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chapter4-01热解课件
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
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