生 活 垃 圾 熱 解 技 術(shù)

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1、.生活垃圾熱解技術(shù)本期目錄綜述·1政策、標(biāo)準(zhǔn)·國外相關(guān)法律法規(guī)13新聞動(dòng)態(tài)·1院內(nèi)信息·科技管理18·標(biāo)準(zhǔn)管理19...綜述定義熱解(Pyrolysis)是指生活垃圾在沒有氧化劑（空氣、氧氣、水蒸氣等）存在或只提供有限氧的條件下，加熱到逾500℃，通過熱化學(xué)反應(yīng)將生物質(zhì)大分子物質(zhì)（木質(zhì)素、纖維素和半纖維素）分解成較小分子的燃料物質(zhì)（固態(tài)炭、可燃?xì)?、生物油）的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)方法。通式有機(jī)固體廢物(H2、CH4、CO、CO2等)氣體＋(有機(jī)酸、焦油等)有機(jī)液體＋碳黑＋爐渣產(chǎn)物熱解的產(chǎn)物主要有可燃?xì)?、生物油和固體

2、黑炭?？扇?xì)猓ê铣蓺猓┛捎糜诿裼么妒潞腿∨?，烘干谷物、木材、果品、炒茶，發(fā)電，區(qū)域供熱，工業(yè)企業(yè)用蒸汽等。在生物質(zhì)能開發(fā)水平較高的國家，還用氣化燃?xì)庾骰ぴ?，如合成甲醇、氨等，甚至考慮作燃料電池的燃料。生物油是高能量載體，基本上不含硫、氮和金屬成分，是一種綠色燃料。固體黑炭可用作工業(yè)燃料，制作碳基肥，改善土壤性能等。優(yōu)勢1、由于是缺氧分解，排氣量少，有利于減輕對大氣環(huán)境的二次污染；2、廢物中的硫、重金屬等有害成分大部分被固定在固體炭黑中；3、由于保持還原條件，Cr3+不會(huì)轉(zhuǎn)化為Cr6+；(4)NOx的產(chǎn)生

3、量少。原理從化學(xué)反應(yīng)的角度對熱解進(jìn)行分析，生物質(zhì)在熱解過程中發(fā)生了復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)，包括分子鍵斷裂、異構(gòu)化和小分子聚合等反應(yīng)。木材、林業(yè)廢棄物和農(nóng)作物廢棄物等的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。熱重分析結(jié)果表明，纖維素在52℃時(shí)開始熱解，隨著溫度的升高，熱解反應(yīng)速度加快，到350~370℃時(shí)，分解為低分子產(chǎn)物，其熱解過程為：(C6H10O5)n→nC6H10O5...C6H10O5→H2O+2CH3-CO-CHOCH3-CO-CHO+H2→CH3-CO-CH2OHCH3-CO-CH2OH+H2→CH3-C

4、HOH-CH2+H2O半纖維素結(jié)構(gòu)上帶有支鏈，是木材中最不穩(wěn)定的組分，在225～325℃分解，比纖維素更易熱分解，其熱解機(jī)理與纖維素相似。從物質(zhì)遷移、能量傳遞的角度對其進(jìn)行分析，在生物質(zhì)熱解過程中，熱量首先傳遞到顆粒表面，再由表面?zhèn)鞯筋w粒內(nèi)部。熱解過程由外至內(nèi)逐層進(jìn)行，生物質(zhì)顆粒被加熱的成分迅速裂解成木炭和揮發(fā)分。其中，揮發(fā)分由可冷凝氣體和不可冷凝氣體組成，可冷凝氣體經(jīng)過快速冷凝可以得到生物油。一次裂解反應(yīng)生成生物質(zhì)炭、一次生物油和不可冷凝氣體。在多孔隙生物質(zhì)顆粒內(nèi)部的揮發(fā)分將進(jìn)一步裂解，形成不可冷凝氣體和

5、熱穩(wěn)定的二次生物油。同時(shí)，當(dāng)揮發(fā)分氣體離開生物顆粒時(shí)，還將穿越周圍的氣相組分，在這里進(jìn)一步裂化分解，稱為二次裂解反應(yīng)。分類根據(jù)反應(yīng)條件和控制參數(shù)的不同，生物質(zhì)熱解工藝基本上可以分為慢速熱解（炭化，carbonization）、快速熱解（液化fastpyrolysis）、氣化(gasification)、烘培(torrefaction)等。類別簡介操作參數(shù)產(chǎn)物液體固體氣體慢速熱解有幾千年的歷史，是一種以生成木炭為目的的炭化過程。將木材等生物質(zhì)放在窯內(nèi)，在隔絕空氣的情況下加熱，可以得到占原料質(zhì)量30%~35%的

6、木炭產(chǎn)量。約400℃左右，較長蒸氣停留時(shí)間，可達(dá)數(shù)天30%35%35%快速熱解將磨細(xì)的生物質(zhì)原料放在快速熱解裝置中，嚴(yán)格控制加熱速率(一般約為10~200℃/s)和反應(yīng)溫度(控制在500℃左右)，生物質(zhì)原料在缺氧情況下，被快速加熱到較高溫度，從而引發(fā)大分子的分解，產(chǎn)生約500℃左右，蒸氣停留時(shí)間短，約1s75%12%13%...小分子氣體和可凝性揮發(fā)分以及少量焦炭產(chǎn)物。可凝性揮發(fā)分被快速冷卻成可流動(dòng)的液體，成為生物油或焦油，其比例一般可達(dá)原料質(zhì)量的40%～60%。當(dāng)完成反應(yīng)時(shí)間甚短(<0.5s)時(shí)，又稱為閃

7、速熱解。與慢速熱解相比，快速熱解的傳熱反應(yīng)過程發(fā)生在極短的時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)烈的熱效應(yīng)直接產(chǎn)生熱解產(chǎn)物，再迅速淬冷，通常在0.5s內(nèi)急冷至350℃以下，最大限度地增加了液態(tài)產(chǎn)物(油)。氣化在高溫（750~900℃）下的熱解過程，以氣體產(chǎn)物為主。750~900℃5%10%85%烘培一般低于290℃，固體停留時(shí)間在10~60min，主要獲得固體產(chǎn)物，一般用于預(yù)處理，改善原料的性能。200~290℃，反應(yīng)時(shí)間10~60min在冷凝的情況下低于5%，否則無80%20%工藝城市垃圾常見的熱解工藝包括：（1）新日鐵系統(tǒng)該系統(tǒng)是

8、將熱解和熔融一體化的設(shè)備，通過控制爐溫和供氧條件，使垃圾在同一爐體內(nèi)完成干燥、熱解、燃燒和熔融。干燥段溫度約為300℃，熱解段溫度為300～1000℃，熔融段溫度為1700～1800℃，可燃燒性氣體熱值6276-10460kJ/m3。投料口采用雙重密封閥結(jié)構(gòu)，可燃性氣體導(dǎo)入二燃室進(jìn)一步燃燒．并利用尾氣的余熱發(fā)電。灰渣中殘存的熱解固相產(chǎn)物——炭黑與從爐下部通入的空氣在燃燒區(qū)發(fā)生燃燒反應(yīng)，通過添加焦炭來補(bǔ)充碳源。圖1