熱解與氣化優(yōu)選ppt資料

熱解與氣化(qìhuà)第一頁，共85頁。固體廢物熱解處理(chǔlǐ)熱解原理(yuánlǐ)熱解定義及特點(diǎn)、熱解過程(guòchéng)及產(chǎn)物、有機(jī)固體廢物熱解機(jī)理熱解工藝熱解工藝分類典型固體廢物的熱解城市生活垃圾的熱解、廢塑料的熱解、污泥的熱解、廢橡膠的高溫?zé)峤?、農(nóng)林廢棄物的熱解第二頁，共85頁。熱解是一種古老的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)——煤的干餾，重油和煤炭的氣化，木炭(mùtàn)燒制第三頁，共85頁。

afull-scaleMSWpyrolysissystemwasbuiltintheUnited,California,shutdownafteronlytwoyearofoperation第四頁，共85頁。Sec.1generalstatement

熱解是把有機(jī)固體廢物在無氧或缺氧條件下加熱(jiārè)分解的過程。該過程是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)，最后生成各種較小的分子。通式如下：有機(jī)固體廢物熱解(H2、CH4、CO、CO2等)氣體＋(有機(jī)酸、焦油等)有機(jī)液體＋碳黑＋爐渣采用熱解法生產(chǎn)氣體燃料是使有機(jī)固體廢物在800～1000℃的溫度下分解，最終形成含H2、CH4、CO等氣體燃料。第五頁，共85頁。熱值（KJ/m3）一氧化碳12636氫12761甲烷39749乙烷69639乙烯(yǐxī)63510乙炔58464第六頁，共85頁。資源化的途徑之一固體廢物的熱解與焚燒相比有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)可以將固體廢物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為以燃料氣、燃料油和炭黑為主的貯存性能源(2)由于是缺氧分解(fēnjiě)．排氣量少，有利于減輕對(duì)大氣環(huán)境的二次污染；(3)廢物中的硫、重金屬等有害成分大部分被固定在炭黑中；(4)由于保持還原條件，Cr3+不會(huì)轉(zhuǎn)化為Cr6+；(5)NOx的產(chǎn)生量少。第七頁，共85頁。1固體廢物熱解處理(chǔlǐ)熱解與焚燒(fénshāo)比較需氧放熱二氧化碳(èryǎnghuàtàn)、水就地利用二次污染大無氧或缺氧吸熱氣、油、炭黑貯存或遠(yuǎn)距離運(yùn)輸二次污染較小熱裂解焚燒氧需求氧需求能量產(chǎn)物利用污染生物質(zhì)、塑料類、橡膠等Comparationonthecombustionandthepyrolysis第八頁，共85頁。1固體廢物熱解處理(chǔlǐ)熱解的特點(diǎn)鉻Ⅲ不轉(zhuǎn)為ⅥNOx產(chǎn)量少轉(zhuǎn)為可貯存性能源排氣量小硫、重金屬等大都被固定第九頁，共85頁。熱解所得燃料氣有兩個(gè)作用：一是把熱解氣體直接送入二級(jí)燃燒室燃燒，用于生產(chǎn)蒸汽和預(yù)熱空氣；二是通過凈化，冷凝除煙塵、水、殘油等雜質(zhì)，生產(chǎn)出純度較高的氣體燃料，以備它用。所生產(chǎn)的氣體燃料的性質(zhì)因廢物的種類、熱解方法而異。熱值一般為4186～9302kJ/m3。熱解法生產(chǎn)液體燃料是使有機(jī)固體廢物在500～600℃的溫度下分解，最終形成含有乙酸(yǐsuān)、丙酸、乙醇、焦油等的液體燃料。熱解產(chǎn)生的燃料油是具有不同沸點(diǎn)的各種油的混合物，含水焦油比較多，精制后方能得到熱值較高的燃料油。熱值一般為29302kJ/L左右。第十頁，共85頁。美國：微生物學(xué)、熱化學(xué)兩條技術(shù)(jìshù)路線熱化學(xué)：(1)以產(chǎn)生熱、蒸汽、電力為目的的燃燒技術(shù)；(2)以制造中低熱值燃料氣、燃料油和炭黑為目的的熱解技術(shù)；(3)以制造中低熱值燃料氣或NH3、CH30H等化學(xué)物質(zhì)為目的的氣化熱解技術(shù)(4)以制造重油、煤油(méiyóu)、汽油為目的的液化熱解技術(shù)第十一頁，共85頁。