-城市生活垃圾的熱解處理詳解課件

1、第八章 城市生活垃圾的熱解處理 第一節(jié) 概述第二節(jié) 典型固體廢物的熱解1、熱解（） 固體廢物的熱解是在無氧或氧分壓較低的條件下，使可燃性固體廢物在高溫下分解的操作技術(shù)。與焚燒處理區(qū)別在于焚燒是放熱的，熱解是吸熱的；產(chǎn)物不同；利用方式不同，焚燒是將產(chǎn)生的熱量發(fā)電，而熱解產(chǎn)物是燃料油和氣方便運(yùn)送 研究廢物熱解的目的使固體廢物轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存、可運(yùn)輸?shù)囊后w燃料或氣體燃料并使剩下的廢物干凈，惰性固體廢物可方便填埋處理熱 解 原 理熱解包括兩個(gè)過程：（1）裂解過程由大分子變成小分子、直至氣體的過程；（2）聚合過程由小分子聚合成較大分子的過程這些反應(yīng)沒有十分明顯的階段性，許多反應(yīng)是交叉進(jìn)行的。熱解過程可用如下

2、總反應(yīng)方程式表示：有機(jī)固體廢物 H2、CH4、CO、CO2 等 + 有機(jī)酸、芳烴、焦油等 + 炭黑與爐渣 （氣體） （有機(jī)液體 ） （ 固體） 第一節(jié) 概述2、熱解產(chǎn)物 固體廢物熱解是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，包含大分子的鍵斷裂、異構(gòu)化和小分子的聚合等反應(yīng)，熱解過程中有機(jī)物轉(zhuǎn)化成焦木酸（油）、可燃?xì)怏w和炭渣 熱解過程產(chǎn)生的液體主要有油類、焦木酸、水等； 熱解過程產(chǎn)生的氣體主要有氫、一氧化碳、甲烷、乙烷等（按數(shù)量大小順序排列）方式：熱解過程按不同供熱方式、產(chǎn)品狀態(tài)熱解爐結(jié)構(gòu)不同有不同分類按供熱方式分為內(nèi)部加熱和外部加熱按熱分解與燃燒反應(yīng)是否在同一設(shè)備中進(jìn)行，熱分解過程可分為單塔式和雙塔式按熱解過程是否

3、生成爐渣可分成造渣型和非造渣型按熱解產(chǎn)物的狀態(tài)分成氣化方式、液化方式和碳化方式熱解爐的結(jié)構(gòu)分成固定層式、移動(dòng)層式 、或回轉(zhuǎn)式雙塔循環(huán)式反應(yīng)器1垃圾 2加料器 3熱解爐 4流化用蒸汽 5旋風(fēng)分離器 6 焦油去除器 7 燃料氣體冷卻洗滌塔 8 燃料氣體（產(chǎn)品）9助燃爐 10 燃燒爐 11 空氣進(jìn)口 12輔助燃料進(jìn)口 13流化用蒸汽 14燃燒爐排氣洗滌器 15 排氣口 16、17殘?jiān)鴼?渣熱解氣體流化用蒸汽空氣熱解爐燃燒爐3、固體廢物熱解法的工藝參數(shù)（）關(guān)鍵參數(shù)：加熱速度、溫度時(shí)間、廢物成分及所產(chǎn)生的氣體與炭渣之間相對的流動(dòng)方向氣化時(shí)影響反應(yīng)器生產(chǎn)的另一因素是水蒸氣噴入，空氣供氧程度 1)加熱速

4、度對產(chǎn)物氣體成分和數(shù)量的關(guān)系 有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在較低或較高的加熱速度下氣體的產(chǎn)生量都很高。 2)加熱溫度對熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率影響 固體廢物熱解的液、氣、固態(tài)炭產(chǎn)率具有熱平衡關(guān)系，熱解溫度越高，產(chǎn)氣越多，熱解溫度低，油的產(chǎn)率高，因此應(yīng)根據(jù)回收目的控制適宜溫度。 3)廢物的成分和預(yù)處理方法對熱解產(chǎn)物的影響 固體廢物一般都可生產(chǎn)燃?xì)饨褂图案鞣N液體，但固體殘?jiān)却蟛糠止I(yè)廢物產(chǎn)生的殘?jiān)?，如廢輪胎的熱解油產(chǎn)率高，一公斤廢輪胎相當(dāng)于0.80.9公斤重油 廢料中的含水量對最終產(chǎn)品也有影響，含水量越低，將材料加熱至工作溫度所需的時(shí)間越少，因此預(yù)烘干有利于熱解反應(yīng)，但因耗能成本昂貴。 4)其他 在較高工作溫度時(shí)，

