浅论垃圾热解气化技术
垃圾热解气化焚烧技术介绍
如今环境问题越来越成为人们关注的话题，近日，郑州紧跟北上广全面实施“垃圾分类”，更让平日里随处可见的垃圾也成为人们口中的热词，“今天的垃圾你丢对了吗”也成为人们寒暄的话语，这种现象也暴露出全民对于垃圾的关注，更是国家对于生活垃圾无处可放的担忧。
随着“蓝天保卫战”“无废城市”的提出，国家层面也越来越重视固体废弃物带来的新的环境问题，垃圾围城的现象日益凸显，固体废弃物的减量化、资源化、无害化、稳定化处理亟需寻找一条新的出路。
据相关部门公开资料显示，目前我国生活垃圾无害化处理方式主要以焚烧为主，占80%，厌氧消化、卫生填埋、回收利用、堆肥等只占20%左右。
生活垃圾焚烧产生的二恶英类物质（PCDDs）是已知的毒性最大的物质之一，焚烧产生的飞灰中含有大量重金属，因此焚烧对大气环境造成比较严重的二次污染。
而厌氧消化、卫生填埋不仅需要占用大量宝贵的土地资源，并且渗滤液等有毒有害物质也造成土壤、地下水的严重污染。
塑料垃圾热解气化技术很好的解决了以往塑料垃圾处理中存在的各种环境污染问题。
采用塑料垃圾破碎→干化→热解气化的工艺将废塑料热解气化，在此系统中，废塑料经撕碎机撕碎成2 ~ 5公分的碎块（图2），然后经过滚筒干化机（图3）干化后在热解气化装置（图4）中经过高温加热热解气化，产生CO、H2、CH4 等可燃气体，这些可燃气体经过净化系统（图5）冷却净化后直接通入燃烧室进行燃烧，燃烧后的气体通入余热锅炉产生蒸汽提供给附近纸厂使用，余热气体又引入滚筒干化机，使撕碎后的塑料干燥到含水率15%~20%,最后气体脱硫后排入大气中，在这个系统中，整个反应处在贫氧、高温、密闭的条件下，因此杜绝了二恶英类物质的生成，也杜绝飞灰泄露进入大气环境中，此外气化焚烧后的残渣（图6）可以用作新型建材材料，比如新型建材砖，真正实现固废垃圾的资源化、无害化。
图1 破碎前的塑料垃圾图2 破碎后的塑料垃圾图3 滚筒干化机图4 热解气化装置图5 净化装置图6 气化炉残渣垃圾热解气化技术是近几年来世界各国为解决垃圾焚烧过程中产生二恶英类毒性物质问题而提出的一种新技术，热解气化技术是指在无氧或缺氧条件下，高温加热有机物，使有机物的大分子裂解成为小分子、甲烷和炭黑，炭黑又在气化层缺氧的条件下生成CO，最终获得可燃气体的技术。
垃圾热解气化总结材料知识分享
垃圾热解⽓化总结材料知识分享垃圾热解⽓化总结材料1. 固废管理的原则减量化：减量化是指在⽣产、流通和消费等过程中减少资源消耗和废物产⽣，以及采⽤适当措施使废物量减少（含体积和重量）的过程。
资源化：将废物直接作为原料进⾏利⽤或着对废物进⾏再⽣利⽤，也就是采⽤适当措施实现废物的资源利⽤过程，其中再利⽤是指将废物直接作为产品或者经修复、翻新、再制造后继续作为产品使⽤，或者将废物的全部或者部分作为其他产品的部件予以使⽤。
分为三种类型：①保持原有功能和性质，直接回收利⽤；②不再保持其原有的形态和使⽤性能，但还保持利⽤其材料的基本性能，如废⾦属回收利⽤、废纸再⽣、玻璃再⽣等；③不再保持其原有的形态、使⽤性能和材料的基本性能，但还保持利⽤其部分分⼦特性等如⽣物质有机垃圾的好氧堆肥、厌氧发酵等。
⽆害化：在垃圾的收集、运输、储存、处理、处置的全过程中减少以⾄避免对环境和⼈体健康造成不利影响。
2. 固废处理⽅法垃圾焚烧，或称垃圾焚化，是⼀种废物处理的⽅法，通过焚烧废物中有机物质，以缩减废物体积。
焚烧与其他⾼温垃圾处理系统，皆被称为“热处理”。
焚化垃圾时会将垃圾转化为灰烬、废⽓和热⼒。
灰烬⼤多由废物中的⽆机物质组成，通常以固体和废⽓中的微粒等形式呈现。
废⽓在排放到⼤⽓中之前，需要去除其中污染⽓体和微粒。
其余残余物则⽤于堆填。
在某些情况，焚化垃圾所产⽣的热能可⽤于发电。
