固体废物的热解处理设备课件
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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。
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
最新第六章固体废物的热处理ppt课件
烧
助燃
工 空气
艺 换热
器预 热
–通风管道、进气系统、风机和空气预热
器等
空
–一次助燃空气：60%~80%，干燥段 15%、燃烧段75%、燃烬段10%
气
–二次助燃空气：20%~40%，火焰上和 二次燃烧室空气
系
–余热锅炉后，200~280℃
统
16
1
焚烧处理
PCDDs:
A 控制燃烧
焚
TCDDs PCDFs
回转式 垃圾搅拌及干燥性好、可适用中小容量连续传动装置复杂、炉内的耐火材料 焚烧炉 （单炉容100~400t/d）、 可高温安全燃 易损坏
烧， 残灰颗粒小
控气式 适用中小容量（单炉容量150t/d）、 燃烧不完全、燃烧效率低、 使用年 焚烧炉 构造简单、装置可移动、机动性强 限短、 平均建造成本较高
Q1
9
1
焚烧处理
固 绝热燃烧温度 :在焚烧系统处于衡压、绝热状态，系统所有能量
体
都用于提高系统温度和物料的含热时，焚烧系统 的最终温度
废
物
燃 实际燃烧温度
烧
近似
温
计算
度
10
1
焚烧处理
空 理论空气量 :完成燃烧反应的最少空气量
气
和
烟
气
量 实际空气量
计
算
烟气量
11
1
焚烧处理
焚
空气系统
焚烧炉系统
烟气系统
废物料层厚度、运 动方式、预热温度
供氧量和物料混合程 度: 过剩空气系数
３Ｔ－１Ｅ
进气方式、燃烧器性 能、烟净化系统阻力
8
1
焚烧处理
热值 :单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量
助燃
工 空气
艺 换热
器预 热
–通风管道、进气系统、风机和空气预热
器等
空
–一次助燃空气：60%~80%，干燥段 15%、燃烧段75%、燃烬段10%
气
–二次助燃空气：20%~40%，火焰上和 二次燃烧室空气
系
–余热锅炉后，200~280℃
统
16
1
焚烧处理
PCDDs:
A 控制燃烧
焚
TCDDs PCDFs
回转式 垃圾搅拌及干燥性好、可适用中小容量连续传动装置复杂、炉内的耐火材料 焚烧炉 （单炉容100~400t/d）、 可高温安全燃 易损坏
烧， 残灰颗粒小
控气式 适用中小容量（单炉容量150t/d）、 燃烧不完全、燃烧效率低、 使用年 焚烧炉 构造简单、装置可移动、机动性强 限短、 平均建造成本较高
Q1
9
1
焚烧处理
固 绝热燃烧温度 :在焚烧系统处于衡压、绝热状态，系统所有能量
体
都用于提高系统温度和物料的含热时，焚烧系统 的最终温度
废
物
燃 实际燃烧温度
烧
近似
温
计算
度
10
1
焚烧处理
空 理论空气量 :完成燃烧反应的最少空气量
气
和
烟
气
量 实际空气量
计
算
烟气量
11
1
焚烧处理
焚
空气系统
焚烧炉系统
烟气系统
废物料层厚度、运 动方式、预热温度
供氧量和物料混合程 度: 过剩空气系数
３Ｔ－１Ｅ
进气方式、燃烧器性 能、烟净化系统阻力
8
1
焚烧处理
热值 :单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量
固体废物热解处理工艺PPT课件
• 低温——油类含量相对较多 • 温度升高——全面裂解——气态产物增加，各种有机酸、焦油
、碳渣相对减少 • 较低和较高的加热速率——气体含量高 • 固体废物热解是否得到高能量产物，取决于原料中氢转化为可
燃气体与水的比例
三、典型固体废物的热解技术
城市垃圾的热解
城市垃圾的热解技术根据其装置类型分：
①移动床熔融炉方式； ②回转窑方式； ③流化床方式； ④多段炉方式； ⑤Flush Pyrolysis方式。
•
炭黑与从炉下部通入的空气在燃烧区发生燃烧反应，通过
添加焦炭来补充碳源。
•
玻璃体和铁，将重金属等有害物质固化在固相中——填埋
或再利用。
(二)Purox系统
•该系统也采用竖式热解炉，破碎后的垃圾从塔顶投料口进入． 依靠垃圾的自重在由上向下移动的过程中，完成垃圾的干燥和 热解。
• 该系统主要的能量消耗是垃圾破碎过程，