5、反應(yīng)器內(nèi)有更多的水形成氣態(tài)產(chǎn)物，此時(shí)若噴入水蒸氣會(huì)改變產(chǎn)物中氫和一氧化碳的比例，改變殘?jiān)械奶亢俊?空氣和氧氣作為氣化反應(yīng)器的氧化劑產(chǎn)物的收率（wt%）100806040200450550650750850焦油冷凝液氣體碳化物質(zhì)溫度（）熱分解產(chǎn)物比例與溫度的關(guān)系 4、反應(yīng)器類型典型的反應(yīng)類型有固定燃燒反應(yīng)器、流態(tài)化燃燒反應(yīng)器、懸浮反應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)窯、輸送式反應(yīng)器 預(yù)熱的空氣水蒸汽灰渣氣體流廢物流城市固廢氣體高溫分解干燥預(yù)熱輔助燃燒器烘干區(qū)高溫分解廢物氣體流燃燒氣體預(yù)熱的空氣固定燃燒反應(yīng)器 特點(diǎn)：對于有黏性的固體廢物須預(yù)處理（破碎）防止粘成餅狀堵塞，另還可保證汽化效果。 懸浮反應(yīng)器特點(diǎn)：最近發(fā)展起

6、來，潛力大，但每次僅能處理少量廢物，且要求顆粒細(xì)小，保證效率 流態(tài)化燃燒反應(yīng)器特點(diǎn)：與固定化相比，氣體速度高到可以使顆粒懸浮起來，汽化效果甚佳，適合處理粒度不大的廢物燃料，但熱損失因氣流大而增大熱燃料灰渣破碎的城市固廢物預(yù)熱的空氣可燃?xì)膺M(jìn)料爐篦干燥層熱分解層 還原層氧化層空氣灰渣 氣體 (CO、H2、CH4、CO2)+液體（包括焦油和水蒸氣）+炭干燥層100250熱分解層300500800還原層900氧化層1200可燃?xì)饪諝釮2O(蒸汽)C+O2CO2C+CO22COC+H2OH2+CO進(jìn)料出渣固定床反應(yīng)器工作示意圖 固定床反應(yīng)器熱解反應(yīng)過程可燃?xì)怏w固體廢物預(yù)熱的空氣或氧灰渣爐體蒸汽流化態(tài)物料

7、流化床反應(yīng)器工作示意圖 （a）流化床熱分解爐 （b）流化床熱分解工藝流程流化床熱解裝置及工藝流程（a）1.分解產(chǎn)品 2.溢流管 3.攪拌漿葉 4.流化用空氣入口 5.流動(dòng)的熱媒體管 6.進(jìn)料器 （b）1.廢塑料 2.料斗及進(jìn)料器 3.流化床熱分解爐 4.空氣進(jìn)口 5.燃料入口 6.預(yù)熱爐 7.冷卻塔 8.分離槽 9.后燃室 10.排氣 11.生成油品熱解爐冷卻塔油品分離槽進(jìn)料分解產(chǎn)物流化空氣 旋轉(zhuǎn)窯反應(yīng)器工作示意圖 旋轉(zhuǎn)窯特點(diǎn)在于間接加熱，要求材質(zhì)熱傳導(dǎo)要好，另廢物須破碎，以利于分解反應(yīng)熱解存在的問題分析：熱解過程溫度越高，越有利于熱解反應(yīng)，但某些金屬（如銅、鉛揮發(fā)增加，對大氣產(chǎn)生污染）；熱解

8、流出的液體，有較高的生化需氧量和化學(xué)需氧量，特別是酚類，會(huì)損害生物廢水處理工藝；熱解后的固體廢物包括爐渣和玻璃狀聚合體，若不含有機(jī)化合物，直接掩埋，不產(chǎn)生污染問題 微波加熱減壓分解廢塑料工藝流程1.廢塑料加料斗 2.微波加熱熔化爐 3.熱解反應(yīng)爐 4.微波電源 5.6.冷凝器 7.HCl回收塔 8.鈉氏塔 9.氣柜 10.HCl貯槽 11.油槽油槽氣柜HCll貯槽減壓熱解反應(yīng)爐熔化爐微波電源燃?xì)饣亓鞯诙?jié) 典型固體廢物的熱解 聚烯烴浴加熱分解廢塑料工藝流程1.塑料加料斗 2.聚烯烴浴加熱分解爐3.燃燒室4.輕質(zhì)油5.空氣6.重質(zhì)油分離塔7.輕質(zhì)油分離塔8.輕質(zhì)油槽9.熱交換器10. 13.14

9、. 18.泵11.HCl吸收塔12.HCl貯槽 15.洗滌塔16.除霧器17.NaOH水溶液貯槽19.給水貯槽20.殘?jiān)?1.輕質(zhì)油22.鹽酸23.煙囪24.再加熱室殘?jiān)p質(zhì)油鹽酸輕質(zhì)油分離塔重質(zhì)油分離塔HCl吸收塔洗滌塔熱解爐PVC、PE、PP、PS橡膠熱解產(chǎn)品組成與溫度關(guān)系圖氣體（ 22%） ：甲烷（15.13%）、乙烷（2.95%）、乙烯（3.99%）、丙烯（2.5%）、一氧化碳（3.8%）；液體(27%) ：苯（4.75%）、甲苯（3.62%）和其它芳香族化合物（8.50%）;炭灰: 39% ;鋼絲: 12%. 1.碳 2.總油品 3.H2，C1C3 4.甲烷 5.苯 6.甲苯流化床熱解橡膠的工藝流