧的1/25，灰尘是焚烧的1/2。固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包括大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应，最后生成各种较小的分子。如纤维素热解化学式为：3C6H10O5→8H2O+C6H8O+3CO2+CH4+H2+8C，其中C6H8O为焦油。有机固体废物气体（H2、CH4、CO、CO2）+

3、有机液体（有机酸、芳烃、焦油）+固体(炭黑、灰)3热解的过程及产物7.2热解工艺热解是一种古老的工业化生产技术，该技术最早应用于煤的干馏，所得到的焦炭产品主要作为冶炼钢铁的燃料。热解(pyrolysis)在工业上也称为干馏热解技术主要是针对城市垃圾、污泥、废塑料、废橡胶、废树脂等工业和农业废弃物，还有石油、煤等具有一定能量的有机固体废弃物。五热解工艺分类是否生成炉渣造渣型和非造渣型热解、燃烧位置单塔式和双塔式产物物理形态气化方式、液化方式、炭化方式热解炉结构固定床、移动床、流化床和旋转炉热解温度不同高温热解、中温热解、低温热解供热方式直接加

4、热、间接加热直接供热（内热式热解）内热式热解也称为部分燃烧热分解，反应器中的可燃性垃圾或部分热解产物燃烧，以燃烧热使垃圾发生热分解。通常得到4000-8000kJ/m3的低品位燃料气。由于燃烧需提供氧气，因而就会产生CO2、H2O等惰性气体混在热解可燃气中，稀释了可燃气，结果降低了热解产气的热值。直接加热法的设备简单，可采用高温，其处理量和产气率也较高，但所产气的热值不高，作为单一燃料直接利用还不行，而且采用高温热解，在NOx产生的控制上，还需认真考虑。间接供热（外热式热解）外热法式热解是将垃圾置于密闭的容器中，在绝热的条件下，热量由反应容

5、器的外面通过器壁进行传递，垃圾被间接加热而发生分解。因不伴随燃烧反应，可得到15000-25000kJ/m3的高热值燃料气。运行稳定，易控制，但垃圾破碎和液化所需动力大，构造复杂。中温热解：T=600～700℃，主要用在比较单一的废物的热解，如废轮胎、废塑料热解油化按热解温度高温热解：T>1000℃，供热方式几乎都是直接加热低温热解：T<600℃。农业、林业和农业产品加工后的废物用来生产低硫低灰的炭，生产出的炭视其原料和加工的深度不同，可作不同等级的活性炭和水煤气原料。1、定义生物质是直接或间接通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植

6、物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量。生物质能直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。生物质能概述2、生物质能的分类传统生物质能在发展中国家小规模应用的生物质能，主要包括农村生活用能（薪柴、秸秆、稻草、稻壳及其它农业生产的废弃物和畜禽粪便等）；现代生物质能可以大规模应用的生物质能，包括现代林业生产的废弃物、甘蔗渣和城市固体废物等。3、生物质能特点总量大，地球上每年生物质能总量约1400-1800亿吨(干重），相当于目前每

7、年总能耗的10倍。低污染，通过碳、氢、氧循环利用太阳能的过程，理论上不产生温室气体，低含量的N，S化合物，可以大量减少SOx等有毒气体排放，被称为“绿色石油”。我国可利用的生物质资源量：1.农作物秸秆年产量约7亿吨2.林业及木材加工废弃物年产量约9亿吨3.畜禽养殖和工业有机废水年产沼气资源量约800亿立方米4.城市生活垃圾年产生量约1.2亿吨生物质热解技术生物质在基本无氧的环境中受热分解，生成固体炭、液体燃料和气体的过程生物质气化是指以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气作为气化剂，在高温下通过热化学反应将生物质转化为可燃气（主要为一气化

8、碳、氢气和甲烷以为富氢化合物的混合物，还含有少量的二氧化碳和氮气）的过程。生物质热裂解是指生物质经过在无氧条件下加热或在缺氧条件下不完全燃烧后最终转化成生物油、木炭和可燃气体的过