(四)Occidental系统
• 特点：垃圾前处理环节多，设备复杂 • 热解：不锈钢制筒式反应器 • 炭黑加热到760℃返回热解反应器供热 • 80℃急冷得到燃料油 • 热解油平均热值24401kJ/kg
（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。 载体：石英砂 热分解温度：500℃
THANK YOU
2020/9/30
• 投料口采用双重密封阀结构——目的是防止空气和热解气的漏 入与逸出；
• 竖式炉内垃圾由上向下移动与上升的高温气体进行换热；
• 热解段，在控制厌氧或缺氧状态下有机物发生热解——可燃气 和灰渣。
• 可燃性气体导入二燃室进一步燃烧，并利用尾气的余热发电。
• 灰渣中残存的热解固相产物
、碳渣相对减少 • 较低和较高的加热速率——气体含量高 • 固体废物热解是否得到高能量产物，取决于原料中氢转化为可
燃气体与水的比例
三、典型固体废物的热解技术
城市垃圾的热解
城市垃圾的热解技术根据其装置类型分：
①移动床熔融炉方式； ②回转窑方式； ③流化床方式； ④多段炉方式； ⑤Flush Pyrolysis方式。
•
炭黑与从炉下部通入的空气在燃烧区发生燃烧反应，通过
添加焦炭来补充碳源。
•
玻璃体和铁，将重金属等有害物质固化在固相中——填埋
或再利用。
(二)Purox系统
•该系统也采用竖式热解炉，破碎后的垃圾从塔顶投料口进入． 依靠垃圾的自重在由上向下移动的过程中，完成垃圾的干燥和 热解。
• 该系统主要的能量消耗是垃圾破碎过程，
(四)Occidental系统
• 特点：垃圾前处理环节多，设备复杂 • 热解：不锈钢制筒式反应器 • 炭黑加热到760℃返回热解反应器供热 • 80℃急冷得到燃料油 • 热解油平均热值24401kJ/kg
（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。 载体：石英砂 热分解温度：500℃
THANK YOU
2020/9/30
• 投料口采用双重密封阀结构——目的是防止空气和热解气的漏 入与逸出；
• 竖式炉内垃圾由上向下移动与上升的高温气体进行换热；
• 热解段，在控制厌氧或缺氧状态下有机物发生热解——可燃气 和灰渣。
• 可燃性气体导入二燃室进一步燃烧，并利用尾气的余热发电。
• 灰渣中残存的热解固相产物
固体废物处理与处置(热处理)
炉排长度固定、宽度可依 炉床所需面积进行调整，可 由数个炉床横向组合而成。 固定炉条和可动炉条交错配 置，可动炉条逆向移动，废 物因重力而滑落。大型垃圾 焚烧。
（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
3、旋转燃烧技术——旋转窑焚烧炉
它是一个略微倾斜而内衬耐火砖的钢制空心圆筒，窑体通常很 长，通过炉体整体转动达到固体废物均匀混合并沿倾斜角度向 出料端移动。
温度分布大致为： 干燥区 200~400℃， 燃烧区 700~900 ℃， 高温熔融烧结区 1100~1300 ℃
旋转窑焚烧炉
炉身为一卧式可旋转圆 柱体（外层为金属内层耐 火砖砌筑而成）。 转速一般为0.5-3r/min 物料加热是由燃烧过程 中产生的气体以及窑壁传 输的热量所提供。
焚烧废液、废气时，m=1.2~1.3；焚烧固体废物时，m=1.5~ 1.9， 有时在2以上，才能较完全燃烧。
烟气停留时间、温度、湍流度和空气过剩系 数，统称为“3T+1E”。 它既是影响固体废物焚烧效果的主要因素， 也是反映焚烧炉工况的重要技术指标。
五、焚烧工艺
现代化焚烧工艺主要由前处理系统、进料系统、焚烧炉 系统、空气系统、烟气系统、灰渣系统、余热利用系统 及自动化控制系统组成。
焚烧烟气
主要的污染物质
（1）不完全燃烧产物(PIC)，碳氢化合物燃烧不良产生的副产品， 包括CO、炭黑、烃、有机酸及聚合物等；
（2）粉尘，废物中的惰性金属盐类、金属氧化物或不完全燃烧物 质等；
（3）酸性气体，包括氯化氢及其他卤化氢、SOx、NOx、H3PO4等； （4）重金属污染物，包括铅、汞、铬等的元素态、氧化态和氯化
（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
3、旋转燃烧技术——旋转窑焚烧炉
