固體廢物熱解處理工藝

1、固體廢物熱解處理工藝固體廢物熱解處理工藝 演講人： 班級： 學號：目錄一、熱解定義二、熱解過程及產(chǎn)物三、典型固體廢物的熱解技術(shù)一、熱解定義最經(jīng)典定義最經(jīng)典定義：在不向反應器內(nèi)通入氧、水蒸氣或加熱的一氧化碳的條件下，通過間接加熱使含碳有機物發(fā)生熱化學分解，生成燃料(氣體、液體和炭黑)的過程”。熱解是一種古老的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)最早應用于煤的干餾，所得到的焦炭產(chǎn)品主要作為冶煉鋼鐵的燃料。 1、熱解定義在常溫下為液態(tài)在常溫下為液態(tài)的包的包括乙酸、丙酮、甲括乙酸、丙酮、甲醇等化合物醇等化合物以氫氣、一氧化碳、以氫氣、一氧化碳、甲烷等低分子碳氫甲烷等低分子碳氫化合物為主化合物為主純碳與玻璃、金純碳與

2、玻璃、金屬、土屬、土砂等混合形成的炭黑砂等混合形成的炭黑的化學分解過程的化學分解過程燃料燃料油油可燃性可燃性氣體氣體有機物將有機物在無氧或缺氧無氧或缺氧狀態(tài)下加熱加熱，使之分解分解炭黑炭黑二、熱解過程及產(chǎn)物 固體廢物熱解過程是一個復雜的化學反應過程。包括大分子的鍵斷裂，異構(gòu)化和小分子的聚合等反應，最后生成各種較小的分子。 有機物的熱解反應可以用下列通式來表示：（固體）（液體）（氣體）熱有機物無氧或缺氧sSlLgG 上述反應產(chǎn)物的收率取決于原料的化學結(jié)構(gòu)、物理形態(tài)和熱解的溫度及速度。如：Shafizadeh等人對纖維素的熱解過程進行了較為詳細的研究后提出了用下圖描述纖維素的熱解和燃燒過程。 廢物

3、類型不同，熱解反應條件不同，熱解產(chǎn)物有差異。廢物類型不同，熱解反應條件不同，熱解產(chǎn)物有差異。但熱但熱解過程產(chǎn)生解過程產(chǎn)生可燃氣可燃氣量大，特別是溫度較高情況下，廢物有機成量大，特別是溫度較高情況下，廢物有機成分的分的50%以上都轉(zhuǎn)化成氣態(tài)產(chǎn)物。熱解后，減容量大，殘余碳以上都轉(zhuǎn)化成氣態(tài)產(chǎn)物。熱解后，減容量大，殘余碳渣較少。渣較少。 低溫油類油類含量相對含量相對較多較多 溫度升高溫度升高全面裂解氣態(tài)產(chǎn)物增加，各種有機酸、焦油、碳渣相對減少 較低和較高的加熱速率較低和較高的加熱速率氣體含量高氣體含量高 固體廢物熱解是否得到高能量產(chǎn)物，取決于原料中氫轉(zhuǎn)化氫轉(zhuǎn)化為為可可燃氣體與水的比例燃氣體與水的比例三

4、、典型固體廢物的熱解技術(shù)城市垃圾的熱解城市垃圾的熱解 城市垃圾的熱解技術(shù)根據(jù)其裝置類型分：移動床熔融爐方式；移動床熔融爐方式；回轉(zhuǎn)窯方式；回轉(zhuǎn)窯方式；流化床方式；流化床方式；多段爐方式；多段爐方式；Flush Pyrolysis方式。方式。 回轉(zhuǎn)窯方式：回轉(zhuǎn)窯方式：Landgard系統(tǒng)（有機物氣化）系統(tǒng)（有機物氣化） 流化床流化床有單塔式和雙塔式兩種，其中雙塔式流化床已經(jīng)達到工有單塔式和雙塔式兩種，其中雙塔式流化床已經(jīng)達到工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。 多段爐：多段爐：主要用于含水率較高的有機污泥的處理。主要用于含水率較高的有機污泥的處理。 Flush Pyrolysis方式方式：Occide

5、ntal系統(tǒng)（有機物液化，低溫熱系統(tǒng)（有機物液化，低溫熱解）解） 移動床熔融爐方式是城市垃圾熱解技術(shù)中最成熟的方法移動床熔融爐方式是城市垃圾熱解技術(shù)中最成熟的方法，代表，代表性的系統(tǒng)有性的系統(tǒng)有新日鐵系統(tǒng)、新日鐵系統(tǒng)、Purox系統(tǒng)和系統(tǒng)和Torrax系統(tǒng)系統(tǒng)。(一)新日鐵系統(tǒng) 該系統(tǒng)是將該系統(tǒng)是將的設備，通過的設備，通過控制爐溫和供氧條控制爐溫和供氧條件件，使，使垃圾在同一爐體內(nèi)完成干燥、熱解、燃燒和熔融垃圾在同一爐體內(nèi)完成干燥、熱解、燃燒和熔融。 干燥段干燥段溫度約為溫度約為300， 熱解段熱解段溫度為溫度為3001000， 熔融段熔融段溫度為溫度為17001800 可燃燒性氣體熱值可燃燒

6、性氣體熱值6276-10460 kJm3 投料口采用投料口采用雙重密封閥結(jié)構(gòu)雙重密封閥結(jié)構(gòu)目的是防止空氣和熱解氣的漏目的是防止空氣和熱解氣的漏入與逸出；入與逸出； 豎式爐內(nèi)垃圾豎式爐內(nèi)垃圾由上向下由上向下移動與移動與上升上升的高溫氣體進行換熱；的高溫氣體進行換熱； 熱解段熱解段，在控制厭氧或缺氧狀態(tài)下有機物發(fā)生熱解，在控制厭氧或缺氧狀態(tài)下有機物發(fā)生熱解可燃氣可燃氣和灰渣。和灰渣。 可燃性氣體導入可燃性氣體導入二燃室二燃室進一步燃燒，并利用尾氣的余熱發(fā)電。進一步燃燒，并利用尾氣的余熱發(fā)電。 灰渣中殘存的熱解固相產(chǎn)物灰渣中殘存的熱解固相產(chǎn)物 炭黑炭黑與從爐下部通入的空氣在燃燒區(qū)發(fā)生燃燒反應，通過添

7、與從爐下部通入的空氣在燃燒區(qū)發(fā)生燃燒反應，通過添加焦炭來補充碳源。加焦炭來補充碳源。 玻璃體和鐵玻璃體和鐵，將重金屬等有害物質(zhì)固化在固相中，將重金屬等有害物質(zhì)固化在固相中填埋或填埋或再利用。再利用。(二)Purox系統(tǒng)該系統(tǒng)也采用豎式熱解爐豎式熱解爐，破碎后的垃圾從塔頂投料口進入依靠垃圾的自重在由上向下移動的過程中，完成垃圾的干燥和干燥和熱解。熱解。 該系統(tǒng)主要的該系統(tǒng)主要的能量消耗能量消耗是垃圾破碎過程，是垃圾破碎過程，此外此外1t1t垃圾熱解需要的垃圾熱解需要的0.2t0.2t氧氣的制造過程。氧氣的制造過程。該系統(tǒng)每處理該系統(tǒng)每處理lkglkg垃圾可以產(chǎn)生熱值為垃圾可以產(chǎn)生熱值為11168kJ/m11168kJ/m3 3的可燃性氣的可燃性氣體體0.712m0.712m3 3（三）Torrax系統(tǒng) 由氣化爐、二燃室、一次空氣預熱器、熱回收系統(tǒng)和尾氣凈化系統(tǒng)構(gòu)成。 垃圾不經(jīng)預處理直接投入豎式氣化爐中 垃圾干燥和熱解所需的熱量由爐底部通入的預熱至1000的空氣和炭黑燃燒提供。(四)Occidental系統(tǒng) 特點：特點：垃圾前處理環(huán)節(jié)多，設備復雜 熱解：熱解：不銹鋼制筒式反應器 炭黑加熱到炭黑加熱到760返回熱解反應器供熱返回熱解反應器供熱 80急冷得到燃料油急冷得到燃料油 熱解油平均熱值熱解油平均熱值24401kJ/kg（五） 流化床系