第7章 城市生活垃圾的热解处理.ppt

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1、1固体废物的热转化技术固体废物热转化就是在高温条件下使固体废物中可回收利用的物质转化为能源的过程，主要包括热解、焚烧等技术，特别适合有机固体废物的资源化。2第7章城市生活垃圾的热解处理热解概念、原理与影响因素热解反应器典型固体废物的热解工艺3第一节热解概念与原理热化学技术处理垃圾是在高温下对有机固体废弃物进行分解破坏，实现快速、显著减容的同时，对废物中的有机成分加以利用，近年来，有机固体废弃物的热解(或干馏技术)受到国内外的普遍关注。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

2、焦炭产品主要作为冶炼钢铁的燃料。4热解概念热解(pyrolysis)也称作热分解、碳化，在工业上也称为干馏。关于热解的最经典的定义是斯坦福研究所（StanfordResearchInstitute,SRI）提出的“在不向反应器内通入氧、水蒸气或加热的一氧化碳条件下，通过间接加热使含碳有机物发生热化学分解，生成燃料的过程”。气化：通过部分燃烧热解产物来直接提供热解所需热量的情况，严格地讲不应该称为热解，而是部分燃烧（Partial-combustion）或缺氧燃烧（starved-air-combus

3、tion）。5广义概念：固体废物热解是无氧或缺氧条件下，使固体物料中有机成份在高温下分解，最终转化为可燃气、油、固形碳的热化学过程。热解是吸热的，产物是可燃的低分子化合物。6热解和焚烧有本质上的不同：①焚烧需要充分供氧，物料完全燃烧。热解无需供氧或只需少量的氧，物料不燃烧或部分燃烧。②焚烧是放热反应;热解是吸热反应。③焚烧产生大量的废气，其处理难度大，环保问题严重。热解产生可燃低分子化合物,可燃气，油等。④焚烧产生的热量大的可以发电,小的可就近利用。热解产生的是燃料油和燃料气，便于贮藏和远距离输送。

4、7固体废物的热解与焚烧相比有下列优点: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的产生量少。8热解原理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化学反应，最后生成各种较小的分子。裂解和聚合等很多反应是交叉进行的。产物：⑴以氢气、碳氧化物、甲烷等低分子碳氢化合物为主的可燃气体

5、。⑵以常温下为液态的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在内的燃料油。⑶纯碳和玻璃、金属、土沙混合形成的碳黑。9有机物加热无氧或缺氧G（H2、CH4、CO、CO2）+L（有机酸、芳烃、焦油）+S（碳黑、炉渣）10热解工艺及成分11影响固体废物热解的因素影响有机固体废弃物热解产物的因素有很多，如物料特性、热解温度、炉型、堆积特性、加热方式、各组分的停留时间等，而且这些因素都是互相耦合的，形成非线性的关系。各种影响因素的关联度大小为：热解温度>物料特性>加热速率>物料的填实度>物料粒径。热解终温的关联度数值最大

6、，这说明热解终温是一个最重要的参数之一。12影响固体废物热解的因素①热解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，成分比例有较大的影响。在较低温度下有机废物分裂成较多的中小分子，油类含量相对较多。随着温度的升高，除大分子裂解外，许多中间产物也发生二次裂解，气体产量成正比增加，而各种酸、焦油、炭渣产量相对减少。1314②加热速率对热解产物的生成比有较大的影响。通过加热速率和加热温度的结合，可控制热解产物中各组分的生成比例。低温——低速：固体含量增加。高温——高速：气体组分增加。15③保温

7、时间物料在反应器中的保温时间决定了物料转化率。物料的保温时间与处理量成反比例。保温时间长，热解充分，但处理量小；保温时间短，则热解不完全，但处理量大。④物料性质物料性质如有机成分、含水率和尺寸大小等对热解过程有重要影响。有机物成分比例大，热值高，可热解性较好，产品热值高，可回收性好，残渣少；含水率低，干燥耗热少，升温到工作温度时间短；较小的颗粒尺寸促进热量传递，保证热解过程的顺利进行。16⑤反应器类型不同反应器有不同的燃烧床条件和物流方式。一般来说，固定燃料床处理量大，而流化态燃烧床温度可控性好，气

8、体与物料逆流进行有利于延长物料在反应器内滞留时间，从而可提高有机物的转化效率；气体与物料顺流进行可促进热传导，加快热解过程。⑥供气供氧空气或氧气作为热解反应中的氧化剂，使物料发生部分燃烧，提供热能以保证热解反应的进行。因此，供给适量的空气是非常重要的，也需要严格控制。由于空气中含有较多的氮气，供给纯氧能提高可燃气体的热值。17热解方式18热解反应器一个完整的热解工艺包括进料系统、反应器、回收净化系统和控制系统等几个部分。热解过程发生在反应器中，因此热解反应器是非常重要