焚化是其中⼀种将垃圾转换成能源的技术，其他如⽓化、等离⼦弧⽓化、热解和厌氧消化。
垃圾焚化会减少原来垃圾80%～85%的质量和95%～96%的体积（垃圾在垃圾车⾥已经过压缩），减少程度取决于可回收材料的成分和其回收的程度，如灰烬中有可回收的⾦属。
这意味着，尽管焚化不能完全取代堆填，但它却可以⼤⼤减少垃圾量。
垃圾车⼀般在运送垃圾⾄焚化炉前，会以内置压缩机内压缩以减少垃圾的体积。
或者，未经压缩运输的垃圾可以在填埋场进⾏压缩，减少体积近70%。
很多国家常在堆填区作简单的垃圾压缩。
垃圾热解气化
知识创造未来
垃圾热解气化
垃圾热解气化是一种将固体垃圾通过高温处理转化为气体
燃料的技术。
该过程一般涉及两个步骤：热解和气化。
热解是指在高温条件下，将垃圾中的有机物分解为一系列
气体和固体产物。
这个过程主要发生在没有氧气（氧气限
制条件）的环境中。
热解会产生可燃气体（如甲烷，一氧
化碳等），以及产生固体产物（如焦炭，焦油和灰渣）。
气化是指将热解产生的气体通过反应器进一步转化为有用
气体。
在气化过程中，一些废气和灰渣会进行多种反应，
生成氢气、甲烷等可燃气体。
气化可以在合适条件下生成
高质量的气体，这些气体可以用于发电、热能或其他用途。
垃圾热解气化技术的主要优势包括能够将垃圾转化为可再
生能源，减少废弃物对环境的影响，以及解决固体废弃物
管理的问题。
然而，该技术的应用还面临一些挑战，例如
高温和压力要求、处理过程中产生的副产物处理等。
1。
可燃固废热解气化利用技术
通过热解气化过程，可燃固废体积大幅减小，有 利于减少填埋场地占用和降低处理成本。
无害化处理
在高温条件下，可燃固废中的有害物质得以分解， 实现无害化处理，减少对环境的影响。
缺点分析
技术要求较高
热解气化技术需要较高的温度和压力条件，对设备材质和制造工 艺要求较高，增加了投资和运行成本。
气体净化问题
值产品。
应用领域
热解气化技术可应用于城市生活 垃圾、工业固废、农业废弃物等 多种可燃固废的处理和资源化利
用。
热解气化技术概述
技术原理
热解气化技术是在无氧或缺氧条 件下，通过高温加热使可燃固废 中的大分子有机物裂解为小分子 气体，同时回收能量和资源的过
程。
技术优势
热解气化技术具有处理效率高、 二次污染少、资源化利用率高等 优势。通过该技术可将可燃固废 转化为合成气、燃料油等高附加
03
经济发展
热解气化技术的推广应用有助于推动环保产业发展，创造经济效益和就
业机会。
可燃固废现状及问题
01
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产生量大
随着城市化进程的推进和 工业生产规模的扩大，可 燃固废产生量逐年增长， 处理压力日益加大。
处理方式落后
目前可燃固废处理方式以 填埋和焚烧为主，存在占 地面积大、二次污染严重 等问题。
可燃固废热解气化利用技术
目录
• 引言 • 可燃固废热解气化原理及工艺 • 热解气化产物特性及应用 • 热解气化技术优缺点分析 • 热解气化技术应用现状及前景 • 结论与展望
目录
• 引言 • 可燃固废热解气化原理及工艺 • 热解气化产物特性及应用 • 热解气化技术优缺点分析 • 热解气化技术应用现状及前景 • 结论与展望
垃圾热解气化焚烧技术优势
针对目前的环保问题，企业需要做好环境与生产发展的有机融合，特别是在固体废弃物的处理方面紧跟环保的步伐，固体废弃物急一般固废处理的方法有很多，厂家也有一些，当效果明显，且有真正的一投运项目的不多；其中热解气化技术是固废处理的比较前瞻、实用和高效的处理技术。
热解气化技术要用到的设备有：
（一）热解气化炉
根据垃圾特性，通过炉内分级燃烧的方式，将热解气化工艺与热解可燃性混合气富氧燃烧高效结合。