生物能熱化學(xué)轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)系統(tǒng)第十二頁，共85頁。在歐洲．主要根據(jù)(gēnjù)處理對(duì)象的種類、反應(yīng)器的類型和運(yùn)行條件對(duì)熱解處理系統(tǒng)進(jìn)行分類，研究不同條件下反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)和組成，尤其重視各種系統(tǒng)在運(yùn)行上的特點(diǎn)和問題。第十三頁，共85頁。第十四頁，共85頁。第十五頁，共85頁。日本(rìběn)有關(guān)城市垃圾熱解技術(shù)的研究是從1973年實(shí)施的starDust”80計(jì)劃開始的．該計(jì)劃的中心內(nèi)容是利用雙塔式循環(huán)流化床對(duì)城市垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行氣化。隨后．又開展了利用單塔式流化床對(duì)城市垃圾中的有機(jī)物液化回收燃料油的技術(shù)研究。第十六頁，共85頁。第十七頁，共85頁。因氣體流速相應(yīng)較低，產(chǎn)生氣體中夾帶的顆粒物質(zhì)也比較少，減少了對(duì)空氣污染的潛在影響。將垃圾破碎至50mm以下的粒徑，經(jīng)定量輸送帶傳至螺桿進(jìn)料器，由此投入熱解爐內(nèi)。Plastic廢塑料的熱解垃圾不經(jīng)預(yù)處理直接投入(tóurù)豎式氣化爐中固定床、移動(dòng)床、流化床和旋轉(zhuǎn)爐熱值一般為4186～9302kJ/m3。廢物組成、裂解溫度、催化劑等大分子鍵斷裂、異構(gòu)化和小分子聚合高溫高速——全面裂解——?dú)鈶B(tài)產(chǎn)物增加生物質(zhì)、塑料類、橡膠等泥餅首先通過間接式蒸汽干燥裝置干燥至含水率30％，直接投入豎式多段熱解爐內(nèi)，通過控制助燃空氣量(部分燃燒方式)，使之發(fā)生熱解反應(yīng)。在較低溫度下，油類含量相對(duì)較多。但在實(shí)際過程中，還同時(shí)發(fā)生其他產(chǎn)物(chǎnwù)的生成反應(yīng)，不能以此來簡單地評(píng)價(jià)城市垃圾的熱解效果?；剞D(zhuǎn)窯方式：Landgard系統(tǒng)（有機(jī)物氣化）一步熱解得到的產(chǎn)物，其相對(duì)分子質(zhì)量均勻分布在C1~C44之間，冷凝后得到的油品中含有大量石蠟、重油和焦油成分，常溫下發(fā)生固化，難以作為液體燃料使用。第七十九頁，共85頁。國際上早期對(duì)熱解技術(shù)的開發(fā)：以美國為代表的，以回收貯存性能源(燃料氣、燃料油和炭黑)為目的；成分復(fù)雜(fùzá)需要配套前處理＋低熔點(diǎn)物質(zhì)＋有害物質(zhì)的混入——城市垃圾直接熱解回收燃料實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)方面并沒有取得太大的進(jìn)展。以日本為代表的，減少焚燒造成的二次污染和需要填埋處置的廢物量，以無公害型處理系統(tǒng)的開發(fā)為目的。與此相對(duì)，將熱解作為焚燒處理的輔助手段，利用熱解產(chǎn)物進(jìn)一步燃燒廢物，在改善廢物燃燒特性、減少尾氣對(duì)大氣環(huán)境造成二次污染等方面、許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。第十八頁，共85頁。廢塑料高熱值——焚燒——損傷焚燒設(shè)備；焚燒產(chǎn)物——二噁英的主要來源(láiyuán)所以，各國制定……限制大量焚燒廢塑料——塑料熱解制油技術(shù)的發(fā)展第十九頁，共85頁。Sec.2principleandtechniqueonpyrolysis熱解原理(yuánlǐ)及方法1、Definition熱解的定義熱解在英文中使用“pyrolysis”一詞．在工業(yè)上也稱為干餾。它是將有機(jī)物在無氧或缺氧(quēyǎnɡ)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、土砂等混合形成的炭黑的化學(xué)分解過程。第二十頁，共85頁。最經(jīng)典定義：斯坦福研究所的J．Jones（StanfordResearchInstitute，SRI)提出的：“在不向反應(yīng)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(jī)物發(fā)生熱化學(xué)分解(fēnjiě)，生成燃料(氣體、液體和炭黑)的過程”。第二十一頁，共85頁。2、Processandproductsofpyrolysis熱解過程(guòchéng)及產(chǎn)物有機(jī)物的熱解反應(yīng)可以用下列通式(tōngshì)來表示：上述反應(yīng)產(chǎn)物的收率取決于原料(yuánliào)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理形態(tài)和熱解的溫度及速度。第二十二頁，共85頁。2固體廢物熱解處理(chǔlǐ)熱解過程(guòchéng)及產(chǎn)物有機(jī)固體廢物氣體（H2、CH4、CO、CO2）+有機(jī)液體(yètǐ)（有機(jī)酸、芳烴、焦油）+固體(炭黑、灰)3(C6H10O5)8H2O+C6H8O（可燃油）+2CO+2CO2+CH4+H2+7C大分子鍵斷裂、異構(gòu)化和小分子聚合廢物組成、裂解溫度、催化劑等Eg.纖維素分子裂解第二十三頁，共85頁。Shafizadeh等人對(duì)纖維素的熱解過程進(jìn)行了較為(jiàowéi)詳細(xì)的研究后．提出了用下圖描述纖維素的熱解和燃燒過程。第二十四頁，共85頁。在熱解過程中，其中間產(chǎn)物存在兩種變化趨勢：由大分子變成小分子直至氣體的裂解過程；由小分子聚合成較大分子的聚合過程。分解是從脫水開始的：如兩分子苯酚聚合脫水；其次是脫甲基或脫氫、生成水與架橋部分的分解次甲基鍵進(jìn)行反應(yīng)生成CO和H2。溫度再高時(shí)，生成的芳環(huán)化合物再進(jìn)行裂解、脫氫、縮合、氫化等反應(yīng)。反應(yīng)沒有明顯的階段性，許多反應(yīng)是交叉進(jìn)行的，熱解總的反應(yīng)方程式可表示為：有機(jī)固體廢物加熱高中分子有機(jī)液體（焦油(jiāoyóu)和芳香烴）+低分子有機(jī)液體+多種有機(jī)酸和芳香烴+炭渣+CH4+H2+H2O+CO+CO2+NH3+H2S+HCN第二十五頁，共85頁?！獰峤猱a(chǎn)物(chǎnwù)可燃?xì)庵饕–1-5的烴類、氫和CO氣體；液態(tài)油主要包括甲醇、丙酮、乙酸(yǐsuān)、C25的烴類等液態(tài)燃料。固體燃料主要含純碳和聚合高分子的含碳物。廢物類型不同，熱解反應(yīng)條件不同，熱解產(chǎn)物有差異。但產(chǎn)生可燃?xì)饬看?，特別是溫度較高情況下，廢物有機(jī)成分的50%以上都轉(zhuǎn)化成氣態(tài)產(chǎn)物。熱解后，減容量大，殘余碳渣較少。第二十六頁，共85頁。2固體廢物熱解處理(chǔlǐ)熱解動(dòng)力學(xué)第二十七頁，共85頁?！獰峤膺^程(guòchéng)控制（1）溫度變化對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量、成分比例有較大的影響。是最重要的控制參數(shù)。在較低溫度下，油類含量相對(duì)較多。隨著溫度升高，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)量與溫度成正比增長，各種有機(jī)酸、焦油、碳渣相對(duì)減少(jiǎnshǎo)。氣體成分：溫度升高，脫氫反應(yīng)加劇，H2含量增加，C2H4、C2H6減少(jiǎnshǎo)；低溫時(shí)，CO2、CH4等增加，CO減少(jiǎnshǎo)。