它是一个略微倾斜而内衬耐火砖的钢制空心圆筒，窑体通常很 长，通过炉体整体转动达到固体废物均匀混合并沿倾斜角度向 出料端移动。
温度分布大致为： 干燥区 200~400℃， 燃烧区 700~900 ℃， 高温熔融烧结区 1100~1300 ℃
旋转窑焚烧炉
炉身为一卧式可旋转圆 柱体（外层为金属内层耐 火砖砌筑而成）。 转速一般为0.5-3r/min 物料加热是由燃烧过程 中产生的气体以及窑壁传 输的热量所提供。
焚烧废液、废气时，m=1.2~1.3；焚烧固体废物时，m=1.5~ 1.9， 有时在2以上，才能较完全燃烧。
烟气停留时间、温度、湍流度和空气过剩系 数，统称为“3T+1E”。 它既是影响固体废物焚烧效果的主要因素， 也是反映焚烧炉工况的重要技术指标。
五、焚烧工艺
现代化焚烧工艺主要由前处理系统、进料系统、焚烧炉 系统、空气系统、烟气系统、灰渣系统、余热利用系统 及自动化控制系统组成。
焚烧烟气
主要的污染物质
（1）不完全燃烧产物(PIC)，碳氢化合物燃烧不良产生的副产品， 包括CO、炭黑、烃、有机酸及聚合物等；
（2）粉尘，废物中的惰性金属盐类、金属氧化物或不完全燃烧物 质等；
（3）酸性气体，包括氯化氢及其他卤化氢、SOx、NOx、H3PO4等； （4）重金属污染物，包括铅、汞、铬等的元素态、氧化态和氯化
第八章 固体废物的热解-PPT精选文档
固体废物的处理与处置
多 媒 体 网 络
第八章 固体废物的热解
第八章 固体废物的热解
一、热解概念
固体废物热解是利用有机物的热不稳定性，
在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。
二、热解原理
固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包
含大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应， 最后生成各种较小的分子。热解过程可以用通式表 示如下： 有机固体废物 (H2、CH4、CO、CO2)气体+（有 机酸、芳烃、焦油）有机液体+炭黑+炉渣 例如，纤维素热解3(C6H10O5) 8H2O+C6H8O+2CO+2CO2+CH4+H2+7C 其中：C6H8O代表液态的油品。
淀粉和纤维素，也可以经热解而得到燃料油 和燃料气。
五、污泥热解产物及热解工艺
（一）污泥热解流程
污泥与干燥过的一部分污泥在搅拌器中混合
进入干燥器干燥，然后送入热解炉。从干燥 器出来的气体在冷水塔中经冷却凝缩去水后 可作为燃烧气在燃烧室中使用。热解产生的 气体经冷却后可回收油或热量。气体导入燃 烧室在8000C以上燃烧。燃烧室产生的高温 气体在废热锅炉中产生蒸汽用于干燥，若能 量不足时可在燃烧室加补助燃料。
（二）污泥与垃圾联合热解
固体废物与污泥联合热解有以下特点：
固体废物中有用的无机物可以直接回收，有机物 的热量亦被回收利用。 尾气经过多级净化处理，废水经过一般处理均能 达到允许排放的标准。 残渣中的微量元素可进行填埋处理，而占地面积 只有传统填埋面积的20-30%，还可省去传统填埋 前的预处理。 固体废物与污泥联合热解处理的方法改变了污泥 热解处理的地位，大大提高了污泥作为能源的竞 争能力。
多 媒 体 网 络
第八章 固体废物的热解
第八章 固体废物的热解
一、热解概念
固体废物热解是利用有机物的热不稳定性，
在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。
二、热解原理
固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包
含大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应， 最后生成各种较小的分子。热解过程可以用通式表 示如下： 有机固体废物 (H2、CH4、CO、CO2)气体+（有 机酸、芳烃、焦油）有机液体+炭黑+炉渣 例如，纤维素热解3(C6H10O5) 8H2O+C6H8O+2CO+2CO2+CH4+H2+7C 其中：C6H8O代表液态的油品。
淀粉和纤维素，也可以经热解而得到燃料油 和燃料气。
五、污泥热解产物及热解工艺
（一）污泥热解流程
污泥与干燥过的一部分污泥在搅拌器中混合
