固体废物的热解技术-PPT课件.ppt

固体废物的热解技术一、固体废物的热解技术热解(pyrolysis)是指将有机物在无氧或缺氧状态下进行加热蒸馏,使有机物产生裂解,经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体,从中提取燃料油、油脂和燃料气的过程。(一)热解原理热解在工业上也称为干馏,是利用有机物的热不稳定性,在无氧或缺氧条件下,使有机物受热分解成分子量较小的可燃气、液态油、固体燃料的过程。即:无O2或缺O2有机固体废物+热量可燃气+液态油+固体燃料+炉渣1、热解过程在热解过程中,其中间产物存在两种变化趋势:由大分子变成小分子直至气体的裂解过程;由小分子聚合成较大分子的聚合过程。分解是从脱水开始的:如两分子苯酚聚合脱水;其次是脱甲基或脱氢、生成水与架桥部分的分解次甲基键进行反应生成CO和H2。温度再高时,生成的芳环化合物再进行裂解、脱氢、缩合、氢化等反应。反应没有明显的阶段性,许多反应是交叉进行的,热解总的反应方程式可表示为:有机固体废物加热高中分子有机液体(焦油和芳香烃)+低分子有机液体+多种有机酸和芳香烃+炭渣+CH4+H2+H2O+CO+CO2+NH3+H2S+HCN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2、热解产物可燃气主要包括C1-5的烃类、氢和CO气体;液态油主要包括甲醇、丙酮、乙酸、C25的烃类等液态燃料。固体燃料主要含纯碳和聚合高分子的含碳物。废物类型不同,热解反应条件不同,热解产物有差异。但产生可燃气量大,特别是温度较高情况下,废物有机成分的50%以上都转化成气态产物。热解后,减容量大,残余碳渣较少。3、热解过程控制(1)温度变化对产品产量、成分比例有较大的影响。是最重要的控制参数。在较低温度下,油类含量相对较多。随着温度升高,许多中间产物也发生二次裂解,C5以下分子及H2成分增多,气体产量与温度成正比增长,各种有机酸、焦油、碳渣相对减少。气体成分:温度升高,脱氢反应加剧,H2含量增加,C2H4、C2H6减少;低温时,CO2、CH4等增加,CO减少。高温阶段,CO逐渐增加。(2)加热速率对产品成分比例影响较大。一般,在较低和较高的加热速率下热解产品气体含量高。(3)废料在反应器中的保温时间决定了物料分解转化率。保温时间长,分解转化率高,热解充分,但处理量少;保温时间短,则热解不完全,但处理量高。(4)废物成分: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。(5)反应器类型:一般固定燃烧床处理量大,而流态燃烧床温度可控性好。气体与物料逆流行进,转化率高,顺流行进可促进热传导,加快热解过程。