固体有机废物的热解
固体废物的热解处理技术页课件 (一)
固体废物的热解处理技术页课件 (一)随着经济的快速发展和人口的增加，固体废物逐渐增多，尤其是城市垃圾。
固体废物的处理已经成为全球性难题，传统的填埋和焚烧处理方式已经无法满足现代化的需求，因此，热解处理技术逐渐成为固体废物处理的新方向。
热解处理技术是一种将固体废物在高温无氧条件下分解成各种气体，液体和固体的方法。
其中，最为关键的是高温无氧条件，这种条件下可以有效的杀死有害细菌，分解固体有机物，消减固体废物体积，降低对环境的污染。
以下为固体废物的热解处理技术的具体内容：1. 热解反应器热解反应器是热解处理的核心，它的作用是将固体废物加热至高温无氧状态，反应过程中产生的有机化合物经过分解产生燃气和其他的反应产物。
热解反应器分为固定式和流动式两种，主要考虑生产能力和废物性质等因素选用不同的反应器。
2. 热解产物的分离热解产物一般分为燃气，液体和固体三种形态，需要对其进行分离。
燃气可以用于热能回收和发电，而液体和固体需要进一步处理才能得到可再利用的资源。
随着技术的进步，液体和固体的分离变得更精准，可回收的资源也更加丰富。
3. 热解处理设备的优化热解处理设备的优化主要是考虑如何提高热效率，减少二次污染。
常用的优化方式有，采用高效的换热器，防止反应过程中的废气泄漏和废水排放等。
总的来看，固体废物热解处理技术是一项长期的发展任务，需要不断的技术升级和改进。
随着能源紧缺问题的加剧，热解处理技术将成为不可替代的处理方式。
同时，我们也需要加强对热解处理技术的研究和应用，以此促进环境保护和可持续发展。
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.
统
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
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——？？
垃圾热解气化
知识创造未来
垃圾热解气化
垃圾热解气化是一种将固体垃圾通过高温处理转化为气体
燃料的技术。
该过程一般涉及两个步骤：热解和气化。
热解是指在高温条件下，将垃圾中的有机物分解为一系列
气体和固体产物。
这个过程主要发生在没有氧气（氧气限
制条件）的环境中。
热解会产生可燃气体（如甲烷，一氧
化碳等），以及产生固体产物（如焦炭，焦油和灰渣）。
气化是指将热解产生的气体通过反应器进一步转化为有用
气体。
在气化过程中，一些废气和灰渣会进行多种反应，
生成氢气、甲烷等可燃气体。
气化可以在合适条件下生成
高质量的气体，这些气体可以用于发电、热能或其他用途。
垃圾热解气化技术的主要优势包括能够将垃圾转化为可再
生能源，减少废弃物对环境的影响，以及解决固体废弃物
管理的问题。
然而，该技术的应用还面临一些挑战，例如
高温和压力要求、处理过程中产生的副产物处理等。
1。
第四章-固体废物的焚烧与热分解课件
第四章 固体废物的焚烧与热分解
（二）焚烧废气的污染控制 固体废物焚烧采用的空气污染控制技术主要有湿式、干式及
半干式三种。 二氧化硫和盐酸等酸性气体可以用水喷射的方法把它们从烟 道气流中除去 。 烟尘的防治方法一般是在煤烟尚未凝集变大之前，增加氧气 浓度，提高温度，加速煤烟的燃烧速度。 二噁英的处置采用流动焚烧系统，整个系统由焚烧炉、燃烧 气连续测定仪和气体净化器组成 恶臭的防治，通常是利用辅助燃料将焚烧温度提高到1000oC， 使恶臭物质完全燃烧；或利用催化剂在150－400oC下进行催化燃 烧；利用水或酸、碱溶液也可以对恶臭物质进行吸收；活性炭、 分子筛、土粒、干鸡粪等作为吸附剂吸附废气中的恶臭；或采用 冷却的方法，将废气进行冷却，使恶臭物质冷却成液体从而与气 体分离。
混合强度指固体废物与助燃空气的混合程度。 5. 过剩空气
在实际焚烧系统中，氧气与可燃物无法完全达到理想的混合及反 应程度，为了使燃烧完全，需要提供比理论空气量更多的空气，保证 氧化过程占主导地位，同时使热解过程最小化。
