固體廢物熱解處理技術(shù)課件

第八章固體廢物熱解處理技術(shù)本章主要內(nèi)容為：固體廢物熱解定義，以及與焚燒的區(qū)別，熱解原理，熱解適用對(duì)象、國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)。了解固體廢物熱解定義，以及與焚燒的區(qū)別，流態(tài)化熱解及國(guó)外熱解發(fā)展趨勢(shì)。理解熱解原理，熱解適用對(duì)象。掌握典型的熱解工藝。整理ppt8.1概述1、定義：有機(jī)物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之分解的過程稱為熱解。2、熱解法與焚燒的區(qū)別（1）產(chǎn)物也不同。焚燒的產(chǎn)物主要是二氧化碳和水,而熱解的產(chǎn)物主要是可燃的低分子化合物：氣態(tài)的有氫氣、甲烷、一氧化碳；液態(tài)的有甲醇、丙烔、醋酸、乙醛等有機(jī)物及焦油、溶劑油等；固態(tài)的主要是焦炭或炭黑。（2）反應(yīng)性質(zhì)不同。焚燒是一個(gè)放熱過程，而熱解需要吸收大量的熱量。（3）利用方式不同。焚燒產(chǎn)生的熱能量大的可用于發(fā)電，量小的只可供加熱水或產(chǎn)生蒸汽，適于就近利用，而熱解的產(chǎn)物是燃料油及燃料氣，便于貯藏和遠(yuǎn)距離輸送。

整理ppt3、熱解技術(shù)與焚燒發(fā)相比的明顯優(yōu)點(diǎn)：（1）它可以將固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為以燃料氣、燃料油、碳黑等儲(chǔ)存性能源。（2）熱解是一種缺氧分解，產(chǎn)生的廢氣少，相應(yīng)地其排放的廢氣也少，這有利于減輕對(duì)環(huán)境空氣的污染。（3）廢物中的硫、重金屬等有害成分大部分被固定在碳黑中。（4）由于保持在還原性條件，因此三價(jià)鉻不會(huì)轉(zhuǎn)化為六價(jià)鉻。（5）氮氧化物的產(chǎn)生量少。整理ppt8.2熱解原理1、垃圾的焚燒特性熱解在工業(yè)上也稱干餾。它是將有機(jī)物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之分解為：（1）以氫氣、一氧化碳、甲烷等低分子碳?xì)浠衔餅橹鞯目扇夹詺怏w；（2）在常溫下為液態(tài)的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在內(nèi)的燃料油；（3）純碳與玻璃、金屬、土砂等混合形成的碳黑的化學(xué)分解過程。整理ppt2、熱解過程及產(chǎn)物有機(jī)固體廢物的熱解是一個(gè)復(fù)雜、連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)過程，在反應(yīng)中包含著復(fù)雜的有機(jī)物斷鍵、異構(gòu)化等化學(xué)反應(yīng)。熱解過程可用如下總反應(yīng)方程式表示：有機(jī)固體廢物→H2、CH4、CO、CO2等＋有機(jī)酸、芳烴、焦油等＋炭黑與爐渣整理ppt3、影響熱解的因素?zé)峤鉁囟?、加熱速率、保溫時(shí)間、物料性質(zhì)、反應(yīng)器類型以及供氣供氧等。每個(gè)參數(shù)都會(huì)對(duì)熱解反應(yīng)過程和熱解產(chǎn)物產(chǎn)生影響。整理ppt（1）熱解溫度溫度變化對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量、成分比例有較大的影響。 1）在較低溫度下，有機(jī)廢物大分子裂解成較多的中小分子，油類含量相對(duì)較多。 2）隨著溫度的升高，除大分子裂解外，許多中間產(chǎn)物也發(fā)生二次裂解，C5以下分子及H2成分增多，氣體產(chǎn)量成正比增長(zhǎng)，而各種酸、焦油、炭渣產(chǎn)量相對(duì)減少。城市生活垃圾熱分解產(chǎn)物比例與溫度的關(guān)系（如下圖）。整理ppt城市生活垃圾熱分解產(chǎn)物比例與溫度的關(guān)系整理ppt（2）加熱速率通過加熱溫度和加熱速率的結(jié)合，可控制熱解產(chǎn)物中各組分的生成比例。 1）在低溫-低速加熱條件下，有機(jī)物分子有足夠的時(shí)間在其最薄弱的接點(diǎn)處分解，重新結(jié)合為熱穩(wěn)定性固體，而難以進(jìn)一步分解，反而產(chǎn)物中固體含量增加； 2）而在高溫-高速加熱條件下，有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生全面裂解，產(chǎn)生大范圍的低分子有機(jī)物，熱解產(chǎn)物中氣體的組分增加。整理ppt相同熱解溫度下:1）加熱速率高固相有機(jī)物殘留率低2）極高和極低的加熱速率有利于氣相熱解產(chǎn) 物比例的增加3）中間的加熱速率有利于油性熱解產(chǎn)物比例 的增加整理ppt（3）保溫時(shí)間