高溫階段，CO逐漸增加。（2）加熱速率對(duì)產(chǎn)品成分比例影響較大。一般，在較低和較高的加熱速率下熱解產(chǎn)品氣體含量高。第二十八頁，共85頁。（3）廢料在反應(yīng)器中的保溫時(shí)間決定了物料分解轉(zhuǎn)化率。保溫時(shí)間長，分解轉(zhuǎn)化率高，熱解充分，但處理量少；保溫時(shí)間短，則熱解不完全，但處理量高。（4）廢物成分：有機(jī)物成分比例大，熱值高，可熱解性較好，產(chǎn)品熱值高，可回收性好，殘?jiān)?；含水率低，干燥耗熱少，升溫到工作溫度時(shí)間短；較小的顆粒尺寸促進(jìn)熱量傳遞，保證熱解過程(guòchéng)的順利進(jìn)行。（5）反應(yīng)器類型：一般固定燃燒床處理量大，而流態(tài)燃燒床溫度可控性好。氣體與物料逆流行進(jìn)，轉(zhuǎn)化率高，順流行進(jìn)可促進(jìn)熱傳導(dǎo)，加快熱解過程(guòchéng)。第二十九頁，共85頁。熱解反應(yīng)所需的能量取決于各種產(chǎn)物的生成比，而生成比又與加熱的速度、溫度及原料的粒度有關(guān)。低溫低速(dīsù)——重新結(jié)合成熱穩(wěn)定性固體——固體產(chǎn)率增加高溫高速——全面裂解——?dú)鈶B(tài)產(chǎn)物增加粒度大物料——均勻需時(shí)長——二次反應(yīng)多第三十頁，共85頁。固體廢物熱解是否得到高能量產(chǎn)物(chǎnwù)，取決于原料中氫轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w與水的比例美國城市垃圾的典型化學(xué)組成為C30H48N0.5S0.05，其H／C值低于纖維索和木材質(zhì)．日本城市垃圾的典型化學(xué)組成為C30H53N0.34S0.02Cl0.09。其H／C值高于纖維素。第三十一頁，共85頁。一般的固體燃料，剩余H/C值均在0～0.5之間。美國城市垃圾的該H／C值位于泥煤和褐煤之間；日本城市垃圾的該H/C值則高于所有固體燃料——垃圾中塑料含量較高。從氫轉(zhuǎn)換這一點(diǎn)來看．甚至可以說城市垃圾優(yōu)于普通的固體燃料。但在實(shí)際過程中，還同時(shí)發(fā)生其他產(chǎn)物(chǎnwù)的生成反應(yīng)，不能以此來簡單地評(píng)價(jià)城市垃圾的熱解效果。第三十二頁，共85頁。Kaiser等人曾對(duì)城市垃圾中各種有機(jī)物進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)室的間歇實(shí)驗(yàn)，得到(dédào)的氣體產(chǎn)物組成，隨熱解操作條件的變化而變化第三十三頁，共85頁。3.plasticpyrolysis廢塑料熱解原理(yuánlǐ)廢塑料的種類：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(Ps)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛樹脂、脲醛樹脂、PET、ABS樹脂等。PE、PP、PS、PVC等熱塑性塑料當(dāng)加熱到300～500℃時(shí)，大部分分解成低分子碳?xì)浠衔?，特別是PE、PP、PS其分子構(gòu)成中只包括碳和氫，熱解過程中不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，是熱解油化的主要原料。PVC在加熱到200℃左右時(shí)開始發(fā)生脫氯反應(yīng)，進(jìn)一步加熱發(fā)生斷鏈反應(yīng)。酚醛樹脂、脲醛樹脂等熱硬性(yìngxìng)塑料則不適合作為熱解原料。PET、ABS樹脂等在其分子構(gòu)造中含有氮、氯等元素，熱解過程中會(huì)產(chǎn)生有害氣體或腐蝕性氣體，也不適宜作為熱解原料。第三十四頁，共85頁。塑料(sùliào)裂解過程以聚烯烴類塑料為例，直鏈碳?xì)浠衔铩廴谲浕癁橐后w——低分子碳?xì)浠衔?碳鏈范圍約為1～44)再通過(tōngguò)合成沸石催化劑——分子量更小的碳?xì)浠衔铩５谌屙?，?5頁。此圖是碳鏈范圍(fànwéi)為4000～12000的聚乙烯(PE)在常壓、450℃條件下熱解所得油品的相對(duì)分子質(zhì)量分布圖。第三十六頁，共85頁。一步熱解得到的產(chǎn)物，其相對(duì)分子質(zhì)量均勻分布在C1~C44之間，冷凝后得到的油品中含有大量石蠟、重油和焦油成分，常溫下發(fā)生固化，難以作為液體燃料使用。