通常把温度（Temperature）、停留时间(Time)、混合强度(Turb ulence)（一般称为3T） 和过剩空气率称为焚烧四大控制参数。
八. 焚烧设备
1. 固定炉排焚烧炉 2. 机械炉排式焚烧炉 3. 回转窑焚烧炉(见图） 4. 流化床焚烧炉(见图）
5. 二噁英零排放化固体废物焚烧炉
第四章 固体废物的焚烧与热分解
垃圾进料口
烟道
辅助燃料喷嘴
回转窑
二次燃烧室
余热锅炉
垃圾进料 口若悬河
烧嘴
炉膛
烟气
后燃尽段
炉渣出口
灰砂
热砂流化床
回转窑焚烧炉
第四章 固体废物的焚烧与热分解
固体消解方法
固体消解方法
固体消解方法是一种将固体废物进行分解的方法，可以将其转化为液态或气态的物质，从而达到减量、无害化或资源化的目的。
常见的固体消解方法包括：
1. 酸解法：通过酸与固体废物中的物质发生化学反应，将其分解成液态或气态的物质。
常用的酸有盐酸、硫酸、硝酸等。
2. 焚烧法：将固体废物在高温下进行燃烧，使其中的有机物质被氧化，从而达到减量、无害化或资源化的目的。
3. 热解法：通过加热将固体废物中的有机物质进行分解，得到可燃气体、油和炭黑等物质。
4. 生物处理法：利用微生物将固体废物中的有机物质进行分解，得到稳定的腐殖质、二氧化碳和水等物质。
根据不同的固体废物类型和实际情况，可以选择不同的固体消解方法。
在选择消解方法时，需要考虑废物的性质、处理要求和经济效益等因素。
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。
固废热解制炭及吸附实验报告
固废热解制炭及吸附实验报告一、实验目的本实验旨在通过固废热解制炭及吸附的实验，探究固废热解制炭过程中的物质转化及吸附性能，并分析制炭产物的理化性质。
二、实验原理固废热解制炭是利用高温下，固体废弃物在缺氧或低氧环境下进行热分解。
首先将固废放入热解炉中，加热至适当温度，使固废中的有机物发生热分解，生成固碳、液体废物和气体等产物。
固碳即为制炭产物，其吸附性能能很好地吸附固体废物中的有机物和重金属离子。
三、实验步骤1.准备固废样品，将其清洗干净并切割成小块。
2.将固废样品放入热解炉中，加热至适当温度，保持一定时间使其进行热分解。
3.将热解产物取出，进行粉碎、筛选等处理，得到制炭产物。
4.对制炭产物进行物理和化学性质测试，如孔隙度、比表面积、吸附性能等。
四、实验结果与分析通过实验，我们制得一定数量的制炭产物。
对其进行物理和化学性质测试，得到如下结果：孔隙度为30%，比表面积为200平方米/克，对甲苯的吸附率为80%。
根据实验结果，可以看出制炭产物具有一定的孔隙结构，表明该制炭产物具有较好的吸附性能。
比表面积的测定结果也验证了该制炭产物具有较大的表面积，有利于吸附物质的吸附。
而对甲苯的吸附率表明制炭产物对有机物具有较高的吸附能力。
五、实验结论通过固废热解制炭及吸附实验，我们得到了符合预期的制炭产物，并对其进行了物理和化学性质测试。
实验结果表明制炭产物具有较好的孔隙结构和较大的比表面积，具有很好的吸附性能。
对甲苯的吸附率验证了制炭产物对有机物具有较高的吸附能力。
综上所述，固废热解制炭及吸附实验为我们提供了一种有效处理固体废物和吸附有机物的方法，具有一定的应用潜力。
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影响因素
· 温度 · 固体和气相的滞留期（很小的滞留期促进转 换率） · 生物质物料特性（小于1mm,减少C含量提高 产率） · 压力（低压可抑制二次裂解的发生） · 升温速率（低升温速率有利于炭生成，高温 利于生产生物油）
农林废物的热解
热解液化技术工艺流程：
干燥、粉碎、热解、炭和灰分离、气态生 物油的冷却、生物油的收集
谢谢大家！
纤维素是多数生物质最 主要的组成物（在木 材中平均占43%） 纤维素热分解反应途径 模式是如图所示的两 条途径的竞争模式：
炭，H2O,CO2，CO
纤维素
焦油
物质与能量的传递过程
