热解的基本原理和方式PPT幻灯片课件
合集下载
热解的基本原理和方式
7.1热解的基本原理和方式 7.1.1 概述
热解（pyrolysis）在工业上也称为干馏。 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。热解过程有机物发生化学分解得到气态、液态或固态可燃物质。
最经典定义：斯坦福研究所的J．Jones（Stanford Research Institute， SRI) 提出的： “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”。
含水率 ：含水率低，干燥过程耗热少，将废物加热到工作温度的时间短， 易于热解进行。
物料颗粒的尺寸较小有利于热量传递、保证热解过程的顺利进行，尺寸过 大时，情况则相反。
5．反应器类型
反应器是热解反应进行的场所，是整个热解过程的关键。不同反应器有不同的燃烧 床条件和物流方式。
一般来说，固定燃烧床处理量大，而流态化燃烧床温度可控性好。气体与物料逆流 行进有利于延长物料在反应器内的滞留时间，从而可提高有机物的转化率；气体与 物料顺流行进可促进热传导，加快热解过程。
主要产物
焦炭 焦炭 焦炭、液体1）和 气体2） 焦炭和气体 液体 液体 液体和气体 气体
注：1）液体成分主要有乙酸、乙醇、丙酮及其他碳水化合物组成的焦油或化合物组成， 可通过进一步处理转化为低级的燃料油；
2）气体成分主要由氢气、甲烷、碳的氧化物等气体组成。
7.1.2.2 热解产物
热解产物中包括： 气体：CH4、H2、H2O、CO、CO2、NH3、H2S、HCN等； 有机液体：有机酸、芳烃、焦油、甲醇、丙酮、乙酸等； 固体残渣：灰渣、炭黑等含纯碳和聚合高分子的含碳物。 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。
热解（pyrolysis）在工业上也称为干馏。 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。热解过程有机物发生化学分解得到气态、液态或固态可燃物质。
最经典定义：斯坦福研究所的J．Jones（Stanford Research Institute， SRI) 提出的： “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”。
含水率 ：含水率低，干燥过程耗热少，将废物加热到工作温度的时间短， 易于热解进行。
物料颗粒的尺寸较小有利于热量传递、保证热解过程的顺利进行，尺寸过 大时，情况则相反。
5．反应器类型
反应器是热解反应进行的场所，是整个热解过程的关键。不同反应器有不同的燃烧 床条件和物流方式。
一般来说，固定燃烧床处理量大，而流态化燃烧床温度可控性好。气体与物料逆流 行进有利于延长物料在反应器内的滞留时间，从而可提高有机物的转化率；气体与 物料顺流行进可促进热传导，加快热解过程。
主要产物
焦炭 焦炭 焦炭、液体1）和 气体2） 焦炭和气体 液体 液体 液体和气体 气体
注：1）液体成分主要有乙酸、乙醇、丙酮及其他碳水化合物组成的焦油或化合物组成， 可通过进一步处理转化为低级的燃料油；
2）气体成分主要由氢气、甲烷、碳的氧化物等气体组成。
7.1.2.2 热解产物
热解产物中包括： 气体：CH4、H2、H2O、CO、CO2、NH3、H2S、HCN等； 有机液体：有机酸、芳烃、焦油、甲醇、丙酮、乙酸等； 固体残渣：灰渣、炭黑等含纯碳和聚合高分子的含碳物。 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。
第六讲_固体废弃物的热解-65页PPT资料
热解过程参数影响
（2）最终温度
温度越高，热解气越多
热解油的产量随温度的 增加先升高，后降低。
热解炭随温度增加而降低
最终温度
热解过程使大 部分白塑料液 化,只有少部分 保持气体状态.
