固体废物处理与资源化-课件 08第八章固体废弃物的热解

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1、第八章固体废物的热解本章重点掌握热解的定义、原理、工艺及影响热解过程的工艺参数及热解与焚烧的区别，了解几种典型的固体废物热解工艺。§8-1热解原理一．热解的定义热解在英文中使用“pyrolysis”一词，在工业上也称为干馏。它是在无氧或缺氧状态下加热，使之分解为：①以氢气、一氧化碳、甲烷等低分子碳氢化合物为主的可燃性气体；②在常温下为液态的包括乙酸、丙酸、甲醇等化合物在内的燃料油；③纯碳与玻璃、金属、土砂等混合形成的炭黑的化学分解过程。过程热量产物热量的利用技术要求、处理成本焚烧放热过程CO2、H2O可发电或供热，适合于就近利用一般热解吸热过程可燃的低分子化合物（包括气态、液态、固态

2、产物）可作为燃料或原料，可贮存和远距离输送较高、处理成本高焚烧法与热解法比较二．热解原理有机物的热解反应可以用下列通式来表示；有机物热＋gG（气体H2、CO、CO2、H2O）无氧或缺氧sS（固体炭黑、炉渣）lL（液体有机酸、芳烃、焦油）＋＋纤维素CO、CO2、H2O、C左旋葡萄糖可燃性挥发组分炭黑燃烧火焰燃烧1237645O2O2表8-1各种固体燃料组成及以C6HxOy表示的固体废物组成固体燃料C6HxOyH/CH2+1/2O2H2O完全反后的H/C纤维素C6H10O51.670.00/6=0.00木材C6H8.6O41.430.6/6=0.1泥炭C6H7.2O2.61.202.0/

3、6=0.33褐煤C6H6.7O21.102.7/6=0.45半烟煤C6H5.7O1.10.953.0/6=0.50烟煤C6H4O0.530.672.94/6=0.49半无烟煤C6H2.3O0.140.382.0/6=0.33无烟煤C6H1.5O0.070.251.4/6=0.23固体废物城市垃圾C6H9.64O3.751.612.14/6=0.36新闻纸C6H9.12O3.931.521.2/6=0.20塑料薄膜C6H10.4O1.061.738.28/6=1.4厨余物C6H9.93O2.971.664.0/6=0.67热解过程的化学反应包括：⑴裂解反应：⑵异构反应⑶去氧去氮过程：⑷

4、此外，还有环化、热聚合反应等三．热解工艺热解产物的组成和数量，基本上可由下面因素决定：⑴物料特性及预处理情况⑵热解反应器里的温度水平和物料的停留时间⑶热解的方法：直接加热或间接加热1．按供热方式的分类⑴直接加热法供给被热解物的热量是被热解物（所处理的废物）部分直接燃烧或者向热解反应器提供补充燃料燃烧时产生的热。直接加热法的设备简单，而且采用高温，其处理量和产气率也较高，但所产气热值不高，作为单一燃料直接利用还不行，另外，高温热解，在NOX产生的控制上，还需认真考虑。⑵间接加热法是将被加热的物料与直接供热介质在热解反应器（或热解炉）中分离开的一种方法。可利用干墙式导热或一种中间介质来来

5、作为传热（热砂料或熔化的某种金属床层）。间接加热一般而言，其物料被加热的性能较直接加热法差，从而增长了物料在反应器内的停留时间，即间接加热法的生产率是低于直接加热法的，间接加热法不可能采用高温热解方式，这可减轻对NOX产生的顾虑。2．按热解温度的分类⑴高温热解：热解温度≥1000℃⑵中温热解热解温度600～700℃之间⑶低温热解热解温度≤600℃四．影响热解的主要参数温度：热解产品的产量和成分可由控制反应器的温度来有效地改变。温度升高，产气量增加；当温度超过800℃时，T升高CO/CO2的比值增大；焦炭的碳成分，随着温度和湿度的增加，C含量会降低。·湿度：主要表现在影响产气的产量和成

6、分、热解的内部化学过程以及影响整个系统的能量平衡。物料中WY的含量增高，其可热解的干物质比例就减少，以应用基为基础的有用热解产物量就少，同时要求的干燥热量增加。这就会带来两种结果：一是系统的外加热量增多，一是净产出能源减少。在热解进行的内部化学反应过程中，水分对产气量和成分都有明显影响。CH42H2O＋CO24H2＋900℃被热解物料的水分高低与整个系统的能量平衡有直接关系。可用能量导出率R指标进行讨论：式中：R为能量导出率；hout为热解产气的能量；hin为加入热解系统的能量。500-550℃反应时间：反应时间是指反应物料完成反应在炉内的停留时间，与物料尺寸，物料分子结构物性、反应

7、器内的温度水平、热解方式等因素有关，并且影响热解产物的成分和总量。压力固体废物热分解一般在常压高温下进行，加压低温热分解时，可以增加油的转化率，但设备、技术要求都比较复杂。加热速率：低温-低速加热条件下，有机物分子有足够的时间在其最薄弱的接点处分解，重新结合为热稳定性固体，而难以进一步分解，固体产率增加；高温-高速加热条件下，有机物分子结构发生全面断裂，生成大范围的低分子有机物，产物中气体组分增加。§8-2热解反应器1.固定床反应器2.流化床反应器3.回转