进入干燥器干燥，然后送入热解炉。从干燥 器出来的气体在冷水塔中经冷却凝缩去水后 可作为燃烧气在燃烧室中使用。热解产生的 气体经冷却后可回收油或热量。气体导入燃 烧室在8000C以上燃烧。燃烧室产生的高温 气体在废热锅炉中产生蒸汽用于干燥，若能 量不足时可在燃烧室加补助燃料。
（二）污泥与垃圾联合热解
固体废物与污泥联合热解有以下特点：
固体废物中有用的无机物可以直接回收，有机物 的热量亦被回收利用。 尾气经过多级净化处理，废水经过一般处理均能 达到允许排放的标准。 残渣中的微量元素可进行填埋处理，而占地面积 只有传统填埋面积的20-30%，还可省去传统填埋 前的预处理。 固体废物与污泥联合热解处理的方法改变了污泥 热解处理的地位，大大提高了污泥作为能源的竞 争能力。
固体废物的热解处理课件
06
热解处理的发展趋势与未 来展望
技术改进与创新
1 2 3
新型热解反应器的研发 针对传统热解技术的不足，研究新型热解反应器， 以提高处理效率、降低能耗和减少污染物排放。
热解工艺的优化 通过改进热解工艺参数，如温度、压力和停留时 间等，实现更高效、更环保的热解过程。
热解产物的综合利用 探索热解产物的多元化利用途径，如制备生物燃 料、化学原料和建筑材料等，提高固体废物的资 源化利用率。
热解技术的原理
01
02
03
高温分解
在高温条件下，固体废物 中的有机物质发生热分解 反应，释放出可燃气体和 油类等产物。
化学键断裂
热解过程中，化学键断裂， 将大分子有机物分解为小 分子物质，如烃类、醇类、 酮类等。
能量转化
热解过程将有机物中的化 学能转化为可燃气体和液 体燃料的热能，可用于发 电、供暖等能源利用。
提高能源效率
余热回收利用
将热解过程中的余热进行回收， 用于预热物料、提供工艺热源或 驱动其他设备，提高能源利用效率。
高效换热技术
采用先进的换热器技术和高效传 热介质，降低热损失，提高热能 利用率。
能量集成系统
构建能量集成系统，实现不同工 艺之间的能量互补和优化，进一 步提高能源利用效率。
降低环境影响
固体废物的热解处 理
• 固体废物的定义与分类 • 热解处理技术概述 • 热解处理的优势与局限性 • 热解处理工艺流程 • 热解处理的应用实例 • 热解处理的发展趋势与未来展望
01
固体废物的定义与分类
定义
• 固体废物：是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利 用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固 态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定 纳入固体废物管理的物品、物质。
固体废物的热解处理设备ppt
其对热解过程的影响因素。
处理能力
02
评估所需的处理能力，包括处理量、处理速度以及处理效果的
稳定性等，确保设备能够满足实际需求。
能源效率
03
考虑设备的能源效率，对不同设备的能源消耗进行比较，选择
能源利用高效且符合环保要求的设备。
市场调研
收集市场信息
通过收集市场上的公开信息，了解不同热解处理 设备的价格、性能、可靠性以及售后服务等。
热解处理的定义和重要性
定义
热解处理是指将固体废物在高温下进行热分解，将有机物转化为气态、液态 和固态产物，并回收利用其中的能源和资源。
重要性
热解处理能够最大限度地减少废物的体积和重量，将其转化为可利用的能源 和资源，如燃料油、燃料气和炭黑等，同时减少了对环境的污染。
设备的基本结构和功能
设备结构
热解处理设备通常由进料系统、反应器、产物收集系统和控制系统等组成。
功能
进料系统将待处理的固体废物送入反应器，反应器则将废物在高温下进行热分解 ，产物收集系统将产生的气态、液态和固态产物进行收集和分离，控制系统则对 整个过程进行监控和调节，确保设备的正常运行和产品的质量。
02
热解处理设备的种类和特点
固定床热解设备
固定床热解设备是一种常见的热解处理设备，其结构较为简 单，操作方便，热解效率较高。
03
热解处理设备的工艺流程和操作
预处理
1 2
分选和破碎
将固体废物进行初步分选，去除其中的可回收 物和有害物质；再将废物破碎成小块，以便进 一步处理。
干燥
将破碎后的废物进行干燥，以降低后续处理的 能耗和温度。
3
预热
将干燥后的废物进行预热，以促进热解反应。
固体废弃物的热解PPT课件
固体废弃物处理与处置
第六讲
固体废弃物的热解
.
1
.
2
热解的定义
固体废弃物的热解：
将含有机可燃质的固体废弃物置于 完全无氧的环境中加热，使固体废 弃物中有机物的化合键断裂，产生 小分子物质（气态和液态）以及固 态残渣的过程。
.
3
.
4
.
5
脱水→脱甲基→裂解→脱氢→缩合→氢化
.
6
热解过程中键的主要断裂方式
400℃左右裂解生成CO
.
200℃开始分解， 生成CO2和H2O
7
热稳定性的一般规律
（1）缩合芳烃>芳香烃>环烷烃>烯烃>炔 烃>烷烃.
（2）芳烃上侧链越长的侧链越不稳定;芳烃 环数越多，侧链也越不稳定.
（3）缩合多环芳烃的环数越多，越稳定。
.
8
脱水→脱甲基→裂解→脱氢→缩合→氢化
.
9
P178表6-6 不同固废的热解 动力学参数
.
27
.
28
热解工艺应用
城市垃圾 废塑料 污泥 废橡胶 生物质
.
29
.
30
城市垃圾的热解
.
10
影响热解的主要参数
运行条件
运行温度、挥发分的停留时间、反应器的结 构、升温速率等。
生物质的物理特性
生物质的挥发分、水分、颗粒粒度、生物质 的组成等。
.
11
热解过程参数影响
（1）热解速率
不同的热解速率下，断键位置不 同，热解产物差异变化大。 一般情况下，热解速度快，产生 的热解油越多，热解炭越少。
较慢的加热方式使挥发分在高温环境下的停留时间增 加，促进了二次裂解的进行，使焦油产量降低而燃气 产量提高。
第六讲
固体废弃物的热解
.
1
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2
热解的定义
固体废弃物的热解：
将含有机可燃质的固体废弃物置于 完全无氧的环境中加热，使固体废 弃物中有机物的化合键断裂，产生 小分子物质（气态和液态）以及固 态残渣的过程。
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3
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5
脱水→脱甲基→裂解→脱氢→缩合→氢化
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6
热解过程中键的主要断裂方式
400℃左右裂解生成CO
.
200℃开始分解， 生成CO2和H2O
7
热稳定性的一般规律
（1）缩合芳烃>芳香烃>环烷烃>烯烃>炔 烃>烷烃.
（2）芳烃上侧链越长的侧链越不稳定;芳烃 环数越多，侧链也越不稳定.
（3）缩合多环芳烃的环数越多，越稳定。
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8
脱水→脱甲基→裂解→脱氢→缩合→氢化
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9
P178表6-6 不同固废的热解 动力学参数
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热解工艺应用
城市垃圾 废塑料 污泥 废橡胶 生物质
.
29
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30
城市垃圾的热解
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10
影响热解的主要参数
运行条件
运行温度、挥发分的停留时间、反应器的结 构、升温速率等。
生物质的物理特性
生物质的挥发分、水分、颗粒粒度、生物质 的组成等。
.