而將熱解產(chǎn)物進(jìn)一步與催化劑發(fā)生接觸反應(yīng)(fǎnyìng)后得到的產(chǎn)品，其相對(duì)分子質(zhì)量約為C1~C20，在常溫下得到汽油和煤油餾分混合的較高品位的燃料油和燃料氣第三十七頁，共85頁。日本(rìběn)橋本健治熱重變化第三十八頁，共85頁。第三十九頁，共85頁。4.classificationonpreformance熱解工藝(gōngyì)分類一個(gè)完整的熱解工藝包括進(jìn)料系統(tǒng)、反應(yīng)器、回收凈化系統(tǒng)、控制系統(tǒng)幾個(gè)部分。其中，反應(yīng)器部分是整個(gè)工藝的核心，熱解過程在其中發(fā)生(fāshēng)，其類型決定了整個(gè)熱解反應(yīng)的方式以及熱解產(chǎn)物的成分。第四十頁，共85頁。3固體廢物熱解處理(chǔlǐ)熱解工藝分類(fēnlèi)是否生成爐渣渣造型和非造渣型熱解、燃燒位置單塔式和雙塔式產(chǎn)物物理形態(tài)氣化方式、液化方式、炭化方式熱解爐結(jié)構(gòu)固定床、移動(dòng)床、流化床和旋轉(zhuǎn)爐熱解溫度不同高溫?zé)峤?、中溫?zé)峤狻⒌蜏責(zé)峤夤岱绞街苯蛹訜?、間接加熱第四十一頁，共85頁。1、按反應(yīng)器的類型可分為：固定床反應(yīng)器、流化態(tài)燃燒床反應(yīng)器、反向物流可移動(dòng)床反應(yīng)器等。2、按供熱方式的分類：(1)直接加熱法：供給被熱解物的熱量是被熱解物部分直接燃燒或者向熱解反應(yīng)器提供補(bǔ)充燃料時(shí)所產(chǎn)生的熱。(2)間接加熱法：是將被熱解的物料與直接供熱介質(zhì)在熱解反應(yīng)器（或熱解爐）中分離開來的一種(yīzhǒnɡ)方法?？衫酶蓧κ綄?dǎo)熱或一種(yīzhǒnɡ)中間介質(zhì)來傳熱（熱砂料或熔化的某種金屬床層）。第四十二頁，共85頁。3、在實(shí)際生產(chǎn)中的分類(fēnlèi)方法（1）按照生產(chǎn)燃料的目的分：①熱解造油：一般采用500℃以下的溫度，在隔氧條件下使有機(jī)物裂解，生成燃油。②熱解造氣：將有機(jī)物在較高溫度下轉(zhuǎn)變成氣體燃料，通過對(duì)反應(yīng)溫度、加熱時(shí)間及氣化劑的控制，產(chǎn)生大量的可燃?xì)?，?jīng)凈化回收裝置加以利用(lìyòng)或貯存于罐內(nèi)。（2）按熱解過程控制條件分①高溫分解：固體有機(jī)廢物在絕氧的條件下加熱分解的過程，是一種嚴(yán)格意義上的熱解過程。②氣化：指供給一定量空氣、氧、水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器，使有機(jī)廢物部分燃燒，整個(gè)熱解過程可以自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行，而無需外熱供應(yīng)。氣化過程產(chǎn)物中氣體成分比例大，但熱值相對(duì)較低。第四十三頁，共85頁。5.Reactor熱解反應(yīng)器1、固定床反應(yīng)器（固定燃燒床反應(yīng)器）熱量由廢物燃燒部分燃燒所提供；逆流式物流方向，停留時(shí)間長，保證了廢物最大程度地轉(zhuǎn)換成燃料；因氣體流速相應(yīng)較低，產(chǎn)生氣體中夾帶的顆粒物質(zhì)也比較少，減少了對(duì)空氣污染的潛在影響。但存在一些技術(shù)難題，如有粘性的燃料需要進(jìn)行(jìnxíng)預(yù)處理；使其燃燒時(shí)不結(jié)成餅狀。