热解
热解
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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。
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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。
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4．物料性质
3、热解工艺分类
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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）
第十章 生物质热解技术
第十章生物质热解技术1 概述热化学转化技术包括燃烧、气化、热解以及直接液化，转化技术与产物的相互关系见图10-1。
热化学转化技术初级产物可以是某种形式的能量携带物，如，木炭（固态）、生物油（液态）或生物质燃气（气态），或者是能量。
这些产物可以被不同的实用技术所使用，也可通过附加过程将其转化为二次能源加以利用。
图10-1 热化学转化技术与产物的相互关系生物质热解、气化和直接液化技术都是以获得高品位的液体或者气体燃料以及化工制品为目的，由于生物质与煤炭具有相似性，它们最初来源于煤化工（包括煤的干馏、气化和液化）。
本章中主要围绕热解展开。
1.1生物质热解概念热解（Pyrolysis又称裂解或者热裂解）是指在隔绝空气或者通入少量空气的条件下，利用热能切断生物质大分子中的化学键，使之转变成为低分子物质的过程。
可用于热解的生物质的种类非常广泛，包括农业生产废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴和城市固体废物等。
关于热解最经典的定义源于斯坦福研究所的J. Jones提出的，他的热解定义为“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，通过间接加热使寒潭有机物发生热化学分解，生成燃料（气体、液体和固体）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，严格地讲不应该称为部分燃烧或缺氧燃烧。
他还提出将严格意义上的热解和部分燃烧或缺氧燃烧引起的气化、液化等热化学过程统称为PTGL（Pyrolysis，Thermal Gasification or Liquification）过程。
生物质由纤维素、半纤维素和木质素三种主要组分组成，纤维素是β-D-葡萄糖通过C1-C4苷键联结起来的链状高分子化合物，半纤维素是脱水糖基的聚合物，当温度高于500℃时，纤维素和半纤维素将挥发成气体并形成少量的炭。
木质素是具有芳香族特性的，非结晶性的，具有三度空间结构的高聚物。
由于木质素中的芳香族成分受热时分解较慢，因而主要形成炭。
热解二
热解反应器
4.1、固定床反应器（固定燃烧 床反应器）
❖ 热量由废物燃烧部分燃烧所提供；逆流式物流 方向，停留时间长，保证了废物最大程度地转 换成燃料；因气体流速相应较低，产生气体中 夹带的颗粒物质也比较少，减少了对空气污染 的潜在影响。
❖ 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； ❖ 废物中的硫、重金属等有害成分，大部分被固定在炭黑中； ❖ NOX的产量减少。
❖ 废物中的硫、重金属等有害成分，大部分被 固定在炭黑中；
❖ NOX的产量减少。
2. 热解的方式
按加热方式分：直接加热和间接加热方式；
直接加热：由部分废弃物原料直接燃烧供热或利用辅助燃料加热方式； 间接加热：由反应器外侧供应热解所需热量的加热方式；
按热解设备分：固定床式、移动床式、流化床式、回转窑式 等；
(一)新日铁系统
该系统是将热解和熔融一体化的设备，通过控制炉 温和供氧条件，使垃圾在同一炉体内完成干燥、热 解、燃烧和熔融。
干燥段温度约为300℃； 热解段温度为300～1000℃； 熔融段温度为1700～1800℃； 可燃烧性气体热值6工艺的技术要素
有催化剂存在时会改变裂解机理或裂解速度，使产物组分发生改变。聚烯烃在 催化剂存在下分解，其分解速度大大增加，如PE在熔融盐分解炉中有沸石催化 剂存在时，在420—580℃分解，其分解速度提高2～7倍。
❖ 废旧PE和PP聚合物在高温下可以发生裂解，随温度 不同，裂解产物有所变化。
❖ 裂解温度在800℃时，热分解产物大部分是乙烯、丙 烯和甲烷；
❖ 适于焚烧的废物：纸、木材、纤维素、动物性残渣、 无机污泥、有机粉尘、含氯有机废物、城市垃圾、 其他各种混合废物。
火灾化学—第四讲
• 可燃性气体：甲烷、乙烷、丙烷、 可燃性气体：甲烷、乙烷、丙烷、 乙烯等烯烃、甲醛、丙酮、 乙烯等烯烃、甲醛、丙酮、一氧化 碳及单体、二聚体等； 碳及单体、二聚体等； • 不燃性气体或低燃烧值气体：N2、 不燃性气体或低燃烧值气体： SO2、卤化氢、NH3等； 卤化氢、 • 液体：熔融聚合物、预聚体及焦 液体：熔融聚合物、 油等； 油等； • 固体：炭化物等； 固体：炭化物等；
材料的自燃
可燃物在没有外部明火等火源的作用下，因受热或自 身发热并蓄热所产生的自行燃烧现象称为“自燃”。 自燃的主要方式有7种： ① 氧化发热； ② 分解放热； ③ 聚合放热； ④ 吸附放热； ⑤ 发酵放热； ⑥ 活性物放热； ⑦ 可燃物与强氧化剂的混合。
常见物质的燃烧特点 （1）可燃液体的燃烧特点
（2）可燃固体的燃烧特点
固体可燃物必须经过受热、蒸发、热分解，使固 体上方可燃气体浓度达到燃烧极限，才能持续不 断地发生燃烧。 燃烧方式：蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧、阴 燃。
燃烧的过程
（1）可燃气体 可燃气体在火源作用下加热到着火点 （燃点）就能氧化分解燃烧，是最容易燃烧的物质状 态。如：
2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O + Q
炭化残渣
（热量反馈） 热量反馈）
聚合物燃烧的机理示意
燃烧是剧烈的氧化反应，高聚物燃烧时放出燃烧热，火焰产生的热量通过辐射、对 流、传导使聚合物温度升高，并使聚合物化学键裂解，向火焰不断提供燃料，使得燃烧 得以继续。热量使得聚合物表面结构破坏、鼓泡或开裂，使得暴露高温下的固体表面与 空气的接触面增大，使得更多的气体进入燃烧区。
黏流态：温度继续升高， 黏流态：温度继续升高，整个分子链发生互相
滑移， 滑移，这种流动同低分子液体流动相类似 。
生物质的热解及其产物分析
生物质的热解及其产物分析生物质是指自然界中的有机物，主要包括植物、动物、微生物等，其化学成分主要是碳、氢、氧等元素。
生物质的热解是指在高温条件下将生物质转化为气体、液体和固体产物的化学反应。
本文将从生物质热解的基础原理、热解过程中产生的产物以及产物分析等方面进行介绍和探讨。
一、生物质热解的基础原理生物质是由大分子有机物组成的，包括纤维素、半纤维素、木质素等，这些有机物的植物组织中含有氧化还原物质，受到高温的作用后，产生碳化、脱氢等反应，从而分解和转化为气态、液态、固态产物。
其中气态产物包括甲烷、氢气、一氧化碳等；液态产物包括木质素油、醋酸等；固态产物包括焦炭、灰分等。
在生物质热解过程中，温度是影响产物生成和化学反应的关键因素。
通常，热解温度越高，生物质分解的产物就会更多，但同时也会导致一部分产物的裂解和氧化反应。
在反应温度为100-250℃时，会产生一些挥发性物质，如水、醇、醛、酮等；而在250-600℃的温度范围内，主要产生气态产物、液态产物和焦炭等固态产物。
二、生物质热解过程中产生的产物1.气态产物气态产物主要包括甲烷、一氧化碳、氢气、二氧化碳、水蒸气等，具有一定的燃烧价值。
其中，甲烷是生物质热解的主要产物之一，它具有较高的热值和较低的污染度。
2.液态产物液态产物主要包括木质素油、醋酸、酚类化合物等。
其中，木质素油又称生物柴油，是一种可替代传统石油柴油的绿色能源，具有高能值、低排放等优点。
3.固态产物固态产物主要包括焦炭、灰分等。
其中，焦炭是典型的固态产物之一，它具有高能量密度和良好的物理、化学性质，可以应用于冶金、电力等行业中。
三、生物质热解产物的分析生物质热解产物的分析是对热解过程的监控和评估的重要基础，它可以帮助我们了解反应过程中的物质和能量转化，提高反应效率和资源利用率。
常用的分析方法包括质谱、气相色谱、液相色谱等。
质谱是生物质热解产物分析的一种常用方法，它可以对气态产物及其组成进行快速检测和定量。
纳米材料和纳米结构第六讲-热解法
CaCO3
过热解法进行制备。
CaO + CO2
事实上，多种金属氧化物都可以以其无机盐为先驱物，通
二、纳米材料制备：传统热解技术的发展与修正
1、传统热解技术的缺点 颗粒尺寸分布宽，从纳米尺寸到微米尺寸 改进思路：1）修正制备过程；2）优化反应条件 2、实现纳米制备的改进途径 雾化（ Atomize ）先驱物溶液 利用稳定的基底（如沸石分子筛，多孔玻璃等）分散先 驱物溶液 放慢反应速度 使反应在惰性溶剂或惰性气体环境中进行 利用可分解的聚合物或有机大分子来分散及保护先驱物 和所制备的纳米颗粒 上述措施有效降低热解反应的临界温度，并有效阻止所生成 纳米颗粒之间团聚现象的发生