1）物料在反應(yīng)器中的保溫時(shí)間決定了物料分解轉(zhuǎn)化率。為了充分利用原料中的有機(jī)質(zhì)，盡量脫出其中的揮發(fā)分，應(yīng)延長(zhǎng)物料在反應(yīng)器中的保溫時(shí)間。 2）物料的保溫時(shí)間與熱解過程的處理量成反比例關(guān)系。

3）保溫時(shí)間長(zhǎng)，熱解充分，但處理量少；

4）保溫時(shí)間短，則熱解不完全，但處理量大。整理ppt（4）物料性質(zhì)

1）物料的性質(zhì)如有機(jī)物成分、含水率（如下圖）和尺寸大小等對(duì)熱解過程有重要影響。 2）有機(jī)物成分比例大、熱值高的物料，其可熱解性相對(duì)就好、產(chǎn)品熱值高、可回收性好、殘?jiān)采佟?3）物料的含水率低，加熱到工作溫度所需時(shí)間短，干燥和熱解過程的能耗就少。熱解生成物與殘?jiān)荚泄腆w之比不受含水率的影響。 4）較小的顆粒尺寸有利于促進(jìn)熱量傳遞、保證熱解過程的順利進(jìn)行，尺寸過大時(shí)，情況則相反。整理ppt整理ppt（5）反應(yīng)器類型

1）反應(yīng)器是熱解反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所，是整個(gè)熱解過程的關(guān)鍵。不同反應(yīng)器有不同的燃燒床條件和物流方式。 2）一般來說，固定燃燒床處理量大，而流態(tài)化燃燒床溫度可控制性好。 3）氣體與物料逆流行進(jìn)有利于延長(zhǎng)物料在反應(yīng)器內(nèi)滯留時(shí)間，從而可提高有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率；氣體與物料順流行進(jìn)可促進(jìn)熱傳導(dǎo)，加快熱解過程。整理ppt（6）供氣供氧

空氣或氧作為熱解反應(yīng)中的氧化劑，使物料發(fā)生部分燃燒，提供熱能以保證熱解反應(yīng)的進(jìn)行（如下圖）。因此，供給適量的空氣或氧是非常重要的，也是需要嚴(yán)格控制的．供給的可以是空氣，也可以是純氧。由于空氣中含有較多的N2，供給空氣時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的熱值較低。供給純氧可提高可燃?xì)怏w的熱值，但生產(chǎn)成本也會(huì)相應(yīng)增加。整理ppt整理ppt8.3典型固體廢物的熱解

1、城市垃圾的熱解根據(jù)處理的方法，熱解類型分為以下幾種：（1）干餾（2）固定床（3）流化床垃圾熱解按裝備的設(shè)置可有單器移動(dòng)床

、雙器循環(huán)流化床之分

整理ppt沈陽市垃圾熱解設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)效益分析整理ppt2、廢橡膠的熱解（以廢舊輪胎為例）

(1)廢舊輪胎預(yù)處理

廢舊輪胎都不同程度地粘有污垢，所以必須加以清洗，才不影響產(chǎn)品質(zhì)量，采用清水沖洗干凈，將其晾干，然后用切割機(jī)切割為30cm×45cm的塊狀膠塊。(2)熱解溫度