热解过程参数影响
（3）热解时间
是指反应物料完 成反应在炉内停 留的时间，它会 影响热解产物的 成分和总量。
300℃下不同热裂解时间后焦炭产物谱图
脂肪侧链断裂，生成气态烃，如CH4、C2H6、 C2H4。
含氧官能团的裂解，其热稳定性的顺序为： －OH > －C=O >－COOH > －OCH3。
羟基不易脱除700~800℃ 以上时，有大量-H存在时， 可氢化成H2O
400℃左右裂解生成CO
200℃开始分解， 生成CO2和H2O
热稳定性的一般规律
较低的加热温度和较短气体停留时间有利于炭的 生成；高温和较长停留时间会增加生物质转化为 气体的量；中温和短停留时间对液体产物增加最 有利。
热解温度高和停留时间长，有益于二次裂解发生， 降低液体油的产量。
热解过程参数影响
如果目标产物为液体生物油，热解条件应设为 500～600℃、高升温速率（104～105℃/s）和短 的停留时间（约1s）；
分解设备：
槽式
hg.kkwo/class/dhk/2019_06_15_22_50_25_453.htm
流化床式
hg.kkwo/class/dhk/2019_06_15_22_51_55_928.htm
hg.kkwo/class/dhk/2019_06_15_22_55_54_12.htm
（1）缩合芳烃>芳香烃>环烷烃>烯烃>炔 烃>烷烃.
热解与气化详解(课堂PPT)
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。
22
2 固体废物热解处理
大分子键断裂、异构化和小分子聚合
热
废物组成、裂解温度、催化剂等
解
过 程
有机固体废物 气体（H2 、CH4 、CO、CO2 ） + 有机液体（有机酸、芳烃、焦油）+ 固体(炭黑、灰)
3
a full-scale MSW pyrolysis system was built in the
United, California, shut down after only two year of
operation
4
Sec.1 general statement
热解是把有机固体废物在无氧或缺氧条件下加热分 解的过程。该过程是一个复杂的化学反应过程。包 括大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应， 最后生成各种较小的分子。通式如下：
Chapter 8
pyrolysis on SW 有机固体废物的热解
1
固体废物热解处理
热解 原理
热解 工艺
热解定义及特点、热解过程及产物、有机 固体废物热解机理
热解工艺分类
典型固 城市生活垃圾的热解、废塑料的热解、污 体废物 泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃 的热解 物的热解
2
热解是一种古老的工业化生产技术 ——煤的干馏，重油和煤炭的气化，木炭烧制
生物能热化学转换系统
12
在欧洲．主要根据处理对象的种类、反应 器的类型和运行条件对热解处理系统进行 分类，研究不同条件下反应产物的性质和 组成，尤其重视各种系统在运行上的特点 和问题。
13
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。
22
2 固体废物热解处理
大分子键断裂、异构化和小分子聚合
热
废物组成、裂解温度、催化剂等
解
过 程
有机固体废物 气体（H2 、CH4 、CO、CO2 ） + 有机液体（有机酸、芳烃、焦油）+ 固体(炭黑、灰)
3
a full-scale MSW pyrolysis system was built in the
United, California, shut down after only two year of
operation
4
Sec.1 general statement
热解是把有机固体废物在无氧或缺氧条件下加热分 解的过程。该过程是一个复杂的化学反应过程。包 括大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应， 最后生成各种较小的分子。通式如下：
Chapter 8
pyrolysis on SW 有机固体废物的热解
1
固体废物热解处理
热解 原理
热解 工艺
热解定义及特点、热解过程及产物、有机 固体废物热解机理
热解工艺分类
典型固 城市生活垃圾的热解、废塑料的热解、污 体废物 泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃 的热解 物的热解
2
热解是一种古老的工业化生产技术 ——煤的干馏，重油和煤炭的气化，木炭烧制
生物能热化学转换系统
12
在欧洲．主要根据处理对象的种类、反应 器的类型和运行条件对热解处理系统进行 分类，研究不同条件下反应产物的性质和 组成，尤其重视各种系统在运行上的特点 和问题。
13
热解
③ 当温度高于300℃时, 橡胶分解加快, 断裂出来的化学物 质分子量较小, 产生的油流动性较好, 而且透明。
.
废橡胶热解产物
轮胎热解所得产品的组成中气体占22%（重量）、 液体占27%、炭灰占39%、钢丝占12%。 ➢在气体组成主要为甲烷(15.13%)、乙烷(2.95%)、 乙烯(3.99%)、丙烯(2.5%)、一氧化碳(3.8%)，水、 CO2、氢气和丁二烯也占一定的比例。 ➢在液体组成主要是苯(4.75%)、甲苯(3.62%)和其 他芳香族化合物(8.50%)。
低温热解：T<600℃。农业、林业 和农业产品加工后的废物用来生产低硫 低灰的炭，生产出的炭视其原料和加工 的深度不同，可作不同等级的活性炭和 水煤气原料。
.