11
热解过程参数影响
（1）热解速率
不同的热解速率下，断键位置不 同，热解产物差异变化大。 一般情况下，热解速度快，产生 的热解油越多，热解炭越少。
较慢的加热方式使挥发分在高温环境下的停留时间增 加，促进了二次裂解的进行，使焦油产量降低而燃气 产量提高。
固体废物的热解教学课件
筛分
去除固体废物中的异物， 如金属、玻璃等。
干燥
去除固体废物中的水分， 以降低热解过程中的能耗 。
热解
加热
将预处理后的固体废物加热到热 解温度，使其中的有机物发生热
解反应。
热解产物
热解产物包括气体、液体和固体 ，其中气体和液体是重要的能源
和化工原料。
热解温度
热解温度是影响热解产物的重要 因素，不同的废物需要不同的热
料和炭的化学过程。
热解过程
热解过程包括干燥、热解、燃烧和 炭化等阶段，其中有机物在高温下 热解成可燃气体、液体燃料和炭。
热解产物
热解产物包括可燃气体、液体燃料 和炭，其中可燃气体和液体燃料是 热解的主要产物，具有较高的能源 利用价值。
技术
固定床热解技术
回转窑热解技术
固定床热解技术是将固体废物放置在 固定床反应器中进行热解，产物通过 冷凝器进行冷凝，分为气体、液体和 固体三相。
特点
具有污染性、资源性和社会性。
分类
01
02
03
按来源分类
工业固体废物、生活垃圾 以及其他固体废物。
按危害特性分类
一般固体废物和危险固体 废物。
按处理方式分类
可回收利用的废物、不可 回收利用的废物以及有害 废物。
02
热解的原理与技术
原理
热解原理
热解是将固体废物在无氧或少量 氧的条件下，通过高温加热，使 有机物转化为可燃气体、液体燃
热解装备研发
研发新型高效、低耗、环保的 热解反应器及配套设备，提升
热解技术的工程应用能力。
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开发高效热解炉
研究和开发新型高效热解炉，提高热解效率，降低能耗和投资成本 。
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物较少； 粘性原料易结块，需预先干燥； 上行气流温度降低快，产品中焦油含量高,易堵塞气化部分的
管道。
图4-2 典型的固定燃烧床热解反应器
（2）流化床反应器(Fluidized bed reactor)
结构及原理（见图4-3）
原料从中部给入，热气体从底部给入，并且热气体 的流速足以使物料呈悬浮状态。
特点
物料不容易堆积结块; 热解速度快； 热损失大（热解与出口温度基本相等） 排出气体中固态物质含量高。
图4-3 流化床反应器
（3）回转窑（旋转窑）
结构及原理（见图4-4）
是一种间接加热的高温反应器。低速转动的倾斜圆 筒可以使物料由给料端向排料端缓慢移动，圆筒的 中部通过燃烧室，温度通过圆筒壁传导给物料，使 物料热解，残渣在排料端靠自重排出，气体则由排 料端的上部收集。燃烧室由耐火材料砌筑，圆筒用 金属制造。
（2）主要化学反应
一般认为，有机物的热解过程首先是从脱水开始的： 其次是脱甲基：
第一个反应的生成水与第二个反应产物的架桥部分的 次甲基反应：
进一步提高温度，上述反应中生成的芳环化合物再进行 裂解、脱氢、缩合、氢化等反应：
总的反应为：
有机固体废物 热解 气体（H 2、CH 4、CO、CO2等） ＋液体（有机酸、芳烃、焦油等） ＋固体（炭黑、炉渣等）
e.反应器类型(reactor stamp)
固定床处理量大，流态床温度可控性好； 气体与物料逆流可延长反应时间，顺流则可促
进热传导，加快热解过程。
f.供气(air feed)
空气或氧气可以促进燃烧，提供热能，但
空气中N2气含量高，降低气态产品的热值； 氧气需专门的供氧系统，增加热解成本。
概念二 有机废物的热解是利用有机物的热不稳定性、导热系数 (W/cm2·k)和熔融热(J／kg)等热性能的差异，在还原条件下进行 的吸热分解过程。 从热解的概念可以看出，热解是一个复杂的化学反应过程，是有 机物的分解与缩合共同作用的化学转化过程，不仅包括大分子的 化学键断裂、异构化，也包括小分子的聚合反应。有机物热解的 最终产物理论上应当是单体，但实际上,其热解产物除单体外，还 有：聚合度较低的齐聚物，分子量不等的烃类及其衍生物。
合考虑。
d.废物性质(waste quality)
废物中有机物含量高，水分低，粒度小，均有利于热 解。
热解有机质的总转化率是指挥发性产品与原料中的有 机质的重量比，一般以产品中灰分的重量为示踪剂， 按下式计算总转化率：
Y
1
A料（100 A渣（100
A渣） A料）
式中，A料为原料中的灰分干基百分比，A渣为残渣中灰分干基百分 比。Y为转化率。
reactor)
（1）固定床反应器(Fixed bed reactor)
结构及原理（见图4-2）
物料由上部给入，并向下移动，预热的空气和氧气从底部给 入并向上移动，热解气体从顶部排出，残渣通过炉蓖由底部 排出。上部的预热区温度约93～315℃，高温区的温度可达 980～1650℃。
特点：
采用逆流式物流方向，延长了反应时间； 上升气流的阻力大，流速相对较低，热解气体中夹带的固体
单塔式：燃烧与热解在同一设备中进行： 双塔式：燃烧与热解分别在各自的设备中进行。
按炉渣的可生成性(二种)
造渣型热解 非造渣型热解
按热解产物的状态(三种)
气化方式；液化方式；炭化方式
按热解炉的结构
固定层式；移动层式；回转式等
4.2 典型热解反应器及工艺 热解反应器 热解反应工艺
4 固体废物的热解(pyrolysis)处理设备
概述 典型热解反应器及工艺 工艺应用实例
4.1 概述
热解原理(Pyrolysis principles)
热解的概念 主要化学反应 热解与焚烧的区别 热解过程的控制
热解方式(Pyrolysis scheme)
（1）概念
概念一 热解是一种在缺氧或无氧条件下的燃烧过程，是在低电极电位还 原条件下的吸热分解反应，也称为干馏或炭化过程(煤气工程，及 焦化就是热解过程)。
4.1.2 热解方式(Pyrolysis scheme)
热解方式因热解过程的供热方式、产品状态、热解炉 结构等方面的不同而不同。 按供热方式(两种)
外加热：外部供给热解所需能量，热效率低； 内加热：供给适量空气使可燃物部分燃烧提供能量，热效率高，得
到普遍应用。
按燃烧与热解过程是否在(heat-up speed)
一般： 加热速率较低时热解产品气体含量高； 提高加热速率，则产品中的水分及有机物液体的含量 逐渐增多。
c.保温时间(heat preservation time)
保温时间是决定物料分解转化率的重要参数。 保温时间太长，转化率高，但处理能力降低，故应综
（3）热解与焚烧的区别
热解与焚烧的区别可以归纳于下表
焚烧
热解
热效应
放热、氧化
吸热、还原
反应产物
CO2、H2O
可燃的低分子化合物
释能方式及 应用
产生的热能只能就近利 用(发电、加热水或产 生蒸汽)
产生燃料油气，可贮存 和远距离输送
（4）热解过程控制
热解过程的几个关键参数是： 温度(temperature) 加热速率(heat-up speed) 保温时间(heat preservation time) 废物的性质(waste quality) 反应器类型(reactor ) 供气(air feed)
4.2.1 热解反应器(pyrolysis reactor)
反应器主要依据燃烧床及内部物流方向进行分类，种 类较多，介绍四种：
固定床反应器(Fixed bed reactor) 流化床反应器(Fluidized bed reactor) 回转窑（旋转窑）（rotary kiln ） 双塔循环式反应器(Double tower circulating
a. 温度(temperature)
温度是热解过程最重要的控制参数。在较低温度下， 有机大分子裂解成较多的中小分子，油类含量较多； 温度升高，中间产物发生二次裂解，C5以下分子及H2成 分较多，气体产量成正比增长，各种酸、焦油、炭渣 减少。
典型热分解产物比例与温度的关系见图4-1。
图4-1 热解产物比例与温度的关系
管道。
图4-2 典型的固定燃烧床热解反应器
（2）流化床反应器(Fluidized bed reactor)
结构及原理（见图4-3）
原料从中部给入，热气体从底部给入，并且热气体 的流速足以使物料呈悬浮状态。
特点
物料不容易堆积结块; 热解速度快； 热损失大（热解与出口温度基本相等） 排出气体中固态物质含量高。
图4-3 流化床反应器
（3）回转窑（旋转窑）
结构及原理（见图4-4）
是一种间接加热的高温反应器。低速转动的倾斜圆 筒可以使物料由给料端向排料端缓慢移动，圆筒的 中部通过燃烧室，温度通过圆筒壁传导给物料，使 物料热解，残渣在排料端靠自重排出，气体则由排 料端的上部收集。燃烧室由耐火材料砌筑，圆筒用 金属制造。
（2）主要化学反应
一般认为，有机物的热解过程首先是从脱水开始的： 其次是脱甲基：
第一个反应的生成水与第二个反应产物的架桥部分的 次甲基反应：
进一步提高温度，上述反应中生成的芳环化合物再进行 裂解、脱氢、缩合、氢化等反应：
总的反应为：
有机固体废物 热解 气体（H 2、CH 4、CO、CO2等） ＋液体（有机酸、芳烃、焦油等） ＋固体（炭黑、炉渣等）
e.反应器类型(reactor stamp)