將預(yù)處理的廢輪胎計(jì)量、裝釜、加熱，溫度控制在300℃～600℃之間，如果溫度低，膠塊反應(yīng)不徹底，部分膠塊呈糊狀；如果溫度高，膠塊結(jié)膠，炭黑失去活性。(3)熱解工藝

廢舊輪胎熱解工藝主要包括預(yù)處理、切片、熱解、冷凝、磁選等，經(jīng)上述工藝可得到炭黑、溶劑油。

整理ppt原材料種類及產(chǎn)物回收率(4)原料種類及產(chǎn)物回收率

廢輪胎經(jīng)熱解得炭黑、鋼絲、燃料油、燃料氣等。整理ppt(5)燃料氣

廢舊輪胎熱解過程中產(chǎn)生不凝氣體(燃料氣)，為防止燃料氣產(chǎn)生二次污染，工藝中將燃料氣通過管線由噴槍送入釜底再次燃燒，作為燃料，節(jié)省能源。這樣不凝氣體不外排，避免了二次污染。整理ppt(6)效益分析

根據(jù)現(xiàn)已投產(chǎn)的伍興岐集團(tuán)的炭黑廠生產(chǎn)實(shí)踐得知，年回收廢舊輪胎5200t，減輕了廢舊輪胎堆放時(shí)對(duì)環(huán)境的污染。廢輪胎生產(chǎn)炭黑的收率為38％、油的收率為44％、鋼絲的收率為9%，燃料氣收率為10％。其噸處理成本為：廢輪胎、電、水、人工、包裝、設(shè)備折舊、勞動(dòng)保護(hù)、其它費(fèi)用等合計(jì)2054元左右。以每噸炭黑按2500元保守價(jià)格計(jì)算，銷售收入250萬元。溶劑油3000元／t、燃料氣2000元／t、鋼絲2000元/t，年凈利潤(rùn)212.4萬元人民幣。取得較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

整理ppt思考題：生活垃圾的熱解的原理？熱解的主要影響因素是什么？國(guó)內(nèi)外主要的熱解技術(shù)與適用條件？整理ppt回轉(zhuǎn)爐整理ppt循環(huán)流化床整理ppt整理ppt干餾是固體或有機(jī)物在隔絕空氣條件下加熱分解的反應(yīng)過程。干餾的結(jié)果是生成各種氣體、蒸氣以及固體殘?jiān)?。氣體與蒸氣的混合物經(jīng)冷卻后被分成氣體和液體。一般可分為三個(gè)階段：

①脫水分解。干餾操作初期，溫度相對(duì)較低，有機(jī)物首先脫水，隨著溫度升高，逐漸分解產(chǎn)生低分子揮發(fā)物。

②熱解。隨著干餾溫度的繼續(xù)升高，有機(jī)物中的大分子發(fā)生鍵的斷裂，即發(fā)生熱解，得到液體有機(jī)物(包括焦油)。這些干餾產(chǎn)物隨干餾物質(zhì)而異，如干餾糠殼可得糠醛，干餾油頁巖可得頁巖油和一些雜環(huán)化合物。整理ppt③縮合和碳化。當(dāng)溫度進(jìn)一步提高時(shí)，隨著水和有機(jī)物蒸氣的析出，剩余物質(zhì)受熱縮合成膠體。同時(shí)，析出的揮發(fā)物逐漸減少，膠體逐漸固化和碳化。隨著溫度升高、加熱時(shí)間延長(zhǎng)，所生成的固體產(chǎn)物中的碳含量逐漸增多，氫、氧、氮和硫等其他元素含量逐漸減少。主要缺點(diǎn)是能耗高，反應(yīng)器不能做得很大，焦油易堵塞管道，木醋易腐蝕設(shè)備，難以大規(guī)模連續(xù)作業(yè)，且焦炭殘留雜質(zhì)太多，無實(shí)際用途。整理ppt固定床反應(yīng)器：凡是流體通過不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置。優(yōu)點(diǎn)：