纳米材料和纳米结构
热解法 Pyrolysis
第六讲
一、热解法（Pyrolysis）简介
1. 定义
通过将某种化学先驱物在适当温度下进行热处理而得到预 期的新的固体化合物，而热分解过程中产生的其他反应产物则 以气体形态挥发掉。合成材料的这种方法称为热解法。
2. 典型例子
热解法的应用可以追溯到很久以前。一个典型的例子是重
三、金属纳米颗粒的热解制备
1、贵金属纳米颗粒的热解制备
AgNO3 (aq)
OH-
Ag (OH) (s)
Ag2O (s)
Ag (s)
许多贵金属纳米颗粒均可通过上述反应类型热解制备 纳米颗粒的平均粒径可通过反应条件和媒介控制，在10~1000 nm 通过将先驱物嵌入稳定的多孔衬底，可制备出平均粒径在 1~100 nm 的金属纳米颗粒 (如在介孔氧化硅中制备Ag纳米颗粒 ) 可以制备出具有不同元素比例的金属复合物（如具有不同元素百 分比的Au/Ag金属纳米复合体） 可以通过选用不同衬底材料（如金属、合金、陶瓷、有机材料 等），获得多种贵金属复合纳米体系
热解的概念
热解的概念热解是指物质在高温下分解的化学反应过程，也被称为热分解、热裂解等。
在热解过程中，物质被加热至一定温度下，分子内部或其它分子相互作用力的作用下，在不能再加热或超出温度范围的情况下，开始分离，分解成更简单的物质或化合物。
热解是各种化学反应过程中最基本的一种，它可用于研究化学反应的机理，探究化学物质的基本结构和性质。
不同的物质在高温下的热解反应方式、机理、产物也千差万别，有些会分解出易燃易爆的气体，有些则会生成有用的物质，例如煤制气、焦油、炭等。
常见的热解反应有以下几种：1. 热分解热分解是物质分解出简单的分子或原子的反应。
一般来说，热分解反应是在高温下进行的，被分解出的物质可是有害的，如锡和铅的氧化物等物质。
但也有一些热分解的产物是有用的，如H2O分解成氢气和氧气。
热裂解是指物质在高温下分解成多种烃基的反应，包括链裂解、环裂解和共聚反应等。
热裂解可大量产生烃基物质，可以用于有机化学合成和燃料生产。
3. 烷基化反应烷基化反应是指烃基物质在高温下发生反应，生成烷基化合物的过程。
烷基化反应是有机化学领域中十分常见的一种反应，广泛应用于有机合成和化工生产等领域。
4. 脱羧反应脱羧反应是指羧酸分子在高温下脱去羧基，生成酸和H2O的反应。
这种反应是生物化学中常见的一种反应，通常发生在丙酮酸的代谢中。
热解反应不仅是化学理论研究的重要领域，也在工业生产和生物科学研究中得到广泛应用。
通过研究热解反应过程，可以探究分子间的相互作用力及其分子结构，揭示分子内部的化学反应机理，并产生新的化学物质或价值。
生活垃圾热解技术
生活垃圾热解技术本期目录综述• ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 政策、标准•国外相关法律法规 ---------------------------------------------------------------------------------- 13 新闻动态• ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 院内信息•科技管理 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 18•标准管理 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 19综述定义热解(Pyrolysis)就是指生活垃圾在没有氧化剂(空气、氧气、水蒸气等)存在或只提供有限氧的条件下,加热到逾500℃,通过热化学反应将生物质大分子物质(木质素、纤维素与半纤维素)分解成较小分子的燃料物质(固态炭、可燃气、生物油)的热化学转化技术方法。
通式有机固体废物(H2、CH4、CO、CO2等)气体＋(有机酸、焦油等)有机液体＋碳黑＋炉渣产物热解的产物主要有可燃气、生物油与固体黑炭。
可燃气(合成气)可用于民用炊事与取暖,烘干谷物、木材、果品、炒茶,发电,区域供热,工业企业用蒸汽等。
在生物质能开发水平较高的国家,还用气化燃气作化工原料,如合成甲醇、氨等,甚至考虑作燃料电池的燃料。
热解的基本原理和方式
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。
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。
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:
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；
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
生活垃圾热解技术
标准文案生活垃圾热解技术本期目录综述• 1政策、标准•国外相关法律法规 ------------------------------------------------------------- 13新闻动态• 1院信息•科技管理 ---------------------------------------------------------------------- 18 •标准管理 ---------------------------------------------------------------------- 19定义热解(Pyrolysis)是指生活垃圾在没有氧化剂（空气、氧气、水蒸气等）存在或只提供有限氧的条件下，加热到逾500℃，通过热化学反应将生物质大分子物质（木质素、纤维素和半纤维素）分解成较小分子的燃料物质（固态炭、可燃气、生物油）的热化学转化技术方法。
通式有机固体废物(H2、CH4、CO、CO2等)气体＋(有机酸、焦油等)有机液体＋碳黑＋炉渣产物热解的产物主要有可燃气、生物油和固体黑炭。
可燃气（合成气）可用于民用炊事和取暖，烘干谷物、木材、果品、炒茶，发电，区域供热，工业企业用蒸汽等。
在生物质能开发水平较高的国家，还用气化燃气作化工原料，如合成甲醇、氨等，甚至考虑作燃料电池的燃料。
生物油是高能量载体，基本上不含硫、氮和金属成分，是一种绿色燃料。
固体黑炭可用作工业燃料，制作碳基肥，改善土壤性能等。
优势1、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；2、废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在固体炭黑中；3、由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+；(4)NO x的产生量少。
原理从化学反应的角度对热解进行分析，生物质在热解过程中发生了复杂的热化学反应，包括分子键断裂、异构化和小分子聚合等反应。
木材、林业废弃物和农作物废弃物等的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。
热解技术的应用领域
热解技术的应用领域
热解技术是一种在高温条件下将物质分解为不同的组分的技术。
它可以应用于许多领域，例如：
1. 生物质能利用：热解技术可用于将生物质转化为生物炭、液体燃料和气体燃料，用于能源生产。
2. 化学工业：热解技术可用于制备各种化学品，如碳黑、焦油、酚醛树脂等。
3. 环保领域：热解技术可以用于处理废弃物，如塑料、橡胶、木材等，将它们转化为有用的物质。
4. 冶金工业：热解技术可以用于提取金属，如铁、铜、铝等。
5. 建筑材料：热解技术可以用于生产建筑材料，如陶瓷、玻璃等。
总之，热解技术在许多领域都有广泛的应用，可以为我们的生活和工业生产带来很多好处。
- 1 -。
热解产生气体的有机物
热解产生气体的有机物
在热解过程中，许多有机物可以产生气体。
以下是一些常见的热解产生气体的有机物：
1. 石油和煤：在高温下，石油和煤可以分解产生气体，主要包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等烃
类气体。
2. 木材和纤维素：木材和纤维素在热解过程中可以产生一系列的挥发性有机物，比如甲醇、乙醇、醋酸等。
3. 塑料：塑料是由高分子有机物组成的，当塑料被加热时，可以分解产生各种有机气体，如苯、甲苯、二甲苯等。
4. 橡胶：橡胶是一种高聚物，热解橡胶可以产生一系列碳氢化合物气体，如丙烯、丁烯等。
5. 生物质：生物质是指植物和动物的有机残留物，包括木材、农作物废弃物等。
生物质的热解
可以产生一系列气体，如甲醇、乙醇、醋酸等。
这些热解产生的气体可以被收集和利用，用作燃料或用于化学工业的合成反应。
同时，热解过
程也可以用于废弃物的处理和能源的回收利用。
生物质热解的主要原理
生物质热解的主要原理
生物质热解是将生物质在缺氧条件下加热，使其分解成气体、液体和固体三种产物的过程。