利用物料热解气化过程中产生的可燃气体（CH4、CO等）进入二燃室进行富氧完全燃烧，彻底分解有害气体和二噁英。
通过调控一次进风量、二次进风量的风速、风量、温度以及下料速度等参数，控制炉膛燃烧工况，合理分配热能的释放，以达到燃尽效果。
垃圾热解气化技术具有几个优势：
设备高度集中占地小；无需添加辅助燃料，投资运行成本低；大气污染物二次防治措施相对简单，排放达标；全封闭运行，自动化控制，降低人为因素对设
备运行的影响，保证设备运行的连续性和稳定性。
（二）往复炉排炉
适用于工业垃圾、生活垃圾、污泥的固体废物处理设备。
利用物料热解气化过程中产生的可燃气体进入二燃室进行富氧完全燃烧，彻底分解有害气体和二噁英。
通过调控风速、风量、温度以及下料速度等参数，控制炉膛燃烧工况，合理分配热能的释放。
本设备还适用于皮革、造纸、印制、纺织等工业固体废物。
本公司的垃圾热解气化设备主要规格有50吨、100吨、200吨。
对于固体废物无害化处理，具有物料无需贮存分类，处理成本低，不涉及占地、选址问题等优点。
【技术】浅析垃圾热解气化技术
【技术】浅析垃圾热解气化技术垃圾处理方式随着技术的更新和发展逐渐优化，从一开始的填埋，到生物质利用，再到现在减量化效果最好的焚烧，每一步的技术更新都引领着行业的发展方向。
和垃圾焚烧一样，能做到真正3R原则的处理方式，是垃圾热解法。
但据统计，国内垃圾主要以填埋、焚烧和堆肥为主。
填埋是目前的主要处理方式，占比近一半，焚烧占12%左右，堆肥不到10%，仍有30%的生活垃圾未能处理。
那么为什么和垃圾焚烧一样能达到3R原则的垃圾热解技术却没能占得市场先机呢?我们先来了解什么是垃圾热解技术。
定义及作用原理热解法和焚烧法是两个完全不同的过程。
焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量。
焚烧的主要产物是二氧化碳和水，而热解的主要产物是可燃的低分子化合物：气态的氢气、甲烷、一氧化碳;液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等。
固态的主要是焦炭和炭黑。
热解法是利用垃圾中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、可燃气的过程。
热解产率取决于原料的化学结构、物理形态和热解的温度与速度。
热分解过程由于供热方式、产品形态、热解炉结构等方面的不同，热解方式各异。
按热解温度不同，1000ºC以上称为高温热解，600 -700ºC称为中温热解，600ºC以下称为低温热解。
按供热方式不同，分为直接加热法和间接加热法。
直接加热法指垃圾部分直接燃烧，或向热解反应器提供空气、富氧或纯氧作为补充燃料。
纯氧作催化剂会产生CO2、H2O等气体，其混在热解可燃气中，稀释了可燃气，会降低热解气的热效应。
采用空气作催化剂则含大量N2，更稀释了可燃气，使热解可燃气的热值大大降低。
以美国城市垃圾实验数据为例，用空气作催化剂其热值一般在5500KJ/m3左右，而采用纯氧一般在11000KJ/m3左右。
间解加热法可利用干墙式导热或一种中间介质来做传热。
技术交流 - 危废热解、气化-燃烧模拟研究
危险废物是指列入《国家危险废物名录》或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性等一种以上危险特性的固体、液体或其他形态的废物。
危险废物处置技术包括焚烧处置技术、非焚烧处置技术、安全填埋等。
危险废物热解气化处置工艺指将危险废物先经过热解、再进行高温气化熔融。
高温气化熔融可有效防止二噁英的生成，同时可将重金属熔融于炉渣中，使二噁英类、重金属等二次污染物排放降至最低，接近零排放。
熔融后的灰渣是一种优良的建筑材料，减轻了填埋处置场的负担。
Aspen Plus是一种大型通用流程模拟系统，它用严格的计算方法进行单元和全过程计算，不仅可用于化工过程模拟，而且可用于动力、煤炭利用和环境保护等许多工业领域。
本文利用Aspen Plus软件对由废活性炭、焦油渣、中药渣、皮革组成的混合物料进行了热解-气化/燃烧的模拟研究。
1 危险废物的处置工艺流程将危险废物废活性炭、焦油渣与固体废弃物中药渣、皮革通过配合组成混合危险废物物料（简称混合物料），采用热解-气化技术进行资源化综合利用，其处置工艺流程如图1所示。
混合物料先经过干燥热解处理，热解后的半焦和热解气分别进入高温气化炉进行气化或燃烧。
通过调节氧气比例，实现气化或燃烧工艺模拟，高温气化炉采用液态排渣。
气化/燃烧产生的合成气（烟气）到下游工段继续处理。
2 模型的建立2.1 模拟模型采用Aspen Plus软件进行混合物料的热解-气化工艺模拟，模拟模型如图2所示，其中实线代表物料线路，虚线代表热量线路。
模拟中Aspen Plus操作单元模块说明见表1，物料及热量符号说明见表2。
在25℃和0.4 MPa下，混合物料FQW（非常规组分NC）经过干燥模块DRYING(RYield反应器）后，通过分离模块SEP-1(Sep2类型）除去混合物料中的水分。
接着进入热解模块RPYROLYS(RYield反应器），再通过分离模块SEP-2(Sep2类型）得到热解气体（PYRO-GAS）和半焦（CHAR）。
城市生活垃圾的热解处理
• 低温——低速：固体含量增加。 • 高温——高速：气体组分增加。
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三、加热时间
• 物料在反应器中的保温时间决定了物料转 化率。
• 物料的保温时间与处理量成反比例。保温 时间长，热解充分，但处理量小；保温时 间短，则热解不完全，但处理量大。
的废物燃料，且设备尺寸比固定
床小，但热损失大，气体中带走
大量的热量和较多地未反应的固
体燃料粉末。
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3、旋转窑
旋转窑是一种间接加热 的高温分解反应器。
其主要设备为一个稍微 倾斜的圆筒，在它缓慢旋 转的过程中使废料移动通 过蒸馏容器到卸料口。蒸 馏容器由金属制成，而燃 烧室则是由耐火材料砌
成。分解反应所产生的气体一部分在蒸馏器外壁与燃烧 室内壁之间的空间燃烧，这部分热量用来加热废料。此 类装置要求废物必须破碎较细，尺寸一般要小于5cm， 以保证反应进行完全。
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4、双塔循环式热解反应器
➢包括固体废物热分解塔和固形炭燃烧塔。特 点：将热解与燃烧反应分开在两个塔中进行。
➢热解所需的热量，由热解生成的固体炭或燃 料气在燃烧塔内燃烧供给。
惰性的热媒体
(砂)在燃烧炉内吸
收热量并被流化气
鼓动成流化态，经
联络管送到热解炉
内，热量被利用后
再返回燃烧炉被加
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三、应用实例
典型的固定燃烧床反应器
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2、流化床反应器（流态化燃烧床反应器）
在流化床中，气体与燃料同 流向相接触；反应器中气体流速 高到可以使颗粒悬浮，使得固体 废物颗粒分散，反应性能更好， 速度快。
此工艺要求废物颗粒本身可 燃性好；温度应控制在避免灰渣 熔化的范围内，以防灰渣融熔结 块。
垃圾热解气化--生活垃圾处理新方向
专业技术・Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｓｋｉｌｌ８５ 大陆桥视野・２０１６年第２期热解气化技术是一种新兴的垃圾处理方法。
它将有机物在无氧和缺氧状态下加热，使之分解为可燃气体、可燃油和炭黑。
热解气化所产生的气体、固体和水都能经过处理回收，垃圾处理后的排放量大幅度降低。
垃圾热解气化是固体废物处理的一个新方向，我国的学者也在这方面展开了大量的研究。
１． 研究进展１．１二噁英垃圾直接焚烧易产生二噁英类物质，作为一级致癌物，还具有生殖毒性和遗传毒性。
这也是垃圾焚烧调来的负面影响中最为严重的一种。
２０１１年的“北京六里屯垃圾焚烧厂事件”凸显了垃圾焚烧对于人们生活的影响［１］。
热解气化技术从二噁英的形成源头解决了这一问题。
二噁英的形成需要四个基本条件：氯、氧、较低温度和催化剂存在。
热解气化反应过程中的高温和缺氧条件都遏制了二噁英的生成。
为避免生产过程中存在的人为操作错误以及设备故障等原因导致问题的发生，对二噁英的研究仍在开展。
倪余文等［２］将研发的二噁英连续采样装置与Ｇ４型常规烟道气等速采样器同步采样，通过示范运行，考察该连续采样装置的长期采样性能。
试验表明，２种采样设备同步采集的样品具有一致性，其二噁英指纹、二噁英浓度和毒性当量相符合。
李煜婷等［３］研究表明垃圾烟气从出口到大气环境二噁英类气－固分配存在动态平衡。
１．２ 重金属迁移的研究热解处理对固体废弃物的资源化利用程度更高，污染小，能有效控制二噁英等有毒物质的排放。
但是由于固体废弃物组分复杂，废弃物热解后产生的灰渣含有一定量的重金属等污染物，为了使采用热解处理固体废弃物的达到无害化的目的，了解热解过程中重金属的迁移特性十分必要。
董隽等［４］的研究结果表明，高温及还原性条件促进了Ｃｄ、Ｐｂ及Ｚｎ的挥发，而氧化性气氛有利于Ｃｕ的迁移；大部分以气相形式挥发的重金属易在降温过程中冷凝并富集于飞灰。
于洁［５］对武汉市某一流化床垃圾焚烧炉产生的底灰和飞灰的物理化学特性的研究表明，重金属主要富含在较细的底灰以及飞灰中；随着底灰粒径的增加，元素镉、铅和锌的析出率大幅增加，而铜的析出率则小幅降低，铅主要存在于残留态中，从而不易析出到自然环境中，而镉则容易析出到自然环境中；根据飞灰的重金属含量分析得出，底灰可以直接填埋并不会对环境造成大的危害，飞灰在填埋前必须进行预处理。
垃圾及生物质热解气化发电技术
国内外典型项目介绍
国内典型项目
北京某垃圾焚烧发电厂，采用热 解气化技术处理生活垃圾，年处 理规模达到30万吨，发电量约1.5 亿度。
国外典型项目
美国某生物质发电厂，利用农业 废弃物作为原料，通过热解气化 技术生产电力，年处理规模达到 50万吨，发电量约2.5亿度。
技术经济效益分析
技术优势
垃圾及生物质热解气化发电技术具有 高效、环保、可再生等优点，能够实 现废弃物的资源化利用，同时减少对 环境的污染。
对未来研究的建议
技术改进与优化
进一步研究和改进垃圾及生物质热解气化发电技术的工艺 参数、设备结构和操作条件，提高能源转化效率和气体品 质。
环境影响评价
深入研究该技术在实际应用中的环境影响，包括排放物处 理、温室气体减排等方面，为技术的可持续发展提供依据 。
资源评估与拓展
评估不同地区、不同种类的垃圾和生物质资源，研究其作 为能源利用的潜力和可行性，拓展该技术的应用范围。
垃圾及生物质热解气化发电技术
目录
• 垃圾及生物质热解气化发电技术概述 • 垃圾及生物质热解气化发电原理与工艺流
程 • 垃圾及生物质热解气化发电技术应用案例 • 垃圾及生物质热解气化发电技术挑战与展
望 • 结论
01 垃圾及生物质热解气化发 电技术概述
定义与特点
定义
垃圾及生物质热解气化发电技术是一种利用垃圾和生物质资源作为原料，通过 热解气化过程将其转化为可燃气体，再利用这些气体进行发电的技术。
经济性分析
相较于传统的垃圾处理方式，热解气 化发电技术具有更高的经济效益，能 够降低能源消耗和生产成本，提高能 源利用效率。
环境影响评价
有益影响
垃圾及生物质热解气化发电技术能够减少废弃物的堆积，降 低对土地资源的占用，同时减少温室气体排放，有助于减缓 气候变化。
热解气化焚烧工艺流程
热解气化焚烧工艺流程
热解气化焚烧是一种常见的垃圾处理工艺，可以将垃圾转化为能源，达到减少垃圾量和减少污染的目的。
下面是该工艺的主要流程： 1. 垃圾分选：将不同类型的垃圾进行分类，去除可回收垃圾和有害垃圾，保留可燃垃圾。
2. 热解：将可燃垃圾放入燃烧室中进行热解，将垃圾转化为气体和固体残留物。
其中，气体主要是一氧化碳、二氧化碳、甲烷等，可用于发电、供热等用途。
3. 气化：将热解后的气体进一步进行气化处理，使其达到高温高压条件下燃烧，释放更多的能量。
4. 焚烧：将气化后的气体和固体残留物一起进行焚烧处理，以达到彻底的垃圾处理和净化空气的目的。
总之，热解气化焚烧工艺是一种高效、环保的垃圾处理方式，在减少垃圾污染、节能减排方面具有重要意义。
- 1 -。
垃圾热解气化之我见
一、什么是热解？热解（pyrolysis)的概念：有机物在无氧或缺氧的环境下加热，是之转化为气态、液态、固态的可燃物质的化学分解过程。
工业上称为干馏。
有机固体废物＋热量（外部加热提供或者有机物固废本身燃烧一部分产生热量），在无氧或缺氧的情况下，生成可燃气＋液态油＋炉渣。
二、热解技术发展历程1、早期热解气化技术的开发二十世纪70年代开始出现热解技术处理固废，美国是最早开展固废热解气化处置的国家，最开始是利用热解技术处理废旧轮胎。
2、热解气化技术出现的背景热解气化技术是焚烧技术的替代技术，主要解决二次污染问题。
实际上是在固体废弃物焚烧处理出现很多问题以后，许多废物需要热解处置的情况下提出的。
3、例如美国这个国家是汽车轮胎上的国家，汽车业产生的最大废弃污染物就是轮胎，而轮胎的主要成分就是橡胶有机物，轮胎焚烧的情况下根本就不可能焚烧掉，而且会产生大量污染物，这个时候用热解的办法处理，不但没有二次污染，还可实现高效率的资源利用。
4、热解气化技术的发展热解气化技术在许多土地资源紧缺的国家得到重点开发，比如说日本。
日本1973年实施的Star Dust 计划，重点开发热解气化，以减少焚烧造成的二次污染、处理需要填埋处置的废弃物。
三、垃圾热解气化技术（核心技术）河南华天环保科技有限公司自主研发的热解气化技术，取得国家发明专利。
解决了垃圾处理的二噁英类致癌物质排放问题，解决了重金属的污染问题。
本技术利用有机质在高温贫氧条件下裂解的性质，将分选后垃圾投入密闭蓄热气化炉内，经过900-1300摄氏度的高温贫氧气化环境，使垃圾中的有机成分裂解挥发，转化为以一氧化碳、氢气、烷类气体为主的可燃气体，垃圾中的无机物以残渣形式排出。
四、垃圾热解气化过程•碳化段经过干馏后的垃圾,在450～1000℃高温和贫氧下，发生碳化反应，生成游离炭，这个过程叫碳化。
•气化段经过碳化后的垃圾，主要残留物是焦炭和少数粘土等不可燃物，在1100-1300℃高温下，和燃烧产生的CO2反应生成CO，部分碳化物通过水蒸气的作用，发生氧化还原反应产生一氧化碳CO、氢H2等可燃气体，从炉体下端口排出。
垃圾热解气化技术在城镇垃圾处理的应用
垃圾热解气化技术在城镇生活垃圾处理中的应用热解气化工艺作为一种新型的焚烧处置工艺，其经济环保的特性正在逐渐吸引市场。
目前，国内省会城市及大部分地市级城市的生活垃圾多采用填埋及炉排炉、流化床焚烧发电技术进行集中处理，县级城市的生活垃圾大部分以填埋为主，无害化处理率较低，焚烧发电的比例不足10%。
随着生态文明建设的快速推进，为满足新型城镇化建设过程中生活垃圾处理的需求，经济环保的中小吨位垃圾处置技术装备将成为城镇环境基础设施建设的首选。
本文从立式旋转热解气化技术原理出发，针对该技术的特点及其主要应用情况进行一定的分析及阐述，为未来城镇的垃圾处理技术转型提供参考，并结合当前市场的实际情况对其产业化前景做出预测。
1. 立式旋转热解气化技术介绍1.1 技术原理垃圾热解指将垃圾在无氧或缺氧条件下加热分解产生(氢气、一氧化碳、甲烷及其他烃类等)可燃气体、(有机酸、焦油等)有机液体和炭黑等物质的过程，在相同热解条件下，不同物质其热解的速率、热解的温度等各不相同。
垃圾热解的主要温度区间在250℃-650℃。
与传统炉排炉技术、流化床技术将垃圾进行直接燃烧不同，泰来环保自主研发的“立式旋转热解气化技术”利用热解气化技术原理采用二段式处理工艺，先将垃圾在一燃室进行热解气化，再将气化后产生的小分子可燃气体在二燃室进行富氧燃烧。
由于二燃室燃烧的是小分子可燃混合气体，燃烧温度高，其产生的污染物，如：SOx、NOx、二噁英、重金属等含量极少非常少，尤其是飞灰量不到垃圾量的1%，远低于炉排炉技术、流化床技术所产生的飞灰量，大大减轻了垃圾处置对环境造成的二次污染，同时也降低了尾气处理的成本。
具有显著的环保优势及经济优势。
1.2 工艺流程垃圾热解气化(资源化)处置系统主要包括：接收与进料系统、热解气化炉系统、余热利用(发电)系统、烟气净化处理系统、灰渣处理收集系统、垃圾渗滤液处理系统、自动控制系统等。
垃圾由收集车送至热解气化处置厂，通过卸料门卸入垃圾贮坑。
生活垃圾热解气化
生活垃圾热解气化
生活垃圾一直是城市管理的难题，但随着技术的发展，热解气化技术为废弃物带来了新的出路。
热解气化是一种将有机物质加热至高温，然后在缺氧或无氧条件下进行热解，产生可用的气体和固体残渣的技术。
这种技术不仅可以减少废弃物对环境的污染，还可以将废弃物转化为资源，实现资源的再利用。
热解气化技术的应用范围非常广泛，可以处理包括生活垃圾、农业废弃物、工业废料等在内的各种有机废弃物。
通过热解气化，生活垃圾中的有机物质可以转化为可用的合成气和固体残渣。
合成气可以用作燃料或化工原料，固体残渣则可以用于土壤改良或建筑材料的制备，实现了废弃物的资源化利用。
热解气化技术的推广应用，不仅可以减少城市垃圾填埋和焚烧所带来的环境问题，还可以为城市提供可再生能源和资源。
通过热解气化技术，城市可以实现生活垃圾的“零排放”，有效减少对环境的影响，同时也为城市的可持续发展提供了新的动力。
然而，要实现生活垃圾热解气化技术的全面推广，还需要政府、企业和社会各界的共同努力。
政府需要出台相应的政策支持和监管措施，鼓励和引导企业投入热解气化技术的研发和应用。
企业需要不断创新技术，提高热解气化设备的效率和稳定性，降低成本，增加可持续发展的动力。
社会各界需要加强环境保护意识，积极参与生活垃圾分类和资源化利用，共同推动生活垃圾热解气化技术的发展。
生活垃圾热解气化技术的应用，为城市废弃物管理带来了新的希望。
通过将废弃物转化为资源，实现了废弃物的减量化、资源化和无害化处理，为城市环境保护和可持续发展提供了新的解决方案。
让我们共同努力，推动生活垃圾热解气化技术的发展，为美丽的城市环境和清洁的生活空间贡献自己的力量。
第3代垃圾变能源技术——热解气化技术
Ｔｈ ｉ ｄ Ｇｅ ｒ ｔｏ ｆ Ｗ ａ ｔ ・ｏ－ ｅ ｇ ｃ ｏ ｏ ｙ ｅ Ｔｈ ｒ ｎｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｓ ