固体废物热解处理工艺

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固体废物的热解的技术

固体废物的热解的技术
(2)加热速率对产品成分比例影响较大。一般,在较低和较 高的加热速率下热解产品气体含量高。
(3)废料在反应器中的保温时间决定了物料分解转化率。 保温时间长,分解转化率高,热解充分,但处理量少; 保温时间短,则热解不完全,但处理量高。 (4)废物成分:有机物成分比例大,热值高,可热解性较好,
产品热值高,可回收性好,残渣少;含水率低,干燥耗热 少,升温到工作温度时间短;较小的颗粒尺寸促进热量传 递,保证热解过程的顺利进行。
(5)反应器类型:一般固定燃烧床处理量大,而流态燃烧床 温度可控性好。气体与物料逆流行进,转化率高,顺流行 进可促进热传导,加快热解过程。
(二)热解工艺分类
一个完整的热解工艺包括进料系统、反应器、回收净化
系统、控制系统几个部分。其中,反应器部分是整个工艺的
核心,热解过程在其中发生,其类型决定了整个热解反应的
轮,成倾斜排列,相邻圆 桶间旋转方向相反,有独 立的一次空气导管,由圆 桶底部经滚筒表面的送气 孔到达废物层。
2、炉床型焚烧炉
采用炉床盛料,燃烧在 炉床上物料表面进行, 适于处理颗粒小或粉末 状固体废物以及泥浆状 废物,分为固定炉床和 活动炉床两大类。 (1)固定炉床-多段炉 又叫多膛炉或机械炉, 是一种有机械传动装置 的多膛焚烧炉,可以长 期连续运行、可靠性相 当高的焚烧装置,广泛 应用于污泥的焚烧处理。 缺点:机械设备较多, 需要较多维修与保养; 需要二次燃烧除臭。 固定床。
(2)活动炉床-旋转窑焚烧炉 活动炉床:转盘式、隧道式、回转式。
旋转窑焚烧炉:应用最多的活动炉床焚烧炉。它是一个略微 倾斜而内衬耐火砖的钢制空心圆筒,窑体通常很长,通 过炉体整体转动达到固体废物均匀混合并沿倾斜角度向 出料端移动。
根据燃烧气体和固体废物前进方向是否一致,旋转窑焚烧炉 分为顺流和逆流两种。前者常用于处理高挥发性固废; 后者常用于处理高

固体废物处理与处置热处理

固体废物处理与处置热处理

〔3〕台阶式 为倾斜床面,其中固定 和可动炉排纵向交错 配置,有阶段落差.
〔4〕履带式 炉排由连续不断地运动
着的履带组成.较少使用.
〔5〕滚筒式 炉排为5~7个圆筒形滚
轮,成倾斜排列,相邻圆桶间 旋转方向相反,有独立的一 次空气导管,由圆桶底部经 滚筒表面的送气孔到达废 物层.
2、流化燃烧技术
利用空气流和烟气流的快速 运动,使媒介料和固体废物在 燃烧过程中处于流态化状态, 并在流态化状态下进行固体废 物的干燥、燃烧和燃烬.
焚烧温度多保持在400~ 980℃.
流化床焚烧炉
流化床焚烧炉
流化床型焚烧炉是利用炉底分布板吹出热风将废 物悬浮呈沸腾状进行燃烧,并用石英砂作载体,加速 传热和燃烧. 适用于粉状或泥状废物焚烧处理.
缺点:热效率低,处理低热值固 废时需加辅助燃料.
四、焚烧的主要影响因素
1、固体废物的性质 粗<高位>热值〔HHV〕 : 化合物在一定温度下
反应到达最终产物的焓的变化. 净<低位>热值〔NHV 〕: 意义与粗热值相同.不
过粗热值产物水为气态.净热值产物水为液态. 二者之差就是水的汽化潜热. 当生活垃圾的低位发热值3350kJ/kg时,焚烧过 程通常需要添加入住燃料,如掺煤或喷油助燃. 一般城市生活垃圾的含水率≤50%,低位发热值 多在3350~8374kJ/kg.