1）垃圾中的裂解產(chǎn)物和水分必須通過氧化層燃燒，再通過還原層變成一氧化碳和氫或三碳以下物質(zhì)，能較徹底消除各種有機(jī)毒物和病原微生物。 2）由于不產(chǎn)生固體、液體成分，不存在設(shè)備腐蝕和堵塞問題，因而很多部件可用普通材料制造，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修易、成本低，占地少。 3）能量轉(zhuǎn)換率高，若不出現(xiàn)滲漏，垃圾中的碳幾乎可完全轉(zhuǎn)變成有用的一氧化碳，而且垃圾中的水分亦參加產(chǎn)能反應(yīng)，可額外獲得大量水煤氣。整理ppt4）由于采用的動(dòng)力裝置噪音低，生產(chǎn)過程幾乎不發(fā)出任何臭味，污水可循環(huán)利用，產(chǎn)品一氧化碳、氫燃燒時(shí)僅產(chǎn)生二氧化碳和水，對(duì)環(huán)境的污染較少，爐灰量很少，可加工成建材。流化床燃燒是指小顆粒的有機(jī)物料與空氣在爐膛內(nèi)處于沸騰狀態(tài)下，即高速氣流與所攜帶的稠密懸浮煤顆粒充分接觸燃燒。流化床熱解工藝屬于快速熱解工藝，特點(diǎn)是加熱速率快、反應(yīng)迅速、氣相停留時(shí)間短，因此熱利用效率高，同時(shí)可以減少二次反應(yīng)的發(fā)生，熱解油產(chǎn)率較高。整理ppt單器裝置實(shí)際上是熱解和燃燒在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行（如下圖）。經(jīng)適當(dāng)分選后的垃圾經(jīng)反應(yīng)器頂部的鎖氣閥送入器內(nèi)，由于垃圾的熱值低，為了在反應(yīng)器內(nèi)能提供足夠的熱解和氣化所需要的熱量．需在垃圾內(nèi)混入適當(dāng)?shù)妮o助燃料(煤炭)。物料緩慢向下移動(dòng)，與上升的熱氣體相遇，經(jīng)過預(yù)熱、干燥、熱解，而逐漸生成半焦，半焦與上升的煙氣和水蒸氣反應(yīng)后進(jìn)入燃燒層，在燃燒層中將剩余的碳基本燃盡，所剩余的灰經(jīng)過灰層用灰盤通過水封被送出器外。由反應(yīng)器底部進(jìn)入的空氣和水蒸氣經(jīng)過灰層預(yù)熱后，逐漸上升，除提供燃燒層所需要的氧氣外，與燃燒層的煙氣一起也作為氣化層的氣化劑。氣化后的熱氣體繼續(xù)上升為物料的熱解提供了熱源。最終混合的燃?xì)鈱⑽锪项A(yù)熱并干燥后從出口逸出反應(yīng)器進(jìn)入凈化系統(tǒng)。整理ppt單器熱解工藝的特點(diǎn)是：熱解、氣化和燃燒過程在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，氣化效率和熱效率低。由于熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w中混有大量氮?dú)?，其熱值不高。垃圾中加入輔助燃料的多少依賴于垃圾的處理量和成分?？扇?xì)怏w的成分和熱值也隨垃圾成分有較大的變化。整理ppt返回整理ppt雙器為循環(huán)流化床(如下圖)，熱解和燃燒在不同反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。循環(huán)流化床熱解裝置由熱解器和燃燒器組成。熱解器以蒸汽作為流化介質(zhì)，燃燒器以空氣作為流化介質(zhì)并兼作為助燃劑。該裝置以河砂為熱載體，粒徑約為0.1～1.5mm，通過輸送裝置和兩器間適當(dāng)?shù)膲翰钍蛊湓趦善髦g進(jìn)行循環(huán)。經(jīng)過預(yù)處理，達(dá)到一定粒度的垃圾經(jīng)供料器進(jìn)入熱解器，被來自燃燒器的熱載體快速加熱到850℃并迅速熱解，熱解氣體由器頂逸出，進(jìn)入后處理系統(tǒng)。剩余的半焦和熱載體一起經(jīng)輸送裝置進(jìn)入燃燒器。在燃燒器中，由于所供給輔助燃料的燃燒使熱載體的溫度提高到1000℃左右，煙氣由器頂排出進(jìn)入蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽。整理ppt返回整理ppt整理ppt