低溫?zé)o氧裂解技術(shù)v1

1、.利用低溫?zé)o氧裂解技術(shù)處理垃圾行業(yè)初步調(diào)研報告全球范圍內(nèi)，對于城市生活垃圾的處理，有熱力學(xué)辦法和非熱力學(xué)辦法。其中， 熱力學(xué)辦法以焚燒為主，包括焚燒爐、熱裂解爐、熱氣化爐、等離子電弧等，利用高溫處理垃圾；非熱力學(xué)辦法以填埋為主，包括填埋、厭氧消解、再生固體燃料RDF 、再生生物燃料等。熱力學(xué)處理城市生活垃圾的比較技術(shù)方法特點備注焚燒爐將廢棄物置于高溫下燃燒， 同時回收一部分直燃式焚燒爐盛行于1980-2000 年，現(xiàn)因其熱量來發(fā)電； 焚燒爐有直接燃燒式和分段流灰渣的二次污染問題，歐洲已開始停止采化床兩種；廢棄物均先經(jīng)過一定的預(yù)處理作用；中小型廢料處理廠有采用流化床焚燒爐業(yè)發(fā)電的熱裂解爐在高溫高

2、壓缺氧的條件下， 將廢棄物直接轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)化效率高于焚燒爐，但其成本較高，化為固體、液體和氣體產(chǎn)物，各種產(chǎn)物均具目前尚難以推廣，有待改進(jìn)有用作燃料的潛質(zhì)燃?xì)饣癄t在中溫中壓缺氧的條件下， 將廢棄物轉(zhuǎn)化為氣化爐燃?xì)庥糜谒嗍炝响褵瑲堅米鏊扇嫉暮铣蓺怏w及殘渣； 在水泥窖旁設(shè)置廢泥原料，能源轉(zhuǎn)化效率高，沒有二次污染料氣化爐往往是一種可取的選擇； 對廢料的預(yù)處理要求較低等離子電利用高壓電弧的高溫將廢棄物分解為若干電耗大成本高，待改進(jìn)；預(yù)計僅適用于大型弧爐可燃元素，爐渣可供水泥廠用作原料廢料處理廠非熱力學(xué)處理城市生活垃圾的比較技術(shù)方法特點備注填埋現(xiàn)代化廢料填埋在歐美日本等國首建于上填埋場占地不斷增加；

3、底部滲漏和二次污染世紀(jì) 50-70 年代；其底部有防滲漏設(shè)施， 頂難以解決，影響環(huán)境安全；頂部沼氣利用效部則有生物氣體（沼氣和二氧化碳）收集裝率低，而且還有二氧化碳排放，現(xiàn)今歐洲已置，沼氣可供民用傾向于禁止在選用厭氧消解在常溫缺氧的條件下， 因細(xì)菌作用使廢料中在處置下水污泥中已廣泛應(yīng)用的有機(jī)物被消解， 生成的固體物質(zhì)可用作肥料，沼氣可供民用再生固體將各種固體可燃廢棄物或城市生活垃圾經(jīng)水泥廠處置這類廢料，能源利用率高，無殘燃料 RDF過一系列的篩分，破碎或成型等機(jī)械作業(yè)，渣無二次污染，廢氣排放中二噁英極少，與制成可運輸可儲備的均質(zhì)燃料， 供水泥廠等與其他處置方法相比， 水泥廠燒廢料是最經(jīng)用作替代

4、燃料濟(jì)、最環(huán)保、最高效的，歐洲正在全面推廣中，不少水泥廠已經(jīng)或正在自己投建可燃廢料預(yù)處理系統(tǒng)，自治再生燃料，應(yīng)對煤價高漲壓力再生生物將藻類和植物秸稈等置于生物燃料反應(yīng)器美國、德國、澳大利亞、印度等國已處于不燃料中，通入水泥窖廢氣（ CO2 ），在太陽能的同的試驗階段，正在研發(fā)中作用下進(jìn)行光合反應(yīng)， 生成乙醇質(zhì)燃料供水泥窖用裂解，是指只通過熱能將一種物質(zhì)（主要指高分子化合物）轉(zhuǎn)變成另外幾種物質(zhì)（主要指低分子化合物）的化學(xué)過程。裂解，也可稱謂熱裂解或熱解技術(shù)。影響裂解的基本因素，首先是溫度和反應(yīng)的持續(xù)時間，其次是原料的種類，因為這一種類直接關(guān)系到裂解的速率和效率。科學(xué)總;.是在向前發(fā)展的，技術(shù)也總

5、是在進(jìn)步的。目前，在城市生活垃圾領(lǐng)域中裂解技術(shù)與傳統(tǒng)的填埋、焚燒、堆肥處理方法相比，提供了一種新的研究方向，但還需要不斷深入地探索和研究。1. 裂解技術(shù)發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀1.1.裂解技術(shù)的主要發(fā)展史早在 20 世紀(jì) 50 年代，在裂化技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)了以制取乙烯為主要目的（烴類水蒸汽高溫裂解）的簡稱裂解技術(shù)。 經(jīng)過長期技術(shù)的發(fā)展以及催化劑的發(fā)明和應(yīng)用，又發(fā)展了低溫裂解技術(shù)（裂解反應(yīng)溫度在300 600 之間）。從70 年代起，這一技術(shù)在歐洲一些國家也有了應(yīng)用和研究的實例。1.2.裂解技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域化工領(lǐng)域最常應(yīng)用于石油化工和煤化工生產(chǎn)。石油化工生產(chǎn)過程中，通常以700 800 的裂解溫度，有時

6、甚至高達(dá)1000 以上，使石油分鎦產(chǎn)物（包括石油氣）中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴的加工過程。主要用石腦油、煤油、柴油為原料并向重油發(fā)展。在裂解過程中，同時伴隨縮合、環(huán)化和脫氫等反應(yīng)。污泥處理領(lǐng)域由于污泥主要成分為脂肪、蛋白質(zhì)、 糖類和纖維素，一般認(rèn)為可在200 450 可以實現(xiàn)裂解成為油、不凝（可燃性）性氣體和炭這三種可燃性物質(zhì)。近些年來，國內(nèi)相當(dāng)多的研究機(jī)構(gòu)和人員都對這一技術(shù)進(jìn)行了探索和研究1 2 ，但就國內(nèi)來說尚未有成功實踐案例。而在國外，對于污泥裂解制油等可燃物的應(yīng)用同樣處于研究探索狀態(tài)3，成功實踐目前僅有澳大利亞一家公司4。有機(jī)廢棄物處理領(lǐng)域近些年，隨著能源緊張以及新能源尤其是生

7、物質(zhì)能開發(fā)技術(shù)的重視，利用裂解技術(shù)探討秸稈類農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能的研究得以廣泛開展5，并在我國部分地區(qū)形成一定實驗性規(guī)模6。國外從 60 年代末就開展了有機(jī)廢棄物熱裂解技術(shù)的研究，目前該技術(shù)在美國、意大利、瑞士、西班牙等國已達(dá)到商品化階段7。生活廢棄物處理領(lǐng)域20 世紀(jì) 90 年代以來，國內(nèi)外陸續(xù)開展了生活垃圾裂解處理技術(shù)研究，但基本都處于實驗室研究或擴(kuò)大的工程試驗階段。在國內(nèi)開展研究的有武漢工業(yè)學(xué)院的周蘭倩、江西省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院的謝小兵等，并且也陸續(xù)有垃圾裂解技術(shù)專利發(fā)明的申請和登記，如廣東陳秋平的“立式多爐垃圾熱裂解爐”專利（專利號：20042006610.4）、上海弘森環(huán)境科技公

8、司的“生物質(zhì)轉(zhuǎn)化處理高效濕熱釜”專利（專利號：）。2. 裂解技術(shù)的主要影響因素從裂解在各領(lǐng)域的應(yīng)用及裂解技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，影響裂解技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展的因素，主要包括內(nèi)在因素和外在因素兩大方面：內(nèi)在因素， 在于裂解裝置本身的溫度、濕度等技術(shù)參數(shù)的掌握與控制；外在因素，則在于裂解供給物質(zhì)材料的處理。2.1.物料的特性裂解技術(shù)是基于有機(jī)物本身在一定的溫度、濕度、 壓力條件下， 自身通過吸熱產(chǎn)生裂變反應(yīng)。不同物質(zhì)裂解需要吸收的熱量、需要的時間不盡相同，一般來說，分子量較小、 吸熱較快的如紙張類物質(zhì)先裂解， 分子量相對較大的木質(zhì)素、 脂肪類物質(zhì)后裂解， 因此混合物質(zhì)裂解處理過程非常復(fù)雜，反應(yīng)持續(xù)時間長，最終裂

