第8章 固体废物的热解.ppt

  1. 1、本文档共47页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
固体废物处理 使学生了解和掌握常见固体废弃物资源化和处理的常用技术和方法 第八章 固体废物的热解 8.1热解概念 8.2热解原理 8.3热解过程 8.4热解工艺 8.5热解影响因素 8.6热解技术应用现状和前景 8.7焚烧与热解的比较 8.8几种典型固体废物的热解处理工艺 8.1热解概念 在没有氧化剂(空气、氧气、水蒸气等)存在或只提供少量氧的条件下, 加热到一定温度, 通过热化学反应将有机大分子物质(木质素、纤维素和半纤维素)分解成较小分子的燃料物质(固态炭、可燃气、生物油)的, 热化学转化技术方法。 8.2热解原理 热化学反应(分子键断裂、异构化和小分子聚合等)。热重分析结果表明: 纤维素(木材、林业废弃物和农作物废弃物等的主要成分)在52℃时开始热解,随着温度的升高,热解反应速度加快 到350~370℃时,分解为低分子产物,热解过程: (C6H10O5)n→nC6H10O5 C6H10O5→H2O+2CH3-CO-CHO CH3-CO-CHO+H2→CH3-CO-CH2OH CH3-CO-CH2OH+H2→CH3-CHOH-CH2+H2O 热量首先传递到颗粒表面,再由表面传到颗粒内部,颗粒被加热裂解成木炭和挥发分。 挥发分由可冷凝气体和不可冷凝气体组成 可冷凝气体经过快速冷凝可以得到生物油 热解过程最终形成生物油、不可冷凝气体和生物质。 8.3热解过程 根据温度变化和生成产物,热解过程可分为 干燥阶段 预热解阶段 固体分解阶段 煅烧阶段 8.3热解过程 干燥阶段:120 ℃ ~150℃,物料中的水分进行蒸发,物料的化学组成几乎不变。 预热解阶段:150 ℃ ~275℃,物料的热反应比较明显,化学组成开始变化,不稳定成分如半纤维素分解成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。 上述两个阶段均为吸热反应阶段。 8.3热解过程 固体分解阶段:275~475℃,热解的主要阶段。物理化学反应,产生大量的分解产物。这个阶段为放热阶段 液体产物:醋酸、木焦油和甲醇 气体产物:CO2、CO、CH4、H2 煅烧阶段:450~500℃,依靠外部供给的热量进行木炭的燃烧,使木炭中的挥发物质减少,固定碳含量增加,为放热阶段 上述四个阶段的界限实际上难以明确划分,各阶段的反应过程会相互交叉进。 8.4热解工艺 根据加热速率和反应时间,热解工艺可分为 慢速热解 快速热解 闪速热解:在快速热解中,当完成反应时间甚短(<0.5s)时。 8.4热解工艺 根据工艺操作条件,可分为 慢速热解 快速热解 反应性热解 8.4热解工艺——慢速热解 又称干馏工艺、传统热解,工艺具有几千年的历史,以生成木炭为目的的炭化过程 低温干馏温度:500℃ ~580℃ 中温干馏温度:660℃ ~750℃ 高温干馏温度:900℃ ~1100℃ 将木材放在窑内,在隔绝空气的情况下加热,可以得到占原料质量30%~35%的木炭产量。 8.4热解工艺——快速热解 将磨细的原料放在快速热解装置中,严格控制加热速率(10~200℃/s)和反应温度(500℃左右),原料在缺氧的情况下,被快速加热到较高温度, 引发大分子的分解,产生了小分子气体和可凝性挥发分以及少量焦炭产物。 可凝性挥发分被快速冷却成可流动的液体,成为生物油或焦油,其比例一般可达原料质量的40%~60%。 8.4热解工艺——常规热解 将原料放在常规的热解装置中, 在低于600℃的中等温度及中等反应速率(0.1~1℃/s)条件下, 经过几个小时的热解, 得到占原料质量的20%~25%的生物质炭及10%~20%的生物油。 8.5热解影响因素 8.5.1 温度 8.5.2 原料的影响 8.5.3 催化剂的影响 8.5.4 滞留时间 8.5.5 压力 8.5.6 升温速率 8.5.1 温度 温度对热解产物分布、组分、产率和热解气热值都有很大的影响。 小于600℃的常规热解时,采用中等反应速率,生物油、不可凝气体和炭的产率基本相等 闪速热解在500~650℃范围内,主要用来增加生物油的产量,生物油产率可达80%(质量分数); 闪速热解若高于700℃,在非常高的反应速率和极短的气相滞留期下,主要用于生产气体产物,其产率可达80%。   8.5.2 原料的影响 原料种类、分子结构、粒径及形状等特性对生物质热解行为和产物组成等有着重要的影响。 原料粒径的大小是影响热解速率的决定性因素。 粒径在1mm以下时,反应动力学速率控制, 当粒径大于1mm时,还同时受到传热和传质现象的控制。 实际上选用小于1mm的颗粒    8.5.3 催化剂的影响 不同的催化剂起到不同的效果。 碱金属碳酸盐能提高气体、碳的产量,降低生物油的产量,而且能促进原料中氢释放,使空气产物中的H2/CO增大; K+能促

文档评论(0)

书屋 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档