固体废物的热解处理设备课件.pptVIP

4固体废物的热解(pyrolysis)处理设备概述n典型热解反应器及工艺n工艺应用实例n

4.1概述热解原理(Pyrolysisprinciples)n热解的概念nnnn主要化学反应热解与焚烧的区别热解过程的控制热解方式(Pyrolysisscheme)n

（1）概念概念一nn热解是一种在缺氧或无氧条件下的燃烧过程，是在低电极电位还原条件下的吸热分解反应，也称为干馏或炭化过程(煤气工程，及焦化就是热解过程)。概念二有机废物的热解是利用有机物的热不稳定性、导热系数(W/cm·k)和熔融热(J／kg)等热性能的差异，在还原条件下进行的吸热分解过程。2从热解的概念可以看出，热解是一个复杂的化学反应过程，是有机物的分解与缩合共同作用的化学转化过程，不仅包括大分子的化学键断裂、异构化，也包括小分子的聚合反应。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。

（2）主要化学反应一般认为，有机物的热解过程首先是从脱水开始的：其次是脱甲基：第一个反应的生成水与第二个反应产物的架桥部分的次甲基反应：

进一步提高温度，上述反应中生成的芳环化合物再进行裂解、脱氢、缩合、氢化等反应：

总的反应为：

（3）热解与焚烧的区别热解与焚烧的区别可以归纳于下表焚烧热解热效应放热、氧化吸热、还原反应产物CO、HO可燃的低分子化合物22释能方式及产生的热能只能就近利产生燃料油气，可贮存应用和远距离输送用(发电、加热水或产生蒸汽)

（4）热解过程控制热解过程的几个关键参数是：温度(temperature)n加热速率(heat-upspeed)n保温时间(heatpreservationtime)n废物的性质(wastequality)n反应器类型(reactor)n供气(airfeed)n

a.温度(temperature)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，C以下分子及H成52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4-1。

图4-1热解产物比例与温度的关系

b.加热速率(heat-upspeed)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。

c.保温时间(heatpreservationtime)保温时间是决定物料分解转化率的重要参数。n保温时间太长，转化率高，但处理能力降低，故应综n合考虑。

d.废物性质(wastequality)废物中有机物含量高，水分低，粒度小，均有利于热解。n热解有机质的总转化率是指挥发性产品与原料中的有机质的重量比，一般以产品中灰分的重量为示踪剂，按下式计算总转化率：n式中，A为原料中的灰分干基百分比，A为残渣中灰分干基百分比。Y为转化率。料渣

e.反应器类型(reactorstamp)固定床处理量大，流态床温度可控性好；n气体与物料逆流可延长反应时间，顺流则可促n进热传导，加快热解过程。

f.供气(airfeed)空气或氧气可以促进燃烧，提供热能，但n空气中N气含量高，降低气态产品的热值；n2氧气需专门的供氧系统，增加热解成本。n

4.1.2热解方式(Pyrolysisscheme)热解方式因热解过程的供热方式、产品状态、热解炉结构等方面的不同而不同。按供热方式(两种)n外加热：外部供给热解所需能量，热效率低；内加热：供给适量空气使可燃物部分燃烧提供能量，热效率高，得nn到普遍应用。按燃烧与热解过程是否在同一反应器中进行(二种)nn单塔式：燃烧与热解在同一设备中进行：双塔式：燃烧与热解分别在各自的设备中进行。nn按炉渣的可生成性(二种)造渣型热解非造渣型热解nn按热解产物的状态(三种)nn气化方式；液化方式；炭化方式按热解炉的结构固定层式；移动层式；回转式等nn

4.2典型热解反应器及工艺热解反应器n热解反应工艺n

4.2.1热解反应器(pyrolysisreactor)反应器主要依据燃烧床及内部物流方向进行分类，种类较多，介绍四种：固定床反应器(Fixedbedreactor)n流化床反应器(Fluidizedbedreactor)n回转窑（旋转窑）（rotarykiln）n双塔循环式反应器(Doubletowercirculatingnreactor)

（1）固定床反应器(Fixedbedreactor)结构及原理（见图4-2）nn物料由上部给入，并向下移动，预热的空气和氧气从底部给n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。上部的预热区温度约93～315℃，高温区的温