由于反應(yīng)器內(nèi)氣流為上行式，溫度低，含焦油等成分多，易堵塞氣化部分管道。典型的固定燃燒床反應(yīng)器第四十四頁，共85頁。2、流化床反應(yīng)器（流態(tài)化燃燒(ránshāo)床反應(yīng)器）在流化床中，氣體與燃料同流向相接觸；反應(yīng)器中氣體流速高到可以使顆粒懸浮，使得固體廢物顆粒分散，反應(yīng)性能更好，速度快。此工藝要求廢物顆粒本身可燃性好；溫度應(yīng)控制在避免灰渣熔化的范圍內(nèi)，以防灰渣融熔結(jié)塊。適應(yīng)于含水量高或波動(dòng)較大的廢物燃料，且設(shè)備(shèbèi)尺寸比固定床小，但熱損失大，氣體中帶走大量的熱量和較多地未反應(yīng)的固體燃料粉末。第四十五頁，共85頁。3、旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)窯是一種間接加熱的高溫分解反應(yīng)器。其主要設(shè)備為一個(gè)稍微傾斜的圓筒，在它緩慢旋轉(zhuǎn)的過程中使廢料移動(dòng)通過蒸餾(zhēngliú)容器到卸料口。蒸餾(zhēngliú)容器由金屬制成，而燃燒室則是由耐火材料砌成。分解反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體一部分在蒸餾(zhēngliú)器外壁與燃燒室內(nèi)壁之間的空間燃燒，這部分熱量用來加熱廢料。此類裝置要求廢物必須破碎較細(xì)，尺寸一般要小于5cm，以保證反應(yīng)進(jìn)行完全。第四十六頁，共85頁。4、雙塔循環(huán)式熱解反應(yīng)器包括固體廢物熱分解塔和固形炭燃燒塔。特點(diǎn)：將熱解與燃燒反應(yīng)分開在兩個(gè)塔中進(jìn)行。熱解所需的熱量，由熱解生成的固體炭或燃料氣在燃燒塔內(nèi)燃燒供給。惰性(duòxìng)的熱媒體(砂)在燃燒爐內(nèi)吸收熱量并被流化氣鼓動(dòng)成流化態(tài)，經(jīng)聯(lián)絡(luò)管返回燃燒爐內(nèi)，再被加熱返回?zé)峤鉅t。第四十七頁，共85頁。Sec.3pyrolysisontypicalSW

典型(diǎnxíng)固體廢物的熱解1.municipalSW城市(chéngshì)垃圾的熱解城市(chéngshì)垃圾的熱解技術(shù)根據(jù)其裝置類型分：①移動(dòng)床熔融爐方式；②回轉(zhuǎn)窯方式；③流化床方式；④多段爐方式；⑤FlushPyrolysis方式。第四十八頁，共85頁。2固體廢物熱解處理(chǔlǐ)城市(chéngshì)生活垃圾的熱解主要熱解技術(shù)Occidental系統(tǒng)新日鐵系統(tǒng)Purox系統(tǒng)Landgard系統(tǒng)流化床系統(tǒng)Garret系統(tǒng)各系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)?第四十九頁，共85頁?；剞D(zhuǎn)窯方式：Landgard系統(tǒng)（有機(jī)物氣化）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(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。多段爐：主要(zhǔyào)用于含水率較高的有機(jī)污泥的處理。FlushPyrolysis方式：Occidental系統(tǒng)（有機(jī)物液化，低溫?zé)峤猓┮苿?dòng)床熔融爐方式是城市垃圾熱解技術(shù)中最成熟的方法，代表性的系統(tǒng)有新日鐵系統(tǒng)、Purox系統(tǒng)和Torrax系統(tǒng)。第五十頁，共85頁。(一)新日(xīnrì)鐵系統(tǒng)該系統(tǒng)是將熱解和熔融一體化的設(shè)備，通過控制(kòngzhì)爐溫和供氧條件，使垃圾在同一爐體內(nèi)完成干燥、熱解、燃燒和熔融。