9、解物質(zhì)也具有較大的變動性。除物料成分會影響裂解反應(yīng)外，其顆粒狀態(tài)也會影響裂解反應(yīng)的過程，顆粒狀態(tài)、濕度大小由于直接關(guān)系到混合程度、攪拌效果、吸熱能力等，也會對裂解反應(yīng)效果產(chǎn)生影響。;.2.2.裂解反應(yīng)時間從表 1 可以看出，裂解爐中物料停留的時間直接影響裂解反應(yīng)的程度及裂解產(chǎn)物的類型，在非常高的反應(yīng)速率與高溫條件下，幾乎無炭黑類物質(zhì)生成，因此又稱快速熱裂解或閃速熱裂解。一般來說固相滯留反應(yīng)時間越短，裂解所產(chǎn)固態(tài)產(chǎn)物（炭）比例越小，總的產(chǎn)物量則越大，裂解越完全。2.3.裂解反應(yīng)溫度溫度是裂解過程中一個很重要的影響因素，它直接影響產(chǎn)物分布和組分。從表1 看，一般隨著裂解溫度的升高，炭的產(chǎn)率則減少。

10、由于不同物質(zhì)裂解溫度不同，目前從300 800 都有不同的研究人員開展了研究，一般來說低溫區(qū)停留時間長，則炭產(chǎn)率增加；快速升溫，則高溫停留時間長，有利于充分裂解及氣產(chǎn)率提高。3. 裂解技術(shù)應(yīng)用于生活垃圾處理的技術(shù)關(guān)鍵從當(dāng)前生活垃圾裂解處理研究實踐及裂解技術(shù)本身特點來看，實現(xiàn)生活垃圾裂解處理技術(shù)的突破，垃圾物料的處理、裂解時間與溫度的控制、物料的爐內(nèi)控制、裂解產(chǎn)物的利用和處理是關(guān)鍵。3.1.生活垃圾物料的處理生活垃圾成分復(fù)雜多變(見表 2) ?；旌闲陨罾械膹U磚塊、非金屬類的無機(jī)物質(zhì)是不參與裂解反應(yīng)的， 若未經(jīng)分類且含有大量無機(jī)成分的生活垃圾則會影響裂解過程：一是參與吸熱影響裂解最終效果；

11、二是影響裂解物料的流動， 部分無機(jī)物甚至由于熔融狀態(tài)變化而影響裂解爐的使用壽命；三是垃圾裂解油成分復(fù)雜，粘度較大，難以順利輸送。垃圾物料顆粒大小、含水量會因為影響攪拌、翻動效果，而影響垃圾物料本身在裂解爐內(nèi)的吸熱速度快慢、均勻與否等狀態(tài)，從而影響裂解反應(yīng)過程。;.3.2.生活垃圾裂解控制技術(shù)參數(shù)的探索由于生活垃圾中成分復(fù)雜，尋找最佳升溫速率和裂解停留溫度、時間則成為裂解控制技術(shù)參數(shù)的關(guān)鍵。從當(dāng)前研究實踐來看，可分為低溫裂解和高溫裂解，但各有優(yōu)劣，但就裂解的效果，尚未有關(guān)于最佳裂解控制技術(shù)參數(shù)的結(jié)論。這也是導(dǎo)致目前裂解技術(shù)尚未有應(yīng)用于生活垃圾處理實踐工程中的最關(guān)鍵的原因。 部分物質(zhì)尚未裂解， 部

12、分物質(zhì)又充分裂解完畢， 裂解時間過長往往導(dǎo)致裂解油產(chǎn)物比重高，而成分復(fù)雜、粘度高的裂解油易形成堵塞，影響了裂解裝置的穩(wěn)定性。3.3 生活垃圾裂解產(chǎn)物的利用與處理生活垃圾隨著含水率、成分的變化其產(chǎn)物比例有所不同，綜合所有的研究發(fā)現(xiàn)，以含水率50%左右、無機(jī)殘渣10% 左右的生活垃圾為例，裂解物料平衡基本情況如圖1 所示：生活垃圾裂解處理后，產(chǎn)生的灰渣、廢水需要作為廢棄物進(jìn)行進(jìn)一步處理，在這方面技術(shù)可行、成本合理。而制約裂解技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素在于其產(chǎn)物中的可燃?xì)怏w、裂解油、裂解炭的深度利用以及利用過程中是否存在二次環(huán)境污染，如何控制裂解產(chǎn)物的環(huán)境污染等，由于這些問題尚不能很好地解決，致使裂解產(chǎn)物難以形成穩(wěn)定利用和消納的渠道。結(jié)論目前，將裂解技術(shù)應(yīng)用于城市生活垃圾處理領(lǐng)域，雖然尚未有成功的經(jīng)驗可借鑒，但其技術(shù)在不斷進(jìn)步。 隨著科