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第六章 固体废物的热解处理技术 概述 热解原理及方法 典型固体废物的热解 概述 一、热解的概念 固体废物热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。 天然：橡胶，木材，纸张，蛋白质， 淀粉，纤维素 人工：塑料，合成橡胶，合成纤维 有机物 固体废物的热解与焚烧相比有以下优点 1) 可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源； 2) 由于是缺氧分解，排气量少，有利于减轻对大气环境的二次污染； 3) 废物中的硫、重金属等有害成分大部分被留在炭黑中； 4) 由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+； 5) NOx的产生量少。 方式 热量 氧 产物 用途 焚烧 放热 需要 CO2，H2O 利用显热，大：发电；小：加热 （只能就近利用） 热解 吸热 不需要 可燃低分子化合物 气态：H2，CH4，CO 液态：CH3OH，CH3COOH，CH3CHO 固态：焦碳，碳黑 燃料油、气 便于贮藏可远距离运输 表1 热解与焚烧的区别 热解原理 固体废物的热解过程是一个复杂的化学反应过程，包括： 大分子的键断裂 大分子的异构化 最后生成各种较小的分子 小分子的聚合 热解产物 包括气固液三种形式，具体地有以下成分： 1、C1-5的烃类、氢和CO------气态 2、C25的烃类、乙酸、丙酮、甲醇等------液态 3、含纯碳和聚合高分子的含碳物-----固态 热解通式： 有机固体废物 （H2，CH4，CO，CO2，H2O，NH3，H2S，HCN）气体+有机酸，芳烃，焦油+有机液体+碳黑+炉渣 例：纤维素（C6H10O5）→8H2O+C6H8O+2CO+CH4+H2+7C 其中： C6H8O代表液态油品 热解方式 1、供热方式 内部加热 外部加热：效率低 2、热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行 单塔式 双塔式 3、热解过程是否生成炉渣 造渣型 非造渣型 4、热解产物的状态 气化方式 液化方式 炭化方式 5、热解炉结构 固定层式 移动层式或回转式 典型固体废物的热解-塑料 废塑料热解产物及工艺流程： （一）热解产物 1、塑料分类： 热塑型，热固性 按受热分解后的产物 解聚反应型：受热分解时聚合物解离成单体，切断单分子之间的结合键，如四氟乙烯，聚氧化甲烯塑料 随机分解型：受热分解时键的断裂是随机的，产生无一定数目的碳原子和氢原子结合的低分子化合物，如聚乙烯，聚氯乙烯 中间分解型：二者兼而有之，分解产物的比例随塑料种类，分解的温度而不同，多数塑料均属于此类 热解流程 1、废塑料的特性 ①导热系数低，0.07-0.3kcal/(m.h.℃）相当于木材，热解时内外部温度不均一，故热效率低下 ②塑料品种多，废塑料品种混杂，分选困难 1、减压分解流程 ①特点：微波炉与热风炉加热，减压蒸馏 ②流程： 废塑料 ＜10mm 熔化炉 熔融 含聚氯乙烯时HCL可在回收塔回收 反应炉 分解 气体 燃料油 破碎 碳粒 二炉 除去金属 热风 400-450℃ 6.7×104 pa 冷却 热化 2、聚烯烃浴热解流程（低温热解流程） 利用聚氯乙烯（PVC）脱HCL的温度比聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）分解的温度低这一特点，将PE、PP、PS在400℃熔融，形成熔融液浴使PVC受热分解 优点：用对流传热代替导热系数小的热传导 由于分解温度低，没有金属（PVC稳定剂）的飞散 气体 油品（C7-C30） HCL 水洗塔 回收 作燃烧气（C1-C4） 冷凝塔 回收 流程：把PVC加入到PE、PP、PS380-400 ℃的PE、PP、PS的热浴媒介中： PVC首先脱HCL汽化 ， PE、PS、PP熔融形成热浴媒体