废水处理系统
灰渣收集及 处理系统
城市垃圾焚烧厂处理工艺流程图
1-倾卸平台 2-垃圾贮坑 3-抓斗 4-操作室 5-进料口 6-炉排干燥段 7-炉排燃烧段 8-炉排后燃烧段 9-焚烧炉 10-灰渣 11-出灰输送带 12-灰渣贮坑 13-出灰抓斗 14-废气冷却室 15-热交换器 16-空气预热器 17-酸性气体去除设备 18-滤袋集尘器 19-引风机 20-烟囱 21-飞灰输送带 22-抽风机 23-废水处理设备

比较热解和焚烧的工艺特点

比较热解和焚烧的工艺特点

比较热解和焚烧的工艺特点
热解和焚烧是两种常见的固体废物处理工艺,它们具有以下不同的特点:
1. 热解:热解是一种通过高温和无氧环境下将固体废物转化为可燃气体和固体残渣的过程。

其特点包括:
- 高温无氧:热解过程在高温下进行,通常在600-1000之间,同时排除氧气以避免燃烧反应。

- 产物利用:热解的产物主要包括可燃气体(如合成气、甲烷)和固体残渣。

这些产物可以进一步被利用,例如用作能源或化学原料。

- 热效率高:热解过程能够高效利用能量,因为产生的燃烧气体可以用来产生热能。

2. 焚烧:焚烧是一种通过高温和氧气完全氧化固体废物,将其转化为灰渣、烟气和热能的过程。

其特点包括:
- 完全氧化:焚烧过程需要充足的氧气供给,以确保固体废物完全燃烧。

因此,焚烧是在高温和氧气环境下进行的。

- 热能回收:通过焚烧可以产生高温烟气,可以用于产生蒸汽或直接转化为电能,从而回收能量。

- 烟气处理:焚烧产生的烟气中会含有一些有害气体和颗粒物,需要进行处理和净化,以满足排放标准。

综上所述,热解和焚烧的主要差别在于热解是在无氧环境下进行,产物主要是可
燃气体和固体残渣,而焚烧是在氧气环境下进行,产物包括灰渣、烟气和热能。

两种工艺都具有能源回收的特点,但是焚烧需要更多的氧气供给,并且需要进行烟气处理。

选取哪种工艺主要取决于废物的性质和处理要求。

固体废物的处理与处置(焚烧热解)

固体废物的处理与处置(焚烧热解)
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一、概述
4、焚烧处理的发展
世界已经有2000多座现代化垃圾焚烧厂, 日本300多座,美国200多座,西欧利用焚 烧热能的工厂200多座,我国深圳、上海 已在建立垃圾焚烧厂。 对土地资源紧张的大城市可以优先考虑焚 烧处理的方法。
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固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
焚烧炉 系统
➢焚烧炉、余热利用系统、焚烧炉选评
KUST Faculty of Environmental Science and Engineering 9
焚烧处理评价指标
A、减量比:指可燃废物经焚烧处理后减少的质量占投加 废物总质量的百分比,即
MRC=(Mb-ma)/(mb-Mc)
B、热灼减量:指焚烧残渣在(600±25)℃条件下灼烧3 小时后减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数,即
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二、焚烧过程的技术原理 1、热值 垃圾的发热量主要受到水分(W)、灰分
(A),和可燃分(R)影响。 垃圾焚烧组分三元图:
可燃区的界限: W<=50% , A<=25%, R>=25%,
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2、燃烧过程
☻干燥加发应
☻燃尽阶段 生成稳定的灰渣2
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
KUST Faculty of Environmental Science and Engineering 16
二、焚烧过程的技术原理
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➢除尘
垃圾焚烧演示

