长江大学：《固体废物处理与处置》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八章 固体废弃物的热解

固体废弃物的热解

固体废弃物的热解

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,所得到的焦炭产 品主要作为冶炼钢铁的燃料

• 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，所得到的焦炭产 品主要作为冶炼钢铁的燃料

固体废物的热解与焚烧相比有下列 优点 ①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; ②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; ③废物中的硫、重金属的有害成分大部分被固定在 炭黑中; ④由于保持还原条件,Cr3+不会转化为Cr6+; ⑤NOx的产生量少

固体废物的热解与焚烧相比有下列 优点: ①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； ②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； ③废物中的硫、重金属的有害成分大部分被固定在 炭黑中； ④由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+； ⑤NOx的产生量少

热解概念 热解( pyrolysis)在工业上也称为干馏 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 Pyrolysis is simply the breaking apart of large complex molecules into smaller, more analytically useful fragments by the application of heat

热解概念 • 热解(pyrolysis)在工业上也称为干馏。 • 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。 • Pyrolysis is simply the breaking apart of large complex molecules into smaller, more analytically useful fragments by the application of heat

·关于热解的最经典的定义是斯坦福研究所( Stanford Research Institute,SR)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”。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- combustion)。他还提倡讲严格 意义上的热解和部分燃烧引起的气化、液化等热化学过程 统称为PTGL( Pyrolysis, Thermal gasification or Liquification ·热解是吸热的,产物是可燃的低分子化合物

• 关于热解的最经典的定义是斯坦福研究所（Stanford Research Institute, 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”。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-combustion）。他还提倡讲严格 意义上的热解和部分燃烧引起的气化、液化等热化学过程 统称为PTGL（Pyrolysis, Thermal Gasification or Liquification） • 热解是吸热的，产物是可燃的低分子化合物

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 分子的聚合等反应,最后生成各种较小的 分子

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 分子的聚合等反应，最后生成各种较小的 分子

加热 有机物 G+L+S 无氧或缺氧 CO CO2. H2O C 纤维素 左旋葡萄糖 可燃性挥发组分

有机物 加热 无氧或缺氧 G+L+S 纤维素 CO,CO2,H2O,C 左旋葡萄糖 可燃性挥发组分

热解工艺及成分 发物温度理论空气量 废气成分(%) 热值 (℃)(%)CO2①H2CHO2(kJ/m3) 橡胶∞ 3 4.018.416.02.41.15765.85 木料950 1.520.321.13.00.96733.02 硐基物1 75 11.08.090 2046.11 胶片105 51 16.512011.72.60.23980.20

热解工艺及成分

影响有机固体废弃物热解产物的因素 ·影响有机固体废弃物热解产物的因素有很 多,如物料特性、热解终温、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:热解终温> 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,这说明 热解终温是一个最重要的参数之

影响有机固体废弃物热解产物的因素 • 影响有机固体废弃物热解产物的因素有很 多，如物料特性、热解终温、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：热解终温> 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，这说明 热解终温是一个最重要的参数之一

不同的温度分布会导致热解产物的产量和 特性的不同,温度的提高可有利于加速反 应的进行,而且也可能促使焦油蒸气发生 二次裂解反应,使得反应程度加深反应更 彻底,同时温度的提高,物料的比表面积 和孔体积都将扩大,这有利于热解产物的 解吸扩散

• 不同的温度分布会导致热解产物的产量和 特性的不同， 温度的提高可有利于加速反 应的进行，而且也可能促使焦油蒸气发生 二次裂解反应， 使得反应程度加深反应更 彻底，同时温度的提高，物料的比表面积 和孔体积都将扩大，这有利于热解产物的 解吸扩散