第10章 生物质热解技术

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1、第10章固体废物热解处理技术Pyrolysisofsolidwaste1本章主要内容10.1概述10.2热解原理及其影响因素10.3热解工艺类型及其在固体废物处理中的应用210.1概述10.1.1定义热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下，使有机物在高温下分解，最终成为可燃气、油、固形炭的过程。适用范围：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。310.1.2热解技术的历史和发展..…41970’–1980’3开始工业化，联邦德国废19

2、60’轮胎、塑料、电缆热解厂21929开始城市垃圾热解回收资源实验1几百年前美国矿物局典型固体废物的热解气化研究制焦炭在我国,热解气化技术主要用于农业废弃物和工业有机废渣的能源化转化方面.410.2热解原理及其影响因素热解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。热值达6390-10000kJ/kg热值达12800-21700kJ/kg有机固体废物可燃性气体（H、CH、CO、CO）242+有机液体（有机酸、芳烃、焦油）+固体(炭黑、灰)Eg.纤维素分子裂解

3、3(CHO)8HO+CHO（可燃油）液体油6105268产+2CO+2CO+CH+H气体242物+7C固体510.2.2热解技术影响因素影响有机固废热解产物的主要因素：物料特性反应温度——热解终温加热方式加热速率等610.2.2热解技术影响因素废物特性：废物成分、粒度和含水率等直接影响热解温度、速度和产物产率。有机物成分比例大，含水率低，热值高，颗粒小，则可热解性相对较好，产品热值高，可回收性好，残渣少。710.2.2热解技术影响因素➢反应温度➢温度是热解过程最重要的控制参数。➢温度变化对产品产量、成分

4、比例有较大的影响。如图示表10-2表10-3表10-4810.2.2热解技术影响因素加热方式直接加热方式供热多，但产品气体热值低。间接加热方式热效率低，但产品气体热值高。加热速率也是重要因素（表10-5）。低温低速，固体产率提高高温高速，气体产率增大910.3热解工艺系统热解工艺系统包括：前处理进料系统反应器产品回收净化系统污染控制系统1010.3.1热解工艺分类10.3.1热解工艺分类按加热方式分类➢直接加热--部分有氧燃烧❖特点：传热好，但回收气体热值低❖改善方式：纯氧代替空气供氧——UC

5、C法需专门的供氧系统，增加热解成本➢间接加热—加热介质热传导❖特点：热效率低，回收气体热值高❖改善方式：减小颗粒尺寸1210.3.1热解工艺分类按热解温度分类①低温热解：600℃以下，❖农林废物制炭和水煤气②中温热解：600-700℃❖如废轮胎、废塑料热解造油③高温热解：1000℃以上，❖炼焦煤→焦炭+煤气；❖高温纯氧直接加热熔融→玻璃态渣→建材骨料1310.3.1热解工艺分类按热解、燃烧位置分类➢单塔式➢双塔式——热解和燃烧在不同的反应器14直接加热内热式单塔流化炉即部分燃烧热分解，反应器中的可燃性垃圾或部分热

6、解产物燃烧，以燃烧热使废物发生热分解。特点：设备简单，可采用高温，处理量和产气率较高；但所产气热值低，因为N2和燃烧产生的CO、HO等22混在热解气中，通常热值为4000-8000kJ/m3，不能作为燃料直接利用；内热式单塔流化炉高温NOx控制问题。间接加热双塔循环流化床热解炉量少在绝热的条件下，热量由热值高反应容器的外面通过器壁或热介质进行传递，垃圾被间接加热而发生分解。特点：热解器里无燃烧反应，可得到15000-25000kJ/m3的运行稳定，易控制，但垃圾破碎和液化所需动力大，构造复杂。双塔循环流化

7、床热解反应器热分解及燃烧反应分开在两个塔中进行10.3.1热解工艺分类按反应器分类：立式炉热分解法➢固定床➢移动床➢流化床回转窑热分解法17（1）固定床热解装置气体固体废物300～400℃干燥和预热底物流气流高温分解500～600℃预热的空水蒸汽气或O2融渣或灰渣➢特点：➢结构相对简单、气体热损失少，系统热效率较高；➢但气体中易夹带挥发性物质，如焦油、蒸汽等。18（2）移动床热解装置Battelle法气封给料器成品气体出口•垃圾进料不匀•熔融渣出料困难干燥预热区热分解区炭化物气化区灰分堆积区旋转炉栅接灰槽600℃

8、气封排灰装置空气-水蒸气进口19（3）旋转窑——外热式间接供热间接加热产品-可燃气热值较高；要求废物必须破碎较细（小于5cm）以利于热传导，保证反应进行完全。锅炉燃料气体再循环燃烧燃烧室废物气蒸馏容器体烧嘴直接加热—landgard工艺残渣卸出*10.3.1热解工艺分类热解工艺按反应物或产品分类：热解造油工艺热解造气