第七章-生物质热解技术课件.pptx

第七章生物质热解技术;

7.1热解原理

1热解定义

热解，是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之

成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。;

2热解特点

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、重金属的有害成分大部分被固定在炭黑中；

④由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr?+;

⑤NOx的产生量少。;

有机物一绝或缺氧体本一液体

如纤维素热解化学式为：

3C?H?00?→8H?O+C?H?O+3CO?+CH?+H?+8C,其中C?H?0为焦油。;

7.2热解工艺

热解是一种古老的工业化生产技术，该技术最早应用于煤的干馏，所得到的焦炭产品主要作为冶炼钢铁的燃料。

热解(pyrolysis)在工业上也称为干馏

热解技术主要是针对城市垃圾、污泥、废塑料、废橡胶、废树脂等工业和农业废弃物，还有石油、煤等具有一定能量的有机固体废弃物。;

直接加热、间接加热

高温热解、中温热解、低温热解

固定床、移动床、流化床和旋转炉

气化方式、液化方式、炭化方式

单塔式和双塔式

造渣型和非造渣型;

烟气

热解气

垃圾

(来自预处理)

蒸汽热载体

空气;

生物质能概述

1、定义

■生物质是直接或间接通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。

■生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量。

■生物质能直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种

可再生能源。;

2、生物质能的分类

■传统生物质能

在发展中国家小规模应用的生物质能，主要包括农村生活用能(薪柴、秸秆、稻草、稻壳及其它农业生产的废弃物和畜禽粪便等);

■现代生物质能

可以大规模应用的生物质能，包括现代林业生产的废弃物、甘蔗渣和城市固体废物等。;

生物质热解技术

生物质在基本无氧的环境中受热分解，生成固体炭、液体燃料和气体的过程

■生物质气???是指以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气作为气化剂，在高温下通过热化学反应将生物质转化为可燃气(主要为一气化碳、氢气和甲烷以为富氢化合物的混合物，还含有少量的二氧化碳和氮气)的过程。

■生物质热裂解是指生物质经过在无氧条件下加热或在缺氧条件下不完全燃烧后最终转化成生物油、木炭和可燃气体的过程。

■生物质直接液化是在高温高压条件下进行的生物质热化学转化的过程，通过液化可将生物质转化成高热值的液体燃料。;

水

炭

油

中热值燃气

低热值燃气;

(c)(d生物质原料与热化学直接液化产物

(a)螺旋藻；(b)小球藻；(c)城市生活污泥；(d)猪粪;

■影响有机固体废弃物热解产物的因素有很多，如物料特性、热解终温、炉型、堆积特性、加热方式、各组分的停留时间等

●不同的温度分布会导致热解产物的产量和特性的不同

●物料的工业特性将直接影响热解产物的产率。如挥发分含量对产气率影响较大；挥发分和水分的含量对焦油产率也影响较大

●加热速率也是重要因素。因为热解反应的进行主要由物料在热解终温下的停留时间决定的，在同样反应终温和反应时间里，慢加热方式时物料在终温的反应时间要大大少于其在快加热方式时的反应时间。;

■一是以美国为代表的、以回收贮存性能源(燃料气、燃料油和炭黑)为目的；

另一个是以日本为代表的、以减少焚烧造成的二次污染和需要填埋处置;

结构相对简单、气体热损失少，系统热效率较高，

但气体中易夹带挥发性物质，如焦油、蒸汽

等。;

气体流速足够高，固体物料始终悬浮。反应性能好，分解效率高、尺寸小；热损失大，洁净度差，避免灰渣结块，也适于含水量大的物料。;

气体喷嘴

水蒸气烟囱

辅助燃烧器;

装填垃圾

干燥区

热分解区

燃烧用空气

一次燃烧

及熔融区气化炉;

废塑料的热解产物及流程

塑料热解是近年来国内外非常注重研究的一种能源回收方法，被认为是一种最有效、最科学的回收塑料的途径。

热解产物主要是燃料油或化工原料等。

使用的催化剂种类主要有硅铝类化合物和H-Y、ZSM-5、REY、Ni/REY等各种沸石催化剂。;

空气

泵

残渣轻质油盐酸

低温分解废塑料流程

东方仿真COPYRIGHT;成的氯丁橡胶、丁腈橡胶，因在热解时会产生HCI及HCN,不适宜热解。

天然橡胶制品的热解产物：

气体(2