其主要原理是在高温下，生物质中的碳水化合物、蛋白质和脂肪等有机物会分解成一系列低分子量的化合物，包括气体（如CO、CO2、CH4、H2等）、液体（如醋酸、苯酚、苯乙烯等）和固体（如炭、焦油等）产物。
在生物质热解过程中，温度是一个关键的参数，通常在300-900摄氏度之间。
此外，反应时间、反应压力、反应物质的质量比等也会影响热解产物的组成和产率。
生物质热解可以用于生产生物质炭、液体燃料和气态燃料等。
几种常见塑料热解
热解过程中产生的液体，如油类、烃类等 。
固体产物
有害产物的生成与控制
热解过程中产生的固体，如炭黑、灰分等 。
热解过程中可能产生有害物质，如多环芳 烃、二噁英等，需要采取措施控制其生成 和排放。
03
几种常见塑料的热解特性
聚乙烯（PE）
热解温度
约400-500°C
热解产物
乙烯、丙烯、丁烯等低碳烃类气体，以及碳黑、 油类等固体残留物
塑料热解的重要性
01
02
03
资源回收
通过塑料热解可以将废弃 塑料转化为有价值的燃料 和化学品，实现资源的有 效回收和再利用。
环境保护
塑料热解可以减少废弃塑 料对环境的污染，减轻对 自然资源的压力。
能源利用
塑料热解产生的燃料可用 于能源生产，为可再生能 源提供补充。
塑料热解的分类
按温度分类
根据热解温度的不同，塑料热解可分为低温热解和高 温热解。
应用领域
广泛用于包装、容器、农膜、电线电缆等领域
聚丙烯（PP）
热解温度
约450-600°C
热解产物
丙烯、丙烷、丁烯等低碳烃类气体，以及碳黑、油类等固体残留物
应用领域
广泛用于汽车零部件、家用电器、医疗器械等领域
聚氯乙烯（PVC）
热解温度
01
约350-550°C
热解产物
02
氯化氢气体、乙烯、丙烯等气体，以及碳黑、氯代烃等固体残
碳化反应
塑料中的碳元素以碳化物的形 式存在，形成炭黑。
热解反应动力学
反应速率
描述热解反应的快慢程度。
活化能
热解所需的最低能量。
温度与压力的影响
温度和压力对热ห้องสมุดไป่ตู้反应速率的影响。
热解技术
国内煤炭热解技术介绍
1、气体热载体直立炉工艺 直立炉工艺按加热方式分为内热式和外热式 工艺，外热式直立炉工艺由于热效率低，基本 上已被淘汰。国内在鲁奇三段炉的基础上，开 发了不同类型的内热立式干馏炉。 代表性的工艺：三段炉、SJ低温干馏工艺
1）三段炉
1）三段炉
技术路线： 将20-80 mm的褐煤或型煤沿炉中下行，气流逆 向通入进行热解。对粉状的褐煤和烟煤要预先 压块，热解过程分为上、中、下三段即干燥和 预热段、热解段、半焦冷却段。在上段循环热 气流把煤干燥并预热到150℃；在中段热气流 把煤加热到500~850℃，进行热解。在下段半 焦被循环气流冷却到100~150℃，最后排出。
国内煤炭热解技术介绍
5、以移动床热解为基础的循环流化床多联产工 艺 以移动床热解为基础的循环流化床多联产 工艺与以流化床热解为基础的循环流化床多联 产工艺类似，其主要差别在气化室。以移动床 热解为基础的循环流化床多联产工艺的气化室 采用移动床气化。
代表性的工艺：北京动力经济研究所和济南锅 炉厂联产工艺(BJY工艺)
国内各种煤炭热解技术的比较
从原料产品上的比较
国内各种煤炭热解技术的比较
从原理的比较
热解工艺 SJ工艺 DG工艺 MRF工艺 ZDL工艺 BJY工艺 BT工艺 原理 直立炉 直立式循环流化床 多段回转炉 流化式循环流化床热解 移动床循环流化床热解 下行床循环流化床热解 加热方式 内热式 内热式 内热式 内热式 内热式 内热式 热载体 空气、煤气 半焦 空气、烟气 循环热灰 热解温度（℃） 热解速度 730-770 470-600 550-750 500-900 中速 快速 中速 快速 快速 快速
北京动力经济研究所和济南锅炉厂联产工艺 (BJY工艺)
热解工艺流程
热解工艺流程
一、原料准备
1.选择适宜的生物质原料
2.粉碎或切割原料至合适尺寸
3.调整原料含水率和颗粒度
二、热解设备调试
1.检查热解设备状态和安全性能
2.设置热解温度和压力参数
3.调试设备以确保正常运行
三、热解反应
1.将原料投入热解设备
2.控制热解温度和反应时间
3.收集热解产物
四、产物处理与分离
1.进行产物气液固分离
2.对气体进行净化和收集
3.进行液态和固态产物处理
五、产品收集与储存
1.收集处理后的产品
2.进行产品质量检验
3.储存合格产品并准备出售。
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保温时间 物料在反应器中的保温时间决定了物 料分解转化率。为了充分利用原料中的有 机质，尽量脱出其中的挥发分，应延长物 料在反应器中的保温时间。 物料的保温时间与热解过程的处理量 成反比例关系。 保温时间长，热解充分，但处理量少； 保温时间短，则热解不完全，但处理量大。