· 热量传递到颗粒表面再到内部，被加热的成分迅速 分解成木炭和挥发分，其中挥发分中可冷凝气体 快速冷凝成生物油。 · 一次裂解反应生成了生物质炭、一次生物油和不可 冷凝气体 · 在多孔生物质粒内部的挥发分还将进一步裂解，形 成不可冷凝气体和热稳定的二次生物油 · 反应器内的温度越高且气态产物停留的时间 越长， 二次裂解反应越严重。通过抑制二次裂解反应得 到高产率的生物油。
固体有机废物的热解及应用
陈亚珍
生活垃圾中含有很多有机物，这些有 机物蕴藏着丰富的生物质能。生物质 能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转 化为化学能而储存在生物质内部的能 量。煤石油和天然气等化石能源也是 由生物质能转化而来。将固体有机废 物采用热裂解、气化、厌氧消化、酒 精发酵等工艺可将有机物转变成高能 量气体 、液体、固体等燃料。21世纪 初，开发利用生物质能是世界各国的 能源发展趋势。
生物质气化
秸秆类生物质气化产生气态燃料，可将低品 位的固态生物质转换为高品位的可燃气体。 气体燃烧过程易于控制，燃烧器具简单， 燃烧时没有颗粒物排放和仅有较小的气体 污染）
秸秆类生物质气化供气有两种工艺：热解 （干馏）气化和空气氧化气化
• 常压固定床气化过程简图
常见的生物质气化炉有：上吸式气化炉（结 构简单，加工制造容易，炉内阻力小，原 料的适用性强） 改进的上吸式气化炉（最大的特征是将干 燥区和热分解区分开） 下吸式气化炉特点在于气体和固体顺向流 动，物料由上部储藏像下移动）
热解液化装置： 流化床，循环流化床，旋转锥，传输床， 真空移动床等。 目前只有传输床和循环流化床系统用于商 业生产。
循环流化床（CBF)
旋转锥反应器
旋转锥反应器工作原理图
生物油的特性及应用
• 生物油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物。 25%含水率的生物油具有17MJ/kg的热值，相当 于同等汽油或柴油热值的40%。生物油可用于燃 烧涡轮机发电生物油二次燃烧获得70%能量；二是 在火力发电站生物油和木炭混合燃烧获得85%能 量。 • 生物油比重油廉价，等同于天然气。天然气发电 站没有配备灰尘收集装置，不含灰分的生物油应 用的巨大潜力吸引了众多商家。
不可冷凝气体及焦炭的应用
· 由生物质热解得到的不可冷凝气体热值较高， 可以用作生物质热解反应的部分能量来源。 · 焦炭疏松多孔，具有良好的表面特性；灰分 低，具有良好的燃烧特性；低容重；含硫 量低；易研磨。因此产生的焦炭可加工成 活性炭用于化工和冶炼，改进工艺后也可 用于燃料加热反应器。
农林废物热解生产液体燃料的技术还不 成熟，国内外正在加大力度进行深入研究和 开发，主要有以下几个方面： （1）寻求更合适的原料，一方面降低原材料 成本，另一方面提高生物质燃料的产率。 （2）开发更经济高效的转化技术和设备。 （3）改善生物油的使用性能。 （4）开发有价值的生物油副产品。
秸秆制气大有发展前景，但完全推广与普及还有一 些问题： （1）秸秆燃气主要以CO为主，其热值 （4598kJ/Nm3)远低于以CH4为主要组成成分的 沼气的热值（20900~25080kJ/Nm3) (2)由于不完全燃烧会产生不少焦油，长期运行腐蚀 设备，增加维修成本，缩短秸秆制气站寿命。 （3）存在安全问题。生物质燃气中CO含量高，远 高于城市煤气标准要求，如使用不当会造成中毒 甚至死亡事故。 （4）秸秆等生物制气的建设还要与村庄规划结合起 来。目前农村农户居住比较分散，不利于生物质 气化集中供气工程的建设。
热解
• 热解是指固体有机废物在完全没有氧或缺 氧条件下，通过加热将有机大分子进行降 解，最终生成液体生物油、可燃气体和炭 黑的化学分解过程。
有机物+热——gG（气体)+lL（液体）+sS （固体） 无氧或缺氧
热解
液体燃料油
高能可燃性气体
炭黑
• 低温慢速热解（小于500℃）——炭黑 • 高温闪速热解（700~1100℃）——可燃气 体 • 中温快速热解（500~700℃）—— 液体生 物油