干燥段溫度約為300℃，熱解段溫度為300～1000℃，熔融段溫度為1700～1800℃可燃燒性氣體熱值6276-10460kJ／m3第五十一頁，共85頁。第五十二頁，共85頁。投料口采用雙重密封閥結(jié)構(gòu)——目的？？豎式爐內(nèi)由上向下移動(dòng)與？？相遇——換熱——？？熱解段，在控制？？狀態(tài)下有機(jī)物發(fā)生熱解——可燃?xì)夂突以？扇夹詺怏w導(dǎo)入二燃室進(jìn)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——炭黑與從爐下部通入的空氣在燃燒區(qū)發(fā)生燃燒反應(yīng)(fǎnyìng)，通過添加焦炭來補(bǔ)充碳源——玻璃體和鐵，目的？？？——填埋或再利用第五十三頁，共85頁。第五十四頁，共85頁。(二)Purox系統(tǒng)(xìtǒng)該系統(tǒng)也采用豎式熱解爐，破碎后的垃圾從塔頂投料口進(jìn)入．依靠垃圾的自重(zìzhòng)在由上向下移動(dòng)的過程中，完成垃圾的干燥和熱解。純氧高溫?zé)岱纸夥ǖ撞咳紵郎囟龋?650℃熱解氣洗滌——CO、H2，其他氣體第五十五頁，共85頁。第五十六頁，共85頁。該系統(tǒng)主要的能量消耗是垃圾破碎過程和1t垃圾熱解需要的0.2t氧氣的制造過程。該系統(tǒng)每處理lkg垃圾可以(kěyǐ)產(chǎn)生熱值為11168kJ/m3的可燃性氣體0.712m3該氣體以90％的效率在鍋爐中燃燒回收熱量，系統(tǒng)總體的熱效率為58％.第五十七頁，共85頁。第五十八頁，共85頁。（三）Torrax系統(tǒng)(xìtǒng)由氣化爐、二燃室、一次空氣預(yù)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(yù)處理直接投入(tóurù)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(yù)熱至1000℃的空氣和炭黑燃燒提供。二燃室溫度1400℃，出口氣體溫度1150～1250℃——預(yù)熱氣體和回收蒸汽第五十九頁，共85頁。第六十頁，共85頁。垃圾熱值的大約35％用于助燃空氣的加熱和設(shè)施所需電力的供應(yīng)，提供給余熱鍋爐的熱量達(dá)57％，即相當(dāng)于垃圾熱值的大約37％作為蒸汽得到(dédào)回收。第六十一頁，共85頁。(四)Occidental系統(tǒng)(xìtǒng)特點(diǎn)：垃圾前處理環(huán)節(jié)多，設(shè)備(shèbèi)復(fù)雜熱解：不銹鋼制筒式反應(yīng)器炭黑加熱到760℃返回?zé)峤夥磻?yīng)器供熱80℃急冷得到燃料油熱解油平均熱值24401kJ/kg第六十二頁，共85頁。第六十三頁，共85頁。從熱值為11619kJ/kg的垃圾1kg可以得到熱值為1139kcal的熱解油0.150L，其他熱量(rèliàng)則通過殘?jiān)吞亢趽p失掉了。在熱解過程中還消耗掉1724kJ的外加能量，扣除這部分能量后，相當(dāng)于只回收了3045kJ的能量。第六十四頁，共85頁。（五）流化床系統(tǒng)(xìtǒng)將垃圾破碎至50mm以下的粒徑，經(jīng)定量輸送帶傳至螺桿進(jìn)料器，由此投入熱解爐內(nèi)。載體：石英砂熱分解溫度：500℃分離出的熱解氣一部分用于燃燒，用來加熱(jiārè)輔助流化空氣，殘余的熱解氣作為流化氣回流到熱解塔中。當(dāng)熱解氣不足時(shí)，由熱解油提供所需的那部分熱量。第六十五頁，共85頁。第六十六頁，共85頁。主要熱解工藝：①移動(dòng)床熱解工藝經(jīng)適當(dāng)破碎除去重組分的城市垃圾從爐頂?shù)臍怄i加料斗進(jìn)入熱解爐，從爐底送約600℃的空氣-水蒸氣混合氣，爐子的溫度由上到下逐漸增加。爐頂為預(yù)熱區(qū)，依次為熱分解區(qū)和氣化區(qū)。垃圾經(jīng)過各區(qū)分解后產(chǎn)生的殘?jiān)?jīng)回轉(zhuǎn)爐(zhuànlú)柵從爐底排出?？諝?水蒸氣與殘?jiān)鼡Q熱，排出的殘?jiān)鼫囟冉咏覝?