固体废物的热解的基本原理和处理技术

固体废物的热解的基本原理和处理技术

从热值为11619kJ/kg的垃圾1kg可以得到热值为1139kcal 的热解油0.150L,其他热量则通过残渣和炭黑损失掉 了。在热解过程中还消耗掉1724kJ的外加能量,扣除 这部分能量后,相当于只回收了3045kJ的能量。
(五) 流化床系统
将垃圾破碎至50mm以下的粒径,经定量输 送带传至螺杆进料器,由此投入热解炉内。
(四) 常见污泥处理系统
(1)浓缩—机械脱水一处置脱水滤饼; (2)浓缩—机械脱水一焚烧—处置灰分; (3)浓缩—消化—机械脱水—处置脱水滤饼; (4)浓缩—消化—机பைடு நூலகம்脱水—焚烧—处置灰分
1. 污泥消化与调理
目的:提高污泥浓缩脱水效率,浓缩或脱水前 的预处理
消化:厌氧、好氧——有机物稳定化
调理——洗涤(淘洗调节)、加药(化学调节)、 加热加压及冷冻熔融法(使内部水游离)。
物的生成反应,不能以此来简单地评价城市垃圾的热 解效果。
Kaiser等人曾对城市垃圾中各种有机物进行 过实验室的间歇实验,得到的气体产物组 成,随热解操作条件的变化而变化
三、废塑料热解原理
废塑料的种类:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯 (Ps)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛树脂、脲醛树脂、PET、 ABS树脂等。
废塑料 高热值——焚烧——损伤焚烧设备; 焚烧产物——二噁英的主要来源 所以,各国制定……限制大量焚烧废塑料
——塑料热解制油技术的发展
第一节 热解原理及方法
一、热解的定义
热解在英文中使用“pyrolysis”一词.在工 业上也称为干馏。它是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热,使之分解为:
①以氢气、一氧化碳、甲烷等低分子碳氢化 合物为主的可燃性气体;
竖式炉内由上向下移动与??相遇——换 热——??

固体废物的热解的基本原理和处理技术

固体废物的热解的基本原理和处理技术

二、热解过程及产物
1. 有机物的热解反应可以用下列通式来表示:
上述反应产物的收率取决于原料的化学结构、 物理形态和热解的温度及速度。
如Shafizadeh等人对纤维素的热解过程进行 了较为详细的研究后.提出了用下图描述纤维 素的热解和燃烧过程。
2. 热解反应所需的能量取决于各种产物的生 成比,而生成比又与加热的速度、温度及原 料的粒度有关。
他认为通过部分燃烧热解产物来直接提供 热解所需热量的情况,应该称为部分燃烧 (Partial-combustion)或缺氧燃烧 (starved-air-combustion)。
他还提倡将二者统称为PTGL(Pyrolysis, Thermal Gasfication or Liquification) 过程。美国化学会为了表示对J.Jones的 尊敬采纳了这一倡议,而将在欧洲和日本 广为流行的不进行破碎、分选,直接焚烧 的方式称为mass burning。
(4)由于保持还原条件,Cr3+不会转化为Cr6+;
(5)NOx的产生量少。
美国:微生物学、热化学两条技术 路线
热化学:
(1)以产生热、蒸汽、电力为目的的燃烧技术;
(2)以制造中低热值燃料气、燃料油和炭黑为目 的的热解技术;
(3)以制造中低热值燃料气或NH3、CH30H等 化学物质为目的的气化热解技术
废塑料 高热值——焚烧——损伤焚烧设备; 焚烧产物——二噁英的主要来源 所以,各国制定……限制大量焚烧废塑料
——塑料热解制油技术的发展
第一节 热解原理及方法
一、热解的定义
热解在英文中使用“pyrolysis”一词.在工 业上也称为干馏。它是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热,使之分解为:

固体废物热解处理

固体废物热解处理
环境专业课:固体废物处理与处置
(1)新日铁系统
是一种热解和熔融为一体的综合处理工艺,通过控 制炉温及供氧条件,使垃圾在同一炉内完成干燥、 热解、燃烧和熔融。
系统采用竖式热解熔融炉。 系统采用空气作为助燃气。
环境专业课:固体废物处理与处置
干燥段温度约为 300oC;
热解段温度为 300~1000oC;
环境专业课:固体废物处理与处置
按热解温度分类:
低温热解:热解温度一般在600oC以下,适用于农~ 700oC之间,适用 于单一物料(如废轮胎、塑料)的热解转化。
高温热解:热解温度一般在1000oC以上。
环境专业课:固体废物处理与处置
环境专业课:固体废物处理与处置
以纤维素热分解为例:
环境专业课:固体废物处理与处置
热解产物
热解过程的主要产物有:
可燃性气体:H2、CO、CH4、C2H4和其它少量高分子碳 氢化合物气。热值可达6390~10230kJ/kg(固体废物), 而维持热解过程所需的热量约为2560kJ/kg(固体废物), 故剩余气体变成热解过程 的有使用价值的产品。
环境专业课:固体废物处理与处置
4、热解工艺分类
按加热方式分类:
间接加热:将物料与直接供热介质在热解反应器(或 热解炉)中分开的一种热解过程。可利用间壁式导热 或以一种中间介质(热砂料)来传热,加热被热解物 料。适用于小规模处理场合。
直接加热:热解反应所需的热量是被热解物料直接燃 烧(注:物料部分燃烧或热解产物燃烧)或向热解反 应器提供的补充燃料燃烧产生的热。
环境专业课:固体废物处理与处置
环境专业课:固体废物处理与处置
热解的主要特点
可将固体废物中的有机物转化为以燃料气、油和 炭黑为主的储存性能源;

固体废物热解处理技术

固体废物热解处理技术

城市生活垃圾热分解产物比例与温度的关系
(2)加热速率
➢ 通过加热温度和加热速率的结合,可控制热解产物中各 组分的生成比例。 1)在低温-低速加热条件下,有机物分子有足够的时间 在其最薄弱的接点处分解,重新结合为热稳定性固体, 而难以进一步分解,反而产物中固体含量增加; 2)而在高温-高速加热条件下,有机物分子结构发生全 面裂解,产生大范围的低分子有机物,热解产物中气体 的组分增加。
(4)物料性质
1)物料的性质如有机物成分、含水率(如下图)和尺寸大小等对热解 过程有重要影响。 2)有机物成分比例大、热值高的物料,其可热解性相对就好、产品热 值高、可回收性好、残渣也少。 3)物料的含水率低,加热到工作温度所需时间短,干燥和热解过程的 能耗就少。热解生成物与残渣占原有固体之比不受含水率的影响。 4)较小的颗粒尺寸有利于促进热量传递、保证热解过程的顺利进行, 尺寸过大时,情况则相反。
2、热解过程及产物
➢ 有机固体废物的热解是一个复杂、连续的化学反应过程, 在反应中包含着复杂的有机物断键、异构化等化学反应。 热解过程可用如下总反应方程式表示:
➢ 有机固体废物→H2、CH4、CO、CO2等+有机酸 热解温度、加热速率、保温时间、物料性质、反 应器类型以及供气供氧等。
➢ 每个参数都会对热解反应过程和热解产物产生影 响。
(1)热解温度
➢ 温度变化对产品产量、成分比例有较大的影响。 1)在较低温度下,有机废物大分子裂解成较多的中小分 子,油类含量相对较多。 2)随着温度的升高,除大分子裂解外,许多中间产物也 发生二次裂解, C5 以下分子及H2成分增多,气体产量 成正比增长,而各种酸、焦油、炭渣产量相对减少。城市 生活垃圾热分解产物比例与温度的关系(如下图)。
(2)热解温度 将预处理的废轮胎计量、装釜、加热,温度控制在300℃ ~600℃ 之间,如果温度低,胶块反应不彻底,部分胶块呈糊状;如果温度 高,胶块结胶,炭黑失去活性。
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将有机物在无氧或缺氧状态下加热,使之分解
纯碳与玻璃、金属、土 砂等混合形成的炭黑 炭黑
的化学分解过程
有机物
可燃性
气体
以氢气、一氧化碳、 甲烷等低分子碳氢
化合物为主
在常温下为液态的包
括乙酸、丙酮、甲
燃料
醇等化合物

