18-固体废物的焚烧和热解-1.ppt

固体废物的热转化技术 一、固体废物的热解 （2）热解过程控制 热解过程的几个关键参数是： 温度 加热速率 保温时间 废物的性质 反应器类型 a. 温度 温度是热解过程最重要的控制参数。在较低温度下，有机大分子裂解成较多的中小分子，油类含量较多；温度升高，中间产物发生二次裂解，C5以下分子及H2成分较多，气体产量成正比增长，各种酸、焦油、炭渣减少。 典型热分解产物比例与温度的关系见图。 图8-1 热解产物比例与温度的关系 b. 加热速率 一般： 加热速率较低时热解产品气体含量高； 提高加热速率，则产品中的水分及有机物液体的含量逐渐增多。 d.废物性质 废物中有机物含量高，水分低，粒度小，均有利于热解。 双塔循环式反应器 由热解和燃烧两个塔组成，两塔之间管道相连，垃圾在热解塔中热解，所需热量由热解产生的炭及燃油在燃烧塔内燃烧供给。 在燃烧塔内装有热媒体(石英砂)，吸收热量并被流化气推动成流态化，经管道流入热解塔与垃圾相遇，供给热解能量，然后再经管道返回燃烧塔，重新加热后再返回热解塔，往复地在燃烧塔和热解塔内受热和供热。 垃圾在热解塔内受热分解，生成的气体一部分作为热解塔内的流动化气体循环使用，一部分成为产品燃烧气，热解生成的炭和油品作为燃烧塔中的燃料，加热石英砂。 垃圾中的无机物、残渣从两个塔的下部排出。 热解法的应用（P279） 废塑料的热解 污泥的热解 热解与焚烧的区别 应用-城市垃圾的焚烧处理P279 预处理 焚烧 热量回收 产物处理 * * ?固体废物热转化：在高温条件下使固体废物中可回收利用的物质转化为能源的过程，特别适合有机固体废物的资源化。 热转化 热解 焚烧 （1）热解原理与热解产物 ?不同的废物类型，不同的热解反应条件，热解产物都有差异。 热解是一个复杂的化学反应过程，包括大分子的化学键断裂、异构化、小分子的聚合反应等。有机物热解的最终产物理论上应当是单体，但实际上,其热解产物除单体外，还有：聚合度较低的齐聚物，分子量不等的烃类及其衍生物。 c.保温时间 保温时间是决定物料分解转化率的重要参数。 保温时间太长，转化率高，但处理能力降低，故应综合考虑。 e.反应器类型(reactor stamp) 固定床处理量大，流态床温度可控性好； 气体与物料逆流可延长反应时间，顺流则可促进热传导，加快热解过程。 （3）热解工艺： 按供热方式 直接（内部）供热：供给适量空气使有机物部分燃烧，提供热解所需热量，热效率高，得到普遍应用 间接（外部）供热：从外界供给热解所需热量，热效率低 中温热解： T=600～700℃，主要用在比较单一的废物的热解，如废轮胎、废塑料热解油化 按热解温度 高温热解：T1000℃，供热方式几乎都是直接加热 低温热解： T 600℃。农业、林业和农业产品加工后的废物用来生产低硫低灰的炭，生产出的炭视其原料和加工的深度不同，可作不同等级的活性炭和水煤气原料。 （4）热解反应器 包括：固定床、 流化床、 旋转炉、 双塔循环式反应器 典型的固定燃烧床热解反应器 底物流 气体 93～315℃ 气流 高温分解 融渣或灰渣 固体废物 980～1650℃ 预热的空 气或O2 干燥和预热 水蒸汽 物料由上部给入，并向下移动，预热的空气和氧气从底部给入并向上移动，热解气体从顶部排出，残渣通过炉蓖由底部排出 特点： 采用逆流式物流方向，延长了反应时间； 上升气流阻力大，流速相对较低，热解气体中夹带的固体物较少； 粘性原料易结块，需预先干燥； 上行气流温度降低快，产品中焦油含量高,易堵塞气化部分管道 流化床热解反应器 1400～1800℉ 排出气体 980～1650℉ 破碎的 固体废物 灰渣 热燃料 蒸汽 预热的 空气或O2 结构及原理 原料从中部给入，热气体从底部给入，并且热气体的流速足以使物料呈悬浮状态 特点 物料不容易堆积结块; 热解速度快； 热损失大（热解与出口温度基本相等） 排出气体中固态物质含量高 废物 烧嘴 燃烧室 蒸馏容器 燃 烧 气 体 锅炉 残渣卸出 燃料气体再循环 回转炉热解反应器 结构及原理 间接加热的高温反应器。倾斜圆筒低速转动，物料由给料端向排料端缓慢移动，圆筒中部通过燃烧室，温度由圆筒壁传导给物料使之热解，残渣在排料端靠自重排出，气体由上部收集。燃烧室由耐火材料砌筑，圆筒用金属制造。 也有直接加热的回转窑，加热时原料与热气体逆向流动。 特点： 可燃气热值高（物料不与空气接触） 热效率低（间接加热） （a）固体废物热分解塔 (b)固形炭燃烧塔 热分解炉 燃烧炉 燃烧器出口 固体废物 流化气体 空气 残渣 残渣 产品气体 产品气体 固体废物 加料器 燃料气体 热分解槽