此外，按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行， 热分解过程可分成单塔式和双塔式。按热解过程是 否生成炉渣可分成造渣型和非造渣型。按热解产物 的状态可分成气化方式、液化方式和碳化方式。还 有的按热解炉的结构将热解分成固定层式、移动层 式或回转式，由于选择方式的不同，构成了诸多不 同的热解流程及热解产物。
影响热解产物的生成比例。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。
3．停留时间 决定物料分解转化率。
为了充分利用原料中的有机物质，尽量脱出 其中的挥发分，应延长物料在反应器中的停 留时间。
停留时间长，热解充分，但处理量少；停留 时间短，则热解不完全，但处理量大。
.
4．物料性质
3、热解工艺分类
.
直接（内部）供热：供给适量空气使
有机物部分燃烧，提供热解所需热量
按供热方式
（获得低品位燃气）
间接（外部）供热：从外界供给热 解所需热量
（燃气品位高但供热效率低）
.
废橡胶热解产物
轮胎热解所得产品的组成中气体占22%（重量）、 液体占27%、炭灰占39%、钢丝占12%。 ➢在气体组成主要为甲烷(15.13%)、乙烷(2.95%)、 乙烯(3.99%)、丙烯(2.5%)、一氧化碳(3.8%)，水、 CO2、氢气和丁二烯也占一定的比例。 ➢在液体组成主要是苯(4.75%)、甲苯(3.62%)和其 他芳香族化合物(8.50%)。
低温热解：T<600℃。农业、林业 和农业产品加工后的废物用来生产低硫 低灰的炭，生产出的炭视其原料和加工 的深度不同，可作不同等级的活性炭和 水煤气原料。
.
此外，按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行， 热分解过程可分成单塔式和双塔式。按热解过程是 否生成炉渣可分成造渣型和非造渣型。按热解产物 的状态可分成气化方式、液化方式和碳化方式。还 有的按热解炉的结构将热解分成固定层式、移动层 式或回转式，由于选择方式的不同，构成了诸多不 同的热解流程及热解产物。
影响热解产物的生成比例。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。
3．停留时间 决定物料分解转化率。
为了充分利用原料中的有机物质，尽量脱出 其中的挥发分，应延长物料在反应器中的停 留时间。
停留时间长，热解充分，但处理量少；停留 时间短，则热解不完全，但处理量大。
.
4．物料性质
3、热解工艺分类
.
直接（内部）供热：供给适量空气使
有机物部分燃烧，提供热解所需热量
按供热方式
（获得低品位燃气）
间接（外部）供热：从外界供给热 解所需热量
（燃气品位高但供热效率低）
热解的基本原理和方式.ppt全文免费
热解的基本原理和⽅式.ppt全⽂免费⽂档介绍：固体废物的热解与焚烧相⽐有下列优点: 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；由于是缺氧分解，排⽓量少，热解产⽣的NOx，SOx，HCl等较少，⽣成的⽓体或油能在低空⽓⽐下燃烧，有利于减轻对⼤⽓环境的⼆次污染；废物中的硫、重⾦属等有害成分⼤部分被固定在炭⿊中；由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+； NOx的产⽣量少；热分解残渣中⽆腐败性的有机物，⽽且灰渣熔融能防⽌⾦属类物质溶出；能处理不适合焚烧和填埋的难处理物。
热解⼯艺及成分此外，按热分解与燃烧反应是否在同⼀设备中进⾏，热分解过程可分成单塔式和双塔式。
按热解反应系统压⼒分为常压热解法和真空热解法。
按热解过程是否⽣成炉渣可分成造渣型和⾮造渣型。
按热解产物的状态可分成⽓化⽅式、液化⽅式和碳化⽅式。
还有的按热解炉的结构将热解分成固定层式、移动层式或回转式，由于选择⽅式的不同，构成了诸多不同的热解流程及热解产物。
在实际⽣产中，有两种分类⽅法是最常⽤的：⼀是按照⽣产燃料⽬的将热解⼯艺分为热解造油和热解造⽓；⼆是按热解过程控制条件将热解⼯艺分为⾼温分解和⽓化。
7.1.4 影响热解主要因素影响热解过程的主要因素有反应温度、反应湿度、加热速率、反应时间、反应器类型、供⽓供氧、废物组成等。
热分解产物⽐例与温度的关系 2、加热速率影响热解产物的⽣成⽐例。
