8 固体废物的热解处理xin.ppt

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1、8固体废物的热解(pyrolysis)处理概述典型固体废物的热解8.1概述热解原理(Pyrolysisprinciples)热解方式(Pyrolysisscheme)热解反应器(Pyrolysisreactor)热解工艺(Pyrolysistechnology)8.1.1热解原理(Pyrolysisprinciples)热解的概念主要化学反应热解与焚烧的区别热解过程的控制（1）概念概念一热解是一种在缺氧或无氧条件下的燃烧过程，是在低电极电位还原条件下的吸热分解反应，也称为干馏或炭化过程(煤气工程，及焦化就是热解过程)。概念二有机废物的热解是利用有机物的

2、热不稳定性、导热系数(W/cm2·k)和熔融热(J／kg)等热性能的差异，在还原条件下进行的吸热分解过程。从热解的概念可以看出，热解是一个复杂的化学反应过程，是有机物的分解与缩合共同作用的化学转化过程，不仅包括大分子的化学键断裂、异构化，也包括小分子的聚合反应。有机物热解的最终产物理论上应当是单体，但实际上,其热解产物除单体外，还有：聚合度较低的齐聚物，分子量不等的烃类及其衍生物。（2）主要化学反应一般认为，有机物的热解过程首先是从脱水开始的：其次是脱甲基：第一个反应的生成水与第二个反应产物的架桥部分的次甲基反应：进一步提高温度，上述反应中生成的芳环化

3、合物再进行裂解、脱氢、缩合、氢化等反应：总的反应为：焚烧热解热效应放热、氧化吸热、还原反应产物CO2、H2O可燃的低分子化合物释能方式及应用产生的热能只能就近利用(发电、加热水或产生蒸汽)产生燃料油气，可贮存和远距离输送（3）热解与焚烧的区别热解与焚烧的区别可以归纳于下表（4）热解过程控制热解过程的几个关键参数是：温度(temperature)加热速率(heat-upspeed)保温时间(heatpreservationtime)废物的性质(wastequality)反应器类型(reactorstamp)供气(airfeed)a.温度(temperat

4、ure)温度是热解过程最重要的控制参数。在较低温度下，有机大分子裂解成较多的中小分子，油类含量较多；温度升高，中间产物发生二次裂解，C5以下分子及H2成分较多，气体产量成正比增长，各种酸、焦油、炭渣减少。典型热分解产物比例与温度的关系见图8-1。图8-1热解产物比例与温度的关系b.加热速率(heat-upspeed)一般：加热速率较低时热解产品气体含量高；提高加热速率，则产品中的水分及有机物液体的含量逐渐增多。c.保温时间(heatpreservationtime)保温时间是决定物料分解转化率的重要参数。保温时间太长，转化率高，但处理能力降低，故应综合

5、考虑。d.废物性质(wastequality)废物中有机物含量高，水分低，粒度小，均有利于热解。热解有机质的总转化率是指挥发性产品与原料中的有机质的重量比，一般以产品中灰分的重量为示踪剂，按下式计算总转化率：式中，A料为原料中的灰分干基百分比，A渣为残渣中灰分干基百分比。Y为转化率。e.反应器类型(reactorstamp)固定床处理量大，流态床温度可控性好；气体与物料逆流可延长反应时间，顺流则可促进热传导，加快热解过程。f.供气(airfeed)空气或氧气可以促进燃烧，提供热能，但空气中N2气含量高，降低气态产品的热值；氧气需专门的供氧系统，增加热解

6、成本。8.1.2热解方式(Pyrolysisscheme)热解方式因热解过程的供热方式、产品状态、热解炉结构等方面的不同而不同。按供热方式(两种)外加热：外部供给热解所需能量，热效率低；内加热：供给适量空气使可燃物部分燃烧提供能量，热效率高，得到普遍应用。按燃烧与热解过程是否在同一反应器中进行(二种)单塔式：燃烧与热解在同一设备中进行：双塔式：燃烧与热解分别在各自的设备中进行。按炉渣的可生成性(二种)造渣型热解非造渣型热解按热解产物的状态(三种)气化方式；液化方式；炭化方式按热解炉的结构固定层式；移动层式；回转式等8.1.3热解反应器(pyrolysi

7、sreactor)反应器主要依据燃烧床及内部物流方向进行分类，种类较多，介绍四种：固定床反应器(Fixedbedreactor)流化床反应器(Fluidizedbedreactor)回转窑（旋转窑）双塔循环式反应器(Doubletowercirculatingreactor)（1）固定床反应器(Fixedbedreactor)结构及原理（见图8-2）物料由上部给入，并向下移动，预热的空气和氧气从底部给入并向上移动，热解气体从顶部排出，残渣通过炉蓖由底部排出。上部的预热区温度约93～315℃，高温区的温度可达980～1650℃。特点：采用逆流式物流方向，

8、延长了反应时间；上升气流的阻力大，流速相对较低，热解气体中夹带的固体物较少；粘性原料易结块，需