，熱解產(chǎn)生的氣體從爐頂出口排出。爐內(nèi)的壓力為7kPa。生成的氣體含N243%，H2O和CO均為21%，CO212%，CH41.8%，C2H6和C2H4在1%以下。由于含大量的N2，熱值非常低，約為3770～7540kJ/Nm3。第六十七頁，共85頁。②雙塔循環(huán)式流動(dòng)床熱解工藝特點(diǎn)是熱分解及燃燒反應(yīng)分別在兩個(gè)塔中進(jìn)行，熱解所需要的熱量，由熱解生成的固體炭或燃料氣在燃燒塔內(nèi)燃燒來供給。惰性的熱媒體（砂）在燃燒爐內(nèi)吸收熱量并被流化氣鼓動(dòng)成流態(tài)化，經(jīng)連接管到熱分解塔與垃圾相遇，供給熱分解所需的熱量，再經(jīng)連接管返回燃燒爐內(nèi)，被加熱后再返回?zé)峤鉅t。受熱的垃圾在熱分解爐內(nèi)分解，生成的氣體一部分作為熱分解爐的流動(dòng)化氣體循環(huán)使用，一部分為產(chǎn)品。雙塔循環(huán)式的特點(diǎn)是：①熱分解的氣體系統(tǒng)內(nèi)，不混入燃燒廢氣(fèiqì)，提高了氣體熱值，熱值為17000～18900kJ/Nm3；②炭燃燒需要的空氣量少，向外排出廢氣(fèiqì)少；③在流化床內(nèi)溫度均勻，可以避免局部過熱；④由于燃燒溫度低產(chǎn)生的N已少，特別適于處理含熱塑性材料多的垃圾熱解。第六十八頁，共85頁。③純氧高溫?zé)岱纸夥ɡ蔂t頂加入并在爐內(nèi)緩慢下移。純氧從爐底送入首先到達(dá)燃燒區(qū)，參與垃圾燃燒。垃圾燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c向下移動(dòng)的垃圾在爐體中部相互作用，有機(jī)物在還原狀態(tài)下發(fā)生熱解。熱解氣向上運(yùn)動(dòng)穿過上部垃圾層并使其干燥。最后，煙氣離開熱解爐到凈化系統(tǒng)處理回收。產(chǎn)生的氣體(qìtǐ)主要有CO、CO2、H2，約占煙氣量的90%。此外，還有玻璃、金屬等熔融體。根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，產(chǎn)生的氣體(qìtǐ)組分為CO47%，H233%,CO214%，CH44%，低發(fā)熱值為1.1×104kg/Nm3，每噸垃圾所得熱量為7.3×106kJ，產(chǎn)生氣體(qìtǐ)量為0.7t，熔融玻璃、金屬0.22t，消耗純氧量為0.2t/t垃圾。該法的特點(diǎn)是不需前處理，流程簡單。有機(jī)物幾乎全部分解，分解溫度高達(dá)1650℃。由于不是供應(yīng)空氣而是采用純氧，故NOx產(chǎn)生量極少。主要問題是能否提供廉價(jià)的純氧。第六十九頁，共85頁。2.agricultureSW

農(nóng)業(yè)(nóngyè)固體廢物的熱解農(nóng)業(yè)固體廢物中存在大量的脂肪，蛋白質(zhì)，淀粉和纖維素，也可以經(jīng)過熱解而得到燃料(ránliào)油與燃料(ránliào)氣。早在50年代，我國就從農(nóng)業(yè)的廢玉米芯中提取糠醛，作為化工原料。我國農(nóng)機(jī)科學(xué)院設(shè)計(jì)的小型熱解氣化爐，可用于部分農(nóng)業(yè)固體廢物的熱解。第七十頁，共85頁。3.sludge污泥(wūní)的熱解污泥與干燥過的一部分污泥在攪拌器中混合進(jìn)入干燥器中干燥，然后送入熱解爐。從干燥器出來的氣體在冷水塔中經(jīng)冷卻凝縮去水后可作為(zuòwéi)燃燒氣在燃燒室中使用。熱解產(chǎn)生的氣體經(jīng)冷卻后可回收油品或熱量。第七十一頁，共85頁。3固體廢物熱解處理(chǔlǐ)污泥(wūní)的熱解污泥脫水干燥(gānzào)熱解炭灰分離油氣冷凝熱量回收二次污染防治第七十二頁，共85頁。3.sludge污泥(wūní)熱解處理污泥熱解爐型通常采用豎式多段爐，為了提高熱解爐的熱效率，在能夠控制二次污染物質(zhì)(Cr6+、NOx)產(chǎn)生的范圍內(nèi)，盡量采用較高的燃燒率(空氣比0.6～0.8)。熱解產(chǎn)生