二、热解过程及产物
• 固体废物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,异构化和小分子—油类含量相对较多 • 温度升高——全面裂解——气态产物增加,各种有机酸、焦油
、碳渣相对减少 • 较低和较高的加热速率——气体含量高 • 固体废物热解是否得到高能量产物,取决于原料中氢转化为可
燃气体与水的比例
三、典型固体废物的热解技术
城市垃圾的热解
城市垃圾的热解技术根据其装置类型分:
①移动床熔融炉方式; ②回转窑方式; ③流化床方式; ④多段炉方式; ⑤Flush Pyrolysis方式。
固体废物热解处理工艺
演讲人: 班级: 学号:
目录
一、热解定义 二、热解过程及产物 三、典型固体废物的热解技术
一、热解定义
1、热解定义
最经典定义:在不向反应器内通入氧、水蒸气或加热的 一氧化碳的条件下,通过间接加热使含碳有机物发生热 化学分解,生成燃料(气体、液体和炭黑)的过程”。
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。
(五) 流化床系统
将垃圾破碎至50mm以下的粒径,经定量输 送带传至螺杆进料器,由此投入热解炉内。 载体:石英砂 热分解温度:500℃
分离出的热解气一部分用于燃烧,用来加热 辅助流化空气,残余的热解气作为流化气回流 到热解塔中。当热解气不足时,由热解油提供 所需的那部分热量。
有机物 热 无氧 或缺氧 gG(气体) lL(液体) sS(固体)
上述反应产物的收率取决于原料的化学结构、物理形态和
热解的温度及速度。
如:Shafizadeh等人对纤维素的热解过程进行了较为详细的研 究后.提出了用下图描述纤维素的热解和燃烧过程。
废物类型不同,热解反应条件不同,热解产物有差异。但热 解过程产生可燃气量大,特别是温度较高情况下,废物有机成 分的50%以上都转化成气态产物。热解后,减容量大,残余碳 渣较少。
再利用。
(二)Purox系统
•该系统也采用竖式热解炉,破碎后的垃圾从塔顶投料口进入. 依靠垃圾的自重在由上向下移动的过程中,完成垃圾的干燥和 热解。
• 该系统主要的能量消耗是垃圾破碎过程,
•此外1t垃圾热解需要的0.2t氧气的制造过程。 •该系统每处理lkg垃圾可以产生热值为11168kJ/m3的可燃性气 体0.712m3
(三)Torrax系统
• 由气化炉、二燃室、一次空气预热器、热回收系统和 尾气净化系统构成。
• 垃圾不经预处理直接投入竖式气化炉中
• 垃圾干燥和热解所需的热量由炉底部通入的预热至 1000℃的空气和炭黑燃烧提供。
(四)Occidental系统
• 特点:垃圾前处理环节多,设备复杂 • 热解:不锈钢制筒式反应器 • 炭黑加热到760℃返回热解反应器供热 • 80℃急冷得到燃料油 • 热解油平均热值24401kJ/kg
• 竖式炉内垃圾由上向下移动与上升的高温气体进行换热;
• 热解段,在控制厌氧或缺氧状态下有机物发生热解——可燃气 和灰渣。
• 可燃性气体导入二燃室进一步燃烧,并利用尾气的余热发电。
• 灰渣中残存的热解固相产物 • 炭黑与从炉下部通入的空气在燃烧区发生燃烧反应,通过添
加焦炭来补充碳源。 • 玻璃体和铁,将重金属等有害物质固化在固相中——填埋或
(一)新日铁系统
• 该系统是将热解和熔融一体化的设备,通过控制炉温和供氧条 件,使垃圾在同一炉体内完成干燥、热解、燃烧和熔融。
• 干燥段温度约为300℃, • 热解段温度为300~1000℃, • 熔融段温度为1700~1800℃ • 可燃烧性气体热值6276-10460 kJ/m3
• 投料口采用双重密封阀结构——目的是防止空气和热解气的漏 入与逸出;
• 回转窑方式:Landgard系统(有机物气化) • 流化床有单塔式和双塔式两种,其中双塔式流化床已经达到工
业化生产规模。
• 多段炉:主要用于含水率较高的有机污泥的处理。 • Flush Pyrolysis方式:Occidental系统(有机物液化,低温热
解)
• 移动床熔融炉方式是城市垃圾热解技术中最成熟的方法,代表 性的系统有新日铁系统、Purox系统和Torrax系统。
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