文档介绍：第八章城市生活垃圾的热解处理第一节概述第二节典型固体废物的热解 1、热解( ★) 固体废物的热解是在无氧或氧分压较低的条件下,使可燃性固体废物在高温下分解的操作技术。与焚烧处理区别在于焚烧是放热的,热解是吸热的;产物不同;利用方式不同,焚烧是将产生的热量发电,而热解产物是燃料油和气方便运送研究废物热解的目的使固体废物转化为可储存、可运输的液体燃料或气体燃料并使剩下的废物干净,惰性固体废物可方便填埋处理热解原理热解包括两个过程: (1)裂解过程——由大分子变成小分子、直至气体的过程; (2)聚合过程——由小分子聚合成较大分子的过程这些反应没有十分明显的阶段性,许多反应是交叉进行的。热解过程可用如下总反应方程式表示: 有机固体废物 H 2、 CH 4、 CO 、 CO 2等+ 有机酸、芳烃、焦油等+ 炭黑与炉渣(气体) (有机液体)(固体) 第一节概述?2、热解产物?固体废物热解是一个十分复杂的过程,包含大分子的键断裂、异构化和小分子的聚合等反应,热解过程中有机物转化成焦木酸(油)、可燃气体和炭渣?热解过程产生的液体主要有油类、焦木酸、水等; ?热解过程产生的气体主要有氢、一氧化碳、甲烷、乙烷等(按数量大小顺序排列) ?方式: 热解过程按不同供热方式、产品状态热解炉结构不同有不同分类?按供热方式分为内部加热和外部加热?按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行,热分解过程可分为单塔式和双塔式?按热解过程是否生成炉渣可分成造渣型和非造渣型?按热解产物的状态分成气化方式、液化方式和碳化方式?热解炉的结构分成固定层式、移动层式、或回转式双塔循环式反应器 1 .垃圾 2 .加料器 3 .热解炉 4 .流化用蒸汽 5 .旋风分离器 6. 焦油去除器 7. 燃料气体冷却洗涤塔 8. 燃料气体(产品) 9 .助燃炉 10. 燃烧炉 11. 空气进口 12 .辅助燃料进口 13 .流化用蒸汽 14 .燃烧炉排气洗涤器 16、?3、固体废物热解法的工艺参数( ★) ?关键参数:加热速度、温度时间、废物成分及所产生的气体与炭渣之间相对的流动方向?气化时影响反应器生产的另一因素是水蒸气喷入,空气供氧程度? 1)加热速度对产物气体成分和数量的关系?有实验数据表明,在较低或较高的加热速度下气体的产生量都很高。? 2)加热温度对热解产物的产率影响?固体废物热解的液、气、固态炭产率具有热平衡关系,热解温度越高,产气越多,热解温度低,油的产率高,因此应根据回收目的控制适宜温度。? 3)废物的成分和预处理方法对热解产物的影响?固体废物一般都可生产燃气焦油及各种液体,但固体残渣比大部分工业废物产生的残渣少,如废轮胎的热解油产率高,一公斤废轮胎相当于 - 公斤重油?废料中的含水量对最终产品也有影响,含水量越低,将材料加热至工作温度所需的时间越少,因此预烘干有利于热解反应,但因耗能成本昂贵。? 4)其他?在较高工作温度时,反应器内有更多的水形成气态产物,此时若喷入水蒸气会改变产物中氢和一氧化碳的比例,改变残渣中的炭含量。?空气和氧气作为气化反应器的氧化剂产物的收率 wt % 100 806040 200450 550 650 750 850 焦油冷凝液气体碳化物质温度( ℃) 热分解产物比例与温度的关系?4、反应器类型?典型的反应类型有固定燃烧反应器、流态化燃烧反应器、悬浮反应器、旋转窑、输送式反应器预热的空气水蒸汽灰渣气体流废物流城市固废气体高温分解干燥预热辅助燃烧器烘干区高温分解废物气体流燃烧气体预热的空气固定燃烧反应器特点:对于有黏性的固体废物须预处理(破碎)防止粘成饼状堵塞,另还可保证汽化效果。悬浮反应器特点:最近发展起来,潜力大, 但每次仅能处理少量废物,且要求颗粒细小,保证效率流态化燃烧反应器特点:与固定化相比,气体速度高到可以使颗粒悬浮起来,汽化效果甚佳,适合处理粒度不大的废物燃料,但热损失因气流大而增大热燃料灰渣破碎的城市固废物预热的空气可燃气进料炉篦干燥层热分解层还原层氧化层空气灰渣气体(CO 、H 2、 CH 4、 CO 2)+液体(包括焦油和水蒸气) +炭干燥层 100 —250 ℃热分解层 300 ℃ 500 ℃ 800 ℃还原层 900 ℃氧化层 1200 ℃可燃气空气 H 2 O( 蒸汽) C+O 2→ CO 2 C+CO 2→ 2CO C+H 2O→H 2 +CO 进料出渣固定床反应器工作示意图固定床反应器热解反应过程可燃气体固体废物预热的空气或氧灰渣炉体蒸汽流化态物料流化床反应器工作示意图