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。
加热温度结合加热速率低温-低速：有机物分⼦在最薄弱的接点处分解，重新结合为热稳定性固体，难以再分解，固体含量增加。
⾼温-⾼速：全⾯裂解，低分⼦有机物及⽓体组成增加。
3．停留时间（反应时间）决定物料分解转化率。
为了充分利⽤原料中的有机物质，尽量脱出其中的挥发分，应延长物料在反应器中的停留时间。
停留时间长，热解充分，但处理量少；停留时间短，则热解不完。
热解的基本原理和方式(共26张PPT)
设备体积
大
小
废弃物反应 有氧条件下的氧化反应
无氧条件下的还原反应
设备的形态
敞开式結构
封闭式結构
二次污染
Dioxin 重金属的大气污染
无Dioxin. 重金属分解后残渣残留
固体废物的热解与焚烧相比有下列优点:
低温低速——重新结合成热稳定性固体——固体产率增加
热解过①程是很复可杂的以，它将与诸固多体因素废有关物，例中如固的体废有物种机类、物固体转废物化颗粒为尺寸以、加燃热速料率、气终温、、压燃力、料加热油时和间、炭热解黑气氛等。 为主的贮存性能源； 直接（内部）加热：供给适量空气使有机物部分燃烧，提供热解所需热量
热分解产物比例与温度的关系
例：橡胶热解产 品组成与温度的 关系
2、加热速率
影响热解产物的生成比例。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。
加热温度结合加热速率
低温-低速：有机物分子在最薄弱的接点处分解，重新结合为热 稳定性固体，难以再分解，固体含量增加。
高温-高速：全面裂解，低分子有机物及气体组成增加。
热解（pyrolysis）在工业上也称为干馏。
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。热解过程有机物发生化学分解得到气态、液态 或固态可燃物质。
最经典定义：斯坦福研究所的J．Jones（Stanford Research
Institute，SRI) 提出的： “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”。
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)。
热解的基本原理和方式28页PPT
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
热解的基本原理和方式
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
第7章-城市生活垃圾的热解处理--ppt课件可修改全文
热解充分，但处理量小；保温时间短，则热解不 完全，但处理量大。
ppt课件
21
四、物料性质
• 物料性质如有机成分、含水率和尺寸大小等对热 解过程有重要影响。
• 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
ppt课件
9
• 6、热解与焚烧相比有下列优点: • （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Cr6+； • （5）NOx的产生量少。
顺利进行。
ppt课件
22
ppt课件
23
五、反应器类型
• 不同反应器有不同的燃烧床条件和物流方式。 • 一般来说，固定燃料床处理量大，而流化态燃烧
床温度可控性好。 • 气体与物料逆流进行有利于延长物料在反应器内
滞留时间，从而可提高有机物的转化效率；气体 与物料顺流进行可促进热传导，加快热解过程。
ppt课件
的废物燃料，且设备尺寸比固定
床小，但热损失大，气体中带走
大量的热量和较多地未反应的固
体燃料粉末。
ppt课件
35
3、旋转窑
旋转窑是一种间接加热 的高温分解反应器。
其主要设备为一个稍微 倾斜的圆筒，在它缓慢旋 转的过程中使废料移动通 过蒸馏容器到卸料口。蒸 馏容器由金属制成，而燃 烧室则是由耐火材料砌
ppt课件
ppt课件
21
四、物料性质
• 物料性质如有机成分、含水率和尺寸大小等对热 解过程有重要影响。
• 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
ppt课件
9