物料性质 物料的性质如有机物成分、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。 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。 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。
热解反应器一般有立式炉、回转窑、高温熔化炉和流化床炉。
昕雨课堂
热解技术与焚烧发相比的明显优点： 它可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、 燃料油、碳黑等储存性能源。 热解是一种缺氧分解，产生的废气少，相应地其 排放的废气也少，这有利于减轻对环境空气的污 染。 废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在 碳黑中。 由于保持在还原性条件，因此三价铬不会转化为 六价铬。 氮氧化物的产生量少。 热解技术与焚烧发相比的不足： 专业技术要求过高，资金投入过大，原料成本要 求过苛刻。
如纤维素热解化学式为： 3C6H10O5→8H2O+C6H8O+3CO2+CH4+H2+8C ，其中C6H8O为焦油。
热分解产物比例与温度的关系 影响有机固体废弃物热解产物的因素：
高温热解：T>1000℃，供热方式几乎都 是直接加热
热解温度
加热速率
中温热解： T=600～700℃，主要用在比 较单一的废物的热解，如废轮胎、废塑 料热解油化 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。
热解的分类：
碳酸氢钠焙烧生成碳酸钠： 2NaHCO3─→Na2CO3+H2O+CO2
石灰石（碳酸钙）焙烧生成生石灰（氧化钙）： CaCO3─→CaO+CO2
氧化汞热解生成元素汞： 2HgO─→O2+2Hg 氯酸钾热解生成高氯酸钾： 4KClO3─→3KClO4+KCl
气态产物：氢、甲烷、一氧化碳； 液态产物：CH3OH、CH3COCH3、C2H5COOH、 CH3CHO及焦油、溶剂油、水溶液等； 固态产物：焦炭、碳黑。 有机物热解时，由于会产生副反应，产物组成往往比较复杂。
环境科学导论第七小组成果展示
暮夜昕光作品
小组成员：刘昕雨，袁李群, 华玉萍
固体废物
无氧或缺氧化
固体废物的热解：在缺氧或无氧条件下，使可燃性固体 废物在高温下分解。最终成为可燃气、 油、固形炭的过程。
因此，我们也可以总结为物质受热发生分解的反应过程。 许多无机物质和有机物质被加热到一定程度时都会发生 分解反应。
保温时间
物料性质 反应器类型 供气供氧
每个参数都会对热解反应过程和热解产物产生影响。
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。 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； 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。
热解的过程及产物：
固体废物热解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。
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)
有机物＋热 绝热或缺氧 气体＋液体＋固体
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制性好。 气体与物料逆流行进有利于延长物料在 反应器内滞留时间，从而可提高有机物的转 化率；气体与物料顺流行进可促进热传导， 加快热解过程。
供气供氧 空气或氧作为热解反应中的氧化剂， 使物料发生部分燃烧，提供热能以保证热 解反应的进行。因此，供给适量的空气或 氧是非常重要的，也是需要严格控制 的．供给的可以是空气，也可以是纯氧。 由于空气中含有较多的N2，供给空气时产生 的可燃气体的热值较低。供给纯氧可提高 可燃气体的热值，但生产成本也会相应增 加。
焚烧
生物质、塑料类、橡胶等
氧需求
热解
需氧
无氧或缺氧 吸热
热 解 与 焚 烧 比 较
放热
能量
二氧化碳、 水 就地利用
二次污染大
产物
气、油、炭黑
贮存或远距离 运输 二次污染较小
利用
污染
研究报道表明，热解烟气量是焚烧的1/2，NO是焚 烧的1/2，HCl是焚烧的1/25，灰尘是焚烧的1/2。
①
② ③
④ ⑤