固定床处理量大，流态床温度可控性好； 气体与物料逆流可延长反应时间，顺流则可促
进热传导，加快热解过程。
f.供气(air feed)
空气或氧气可以促进燃烧，提供热能，但
空气中N2气含量高，降低气态产品的热值； 氧气需专门的供氧系统，增加热解成本。
概念二 有机废物的热解是利用有机物的热不稳定性、导热系数 (W/cm2·k)和熔融热(J／kg)等热性能的差异，在还原条件下进行 的吸热分解过程。 从热解的概念可以看出，热解是一个复杂的化学反应过程，是有 机物的分解与缩合共同作用的化学转化过程，不仅包括大分子的 化学键断裂、异构化，也包括小分子的聚合反应。有机物热解的 最终产物理论上应当是单体，但实际上,其热解产物除单体外，还 有：聚合度较低的齐聚物，分子量不等的烃类及其衍生物。
合考虑。
d.废物性质(waste quality)
废物中有机物含量高，水分低，粒度小，均有利于热 解。
热解有机质的总转化率是指挥发性产品与原料中的有 机质的重量比，一般以产品中灰分的重量为示踪剂， 按下式计算总转化率：
Y
1
A料（100 A渣（100
A渣） A料）
式中，A料为原料中的灰分干基百分比，A渣为残渣中灰分干基百分 比。Y为转化率。
reactor)
（1）固定床反应器(Fixed bed reactor)
结构及原理（见图4-2）
物料由上部给入，并向下移动，预热的空气和氧气从底部给 入并向上移动，热解气体从顶部排出，残渣通过炉蓖由底部 排出。上部的预热区温度约93～315℃，高温区的温度可达 980～1650℃。
特点：
采用逆流式物流方向，延长了反应时间； 上升气流的阻力大，流速相对较低，热解气体中夹带的固体
单塔式：燃烧与热解在同一设备中进行： 双塔式：燃烧与热解分别在各自的设备中进行。
按炉渣的可生成性(二种)
造渣型热解 非造渣型热解
按热解产物的状态(三种)
气化方式；液化方式；炭化方式
按热解炉的结构
固定层式；移动层式；回转式等
4.2 典型热解反应器及工艺 热解反应器 热解反应工艺
4 固体废物的热解(pyrolysis)处理设备
概述 典型热解反应器及工艺 工艺应用实例
4.1 概述
热解原理(Pyrolysis principles)
热解的概念 主要化学反应 热解与焚烧的区别 热解过程的控制
热解方式(Pyrolysis scheme)
（1）概念
概念一 热解是一种在缺氧或无氧条件下的燃烧过程，是在低电极电位还 原条件下的吸热分解反应，也称为干馏或炭化过程(煤气工程，及 焦化就是热解过程)。
4.1.2 热解方式(Pyrolysis scheme)
热解方式因热解过程的供热方式、产品状态、热解炉 结构等方面的不同而不同。 按供热方式(两种)
外加热：外部供给热解所需能量，热效率低； 内加热：供给适量空气使可燃物部分燃烧提供能量，热效率高，得
到普遍应用。
按燃烧与热解过程是否在(heat-up speed)
一般： 加热速率较低时热解产品气体含量高； 提高加热速率，则产品中的水分及有机物液体的含量 逐渐增多。
c.保温时间(heat preservation time)
保温时间是决定物料分解转化率的重要参数。 保温时间太长，转化率高，但处理能力降低，故应综
（3）热解与焚烧的区别
热解与焚烧的区别可以归纳于下表
焚烧
热解
热效应
放热、氧化
吸热、还原
反应产物
CO2、H2O
可燃的低分子化合物
释能方式及 应用
产生的热能只能就近利 用(发电、加热水或产 生蒸汽)
产生燃料油气，可贮存 和远距离输送
（4）热解过程控制
热解过程的几个关键参数是： 温度(temperature) 加热速率(heat-up speed) 保温时间(heat preservation time) 废物的性质(waste quality) 反应器类型(reactor ) 供气(air feed)
4.2.1 热解反应器(pyrolysis reactor)
反应器主要依据燃烧床及内部物流方向进行分类，种 类较多，介绍四种：
固定床反应器(Fixed bed reactor) 流化床反应器(Fluidized bed reactor) 回转窑（旋转窑）（rotary kiln ） 双塔循环式反应器(Double tower circulating
a. 温度(temperature)
温度是热解过程最重要的控制参数。在较低温度下， 有机大分子裂解成较多的中小分子，油类含量较多； 温度升高，中间产物发生二次裂解，C5以下分子及H2成 分较多，气体产量成正比增长，各种酸、焦油、炭渣 减少。
典型热分解产物比例与温度的关系见图4-1。
图4-1 热解产物比例与温度的关系