• 6、热解与焚烧相比有下列优点: • （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Cr6+； • （5）NOx的产生量少。
顺利进行。
ppt课件
22
ppt课件
23
五、反应器类型
• 不同反应器有不同的燃烧床条件和物流方式。 • 一般来说，固定燃料床处理量大，而流化态燃烧
床温度可控性好。 • 气体与物料逆流进行有利于延长物料在反应器内
滞留时间，从而可提高有机物的转化效率；气体 与物料顺流进行可促进热传导，加快热解过程。
ppt课件
的废物燃料，且设备尺寸比固定
床小，但热损失大，气体中带走
大量的热量和较多地未反应的固
体燃料粉末。
ppt课件
35
3、旋转窑
旋转窑是一种间接加热 的高温分解反应器。
其主要设备为一个稍微 倾斜的圆筒，在它缓慢旋 转的过程中使废料移动通 过蒸馏容器到卸料口。蒸 馏容器由金属制成，而燃 烧室则是由耐火材料砌
ppt课件
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7.1热解的基本原理和方式 7.1.1 概述
热解（pyrolysis）在工业上也称为干馏。 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。热解过程有机物发生化学分解得 到气态、液态或固态可燃物质。
1
最 经 典 定 义 ： 斯 坦 福 研 究 所 的 J ． Jones （ Stanford Research Institute，SRI) 提出的： “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”。
7
热解反应过程可用下列简式表示：
有机固体废物
可燃性气体+有机液体+固体残渣
热解过程是很复杂的，它与诸多因素有关，例如固体废 物种类、固体废物颗粒尺寸、加热速率、终温、压力、 加热时间、热解气氛等。
8
热解反应所需的能量取决于各种产物的生成比。
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。 美国城市垃圾的典型化学组成为C30H48N0.5S0.05，其H/C 值低于纤维素和木材质。 日本城市垃圾的典型化学组成为C30H53N0.34S0.02Cl0.09。其 H/C值高于纤维素。
10
7.1.2.2 热解产物
热解产物中包括：
气体：CH4、H2、H2O、CO、CO2、NH3、H2S、HCN等； 有机液体：有机酸、芳烃、焦油、甲醇、丙酮、乙酸等；
固体残渣：灰渣、炭黑等含纯碳和聚合高分子的含碳物。
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。
低温低速——重新结合成热稳定性固体——固体产率 增加
设备体积
大
小
废弃物反应 有氧条件下的氧化反应
无氧条件下的还原反应
设备的形态
敞开式結构
封闭式結构
二次污染
Dioxin 重金属的大气污染
无Dioxin. 重金属分解后残渣残留
4
固体废物的热解与焚烧相比有下列优点:
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，热解产生的NOx，SOx，HCl 等较少，生成的气体或油能在低空气比下燃烧，有利于减 轻对大气环境的二次污染；
热解
低价的设备规模(费用少)
维护费用
维护费用多
维护费用少，简单的管理和 替换零配件即可
操作费用 作业环境 需要面积
操作费用高 恶劣
大 (需要宽敞用地)
操作费用少 好
小(需要少量空间)
6
7.1.2 热解原理 7.1.2.1 热解过程
固体废物的热解是一个复杂连续的化学反应过程，它包 含了大分子键的的断裂、异构化和小分子的聚合等反应， 最后生成较小的分子。 在热解的过程中，其中间产物存在两种变化趋势，一是 由大分子变成小分子，直至气体的裂解过程；二是由小 分子聚合成大分子的聚合过程。这些反应没有明显的阶 段性，许多反应是交叉进行的。
9
一般的固体燃料，剩余H/C值均在0～0.5之间。 美国城市垃圾的该H/C值位于泥煤和褐煤之间； 日本城市垃圾的该H/C值则高于所有固体燃料——垃圾中 塑料含量较高。 从氢转换这一点来看，甚至可以说城市垃圾优于普通的固 体燃料。但在实际过程中，还同时发生其他产物的生成反 应，不能以此来简单地评价城市垃圾的热解效果。
随着现代工业的发展，热解处理已经成为了一种有发展前 景的固体废物处理方法之一。它可以处理城市垃圾，污泥， 废塑料，废橡胶等工业以及农林废物、人畜粪便等在内的 具有一定能量的有机固体废物。
3
焚烧和热分解的比较
技术方面
焚烧
热解
空气注入量
需供給充足的氧，因此 排管直径较大
需无氧/低氧 ，因此只需少量氧气 需无氧/低氧 ，因此排管直径较小
14
间接加热（外热式热解）
外热法式热解是将垃圾置于密闭的容器中，在绝热的条件下，热 量由反应容器的外面通过器壁进行传递，垃圾被间接加热而发生分解。 因不伴随燃烧反应，可得到15000-25000kJ/m3的高热值燃料气。
③①②外外外无热热热空式式气式回双进竖转塔入窑井，流炉热化解炉 垃构产高温器产不圾造内生高品 的度热破复运进气。品热合解行体质值适碎杂行、，中较；。气和。稳气混好加但化液定化有，热转和化，大效具均炉燃所易率量有匀内烧和氮较，易需控在热气一动制效，个力，率热反大但低值应，，
高温高速——全面裂解——气态产物增加
粒度大物料——均匀需时长——二次反应多
11
热解工艺及成分
12
7.1.3 热解方式分类
按加热方式
直接（内部）加热：供给适量空气使有机物 部分燃烧，提供热解所需热量
（获供给热解所需 热量
（燃气品位高但供热效率低）
13
直接加热（内热式热解） 内热式热解也称为部分
燃烧热分解，反应器中的可 燃性垃圾或部分热解产物燃 烧，以燃烧热使垃圾发生热 分解。通常得到4000-8000 kJ/m3的低品位燃料气。 ②① 竖内井热式式熔单融塔气流化化炉炉 结构同简时单进；行热熔解融温、度热低解；和热气 化解，产资物源主化要效是果燃好气；，占热地值面低积， 小二不，次利能污于适染利应小用各。。种垃圾的处理； ③ 内热式气流热分解炉 ④ 内热式回转热分解炉
③ 废物中的硫、重金属等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Cr6+； ⑤ NOx的产生量少； ⑥ 热分解残渣中无腐败性的有机物，而且灰渣熔融能防止金
属类物质溶出； ⑦ 能处理不适合焚烧和填埋的难处理物。
5
焚烧和热分解的比较
经济方面
焚烧
设备投资规模 投资费用过多 （费用高）
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)。
2
热解是一种传统的生产工艺，大量应用于木材、煤炭、重 油、油母页岩等燃料的加工处理，已经有了非常悠久的历 史。70年代初期，热解被应用于城市固体废物，固体废物 经过这种热解处理后不但可以得到便于储存和运输的燃料 和化学产品，而且在高温条件下所得到的炭渣还会与物料 中某些无机物与重金属成分构成硬而脆的惰性固态产物， 使其后续的填埋处置作业可以更为安全和便利地进行。
热解（pyrolysis）在工业上也称为干馏。 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。热解过程有机物发生化学分解得 到气态、液态或固态可燃物质。
1
最 经 典 定 义 ： 斯 坦 福 研 究 所 的 J ． Jones （ Stanford Research Institute，SRI) 提出的： “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”。
7
热解反应过程可用下列简式表示：
有机固体废物
可燃性气体+有机液体+固体残渣
热解过程是很复杂的，它与诸多因素有关，例如固体废 物种类、固体废物颗粒尺寸、加热速率、终温、压力、 加热时间、热解气氛等。
8
热解反应所需的能量取决于各种产物的生成比。
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。 美国城市垃圾的典型化学组成为C30H48N0.5S0.05，其H/C 值低于纤维素和木材质。 日本城市垃圾的典型化学组成为C30H53N0.34S0.02Cl0.09。其 H/C值高于纤维素。
10
7.1.2.2 热解产物
热解产物中包括：
气体：CH4、H2、H2O、CO、CO2、NH3、H2S、HCN等； 有机液体：有机酸、芳烃、焦油、甲醇、丙酮、乙酸等；
固体残渣：灰渣、炭黑等含纯碳和聚合高分子的含碳物。
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。
低温低速——重新结合成热稳定性固体——固体产率 增加
