成信工固体废物处理与处置教案第7章 固体废物的热解处理技术.docx

第7章固体废物的热解处理技术一、基本要求了解不同固体废物的热解产物及工艺流程；掌握热解概念、原理、方式。二、教学重点与难点重点：热解概念、原理三、教学内容（一）热解原理及方法固体废物热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。热解原指有机物在严格缺氧条件下加热分解的过程。但实际科研生产时，在固体废物处理中，除间接加热隔氧热分解外，有时需在热解炉中通入部分空气、氧或蒸气等气化剂、使固体废物发生部分燃烧以提供整个热解过程所需热量，同时改变产物比率，提高可燃气产率。这种方式与充分供氧、废物完全燃烧的焚烧过程是有本质区别的。热解与焚烧法相比是完全不同的二个过程，焚烧（燃烧）是放热反应，热解是吸热过程。焚烧的产物主要是二氧化碳和水：而热解的产物主要是可燃的低分子化合物：气态的有氢、甲烷、一氧化碳，液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等，固态的主要是焦炭或炭黑。焚烧产生的热能量大的可用于发电，量小的只可供加热水或产生蒸汽就近利用。而热解产物是燃料油及燃料气，可多种方式同收利用，其能源回收性好，便于贮藏及远距离输送，这也是热解处理技术最优越、最有意义之处。（二）热解反应及工艺1、热解反应固体废物热解是一个复杂、连续的化学反应过程，在反应中包含着复杂的有机物断键、异构化等化学反应。在热解过程中，其中间产物存在二种变化趋势，它们一方面由大分子变成小分子直至气体的裂解过程，而另一方面又由小分子聚合成较大分子的聚合过程。有机物+热无氧或缺氧_>g（气体）+L（液体）+S（固体）生产物为：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；在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；纯碳与玻璃、金属、砂土等混合形成的炭黑。2、热解工艺及分类一个完整的热解工艺包括进料系统、热解炉、回收净化系统、控制系统等部分。其中热解炉部分是整个工艺的核心，热解过程就在热解炉中发生。不同的热解炉类型往往决定了整个热解反应的方式以及热解产物的成分。热解工艺由于供热方式、产物状态、热解炉结构等方面的不同，有不同的分类方法。按热解温度可分为高温热解、中温热解和低温热解；按供热方式可分为直接（内部）供热和间接（外部）供热热解；按热解炉的结构不同可分为固定床、流化床、移动床和旋转炉热解等，不同的热解炉又有不同的燃烧床条件、物料流方向，故有流化态燃烧床热解炉、反向物流可移动床热解炉等，这些热解炉与对应的焚烧炉结构和特性是相似或相同的。按热解产物的聚集状态不同,可分为气化法、液化法和炭化法热解;按热解与燃烧反应是否在同一设备中进行，可分为单塔式和双塔式热解。另外，按反应废物成分可分为城市固体废物热解、污泥热解;按生成产品可分为热解造气、热解造油等。但在实际生产中，热解工艺通常按供热方式、热解温度或生成产品进行分类。按供热方式分类直接加热法是指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炉提供补充燃料时所产生的热。间接加热法是将被热解的物料与直接供热介质在热解炉（或热解炉）中相分离的一种方法。按热解温度的分类高温热解的热解温度一般都在IOOOC以上，中温热解的热解温度一般在600700C之间，低温热解的热解温度一般在600以下。按生成产品分类热解造油一般采用500C以下的温度，在隔氧条件下使有机物裂解，生成燃油。热解造气是将有机废物在较高温度下转变成气体燃料,通过对反应温度、加热时间及气化剂的控制，产生大量的可燃气，这些气体经净化同收装置可加以利用或贮存于罐内。3、热解反应影响因素影响热解过程的主要因素有温度、加热速率、反应时间、废物的成分、热解炉的类型及作为氧化剂的空气供氧程度等，这些因素都对热解反应过程产生明显影响。其中温度、加热速率、反应时间是最主要的过程操作控制参数。反应时间同时又与温度、加热速率、物料尺寸、物料分子结构特性、热解炉内的温度水平、热解方式等因素有关。（H）典型固体废物的热解1、城市垃圾的热解2、废塑料的热解四、作业及解答