设备体积
大
小
废弃物反应 有氧条件下的氧化反应
无氧条件下的还原反应
设备的形态
敞开式結构
封闭式結构
二次污染
Dioxin 重金属的大气污染
无Dioxin. 重金属分解后残渣残留
4
固体废物的热解与焚烧相比有下列优点:
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，热解产生的NOx，SOx，HCl 等较少，生成的气体或油能在低空气比下燃烧，有利于减 轻对大气环境的二次污染；
热解
低价的设备规模(费用少)
维护费用
维护费用多
维护费用少，简单的管理和 替换零配件即可
操作费用 作业环境 需要面积
操作费用高 恶劣
大 (需要宽敞用地)
操作费用少 好
小(需要少量空间)
6
7.1.2 热解原理 7.1.2.1 热解过程
固体废物的热解是一个复杂连续的化学反应过程，它包 含了大分子键的的断裂、异构化和小分子的聚合等反应， 最后生成较小的分子。 在热解的过程中，其中间产物存在两种变化趋势，一是 由大分子变成小分子，直至气体的裂解过程；二是由小 分子聚合成大分子的聚合过程。这些反应没有明显的阶 段性，许多反应是交叉进行的。
9
一般的固体燃料，剩余H/C值均在0～0.5之间。 美国城市垃圾的该H/C值位于泥煤和褐煤之间； 日本城市垃圾的该H/C值则高于所有固体燃料——垃圾中 塑料含量较高。 从氢转换这一点来看，甚至可以说城市垃圾优于普通的固 体燃料。但在实际过程中，还同时发生其他产物的生成反 应，不能以此来简单地评价城市垃圾的热解效果。
随着现代工业的发展，热解处理已经成为了一种有发展前 景的固体废物处理方法之一。它可以处理城市垃圾，污泥， 废塑料，废橡胶等工业以及农林废物、人畜粪便等在内的 具有一定能量的有机固体废物。
3
焚烧和热分解的比较
技术方面
焚烧
热解
空气注入量
需供給充足的氧，因此 排管直径较大
需无氧/低氧 ，因此只需少量氧气 需无氧/低氧 ，因此排管直径较小
14
间接加热（外热式热解）
外热法式热解是将垃圾置于密闭的容器中，在绝热的条件下，热 量由反应容器的外面通过器壁进行传递，垃圾被间接加热而发生分解。 因不伴随燃烧反应，可得到15000-25000kJ/m3的高热值燃料气。
③①②外外外无热热热空式式气式回双进竖转塔入窑井，流炉热化解炉 垃构产高温器产不圾造内生高品 的度热破复运进气。品热合解行体质值适碎杂行、，中较；。气和。稳气混好加但化液定化有，热转和化，大效具均炉燃所易率量有匀内烧和氮较，易需控在热气一动制效，个力，率热反大但低值应，，
高温高速——全面裂解——气态产物增加
粒度大物料——均匀需时长——二次反应多
11
热解工艺及成分
12
7.1.3 热解方式分类
按加热方式
直接（内部）加热：供给适量空气使有机物 部分燃烧，提供热解所需热量
（获供给热解所需 热量
（燃气品位高但供热效率低）
13
直接加热（内热式热解） 内热式热解也称为部分
燃烧热分解，反应器中的可 燃性垃圾或部分热解产物燃 烧，以燃烧热使垃圾发生热 分解。通常得到4000-8000 kJ/m3的低品位燃料气。 ②① 竖内井热式式熔单融塔气流化化炉炉 结构同简时单进；行热熔解融温、度热低解；和热气 化解，产资物源主化要效是果燃好气；，占热地值面低积， 小二不，次利能污于适染利应小用各。。种垃圾的处理； ③ 内热式气流热分解炉 ④ 内热式回转热分解炉
③ 废物中的硫、重金属等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Cr6+； ⑤ NOx的产生量少； ⑥ 热分解残渣中无腐败性的有机物，而且灰渣熔融能防止金
属类物质溶出； ⑦ 能处理不适合焚烧和填埋的难处理物。
5
焚烧和热分解的比较
经济方面
焚烧
设备投资规模 投资费用过多 （费用高）
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)。
2
热解是一种传统的生产工艺，大量应用于木材、煤炭、重 油、油母页岩等燃料的加工处理，已经有了非常悠久的历 史。70年代初期，热解被应用于城市固体废物，固体废物 经过这种热解处理后不但可以得到便于储存和运输的燃料 和化学产品，而且在高温条件下所得到的炭渣还会与物料 中某些无机物与重金属成分构成硬而脆的惰性固态产物， 使其后续的填埋处置作业可以更为安全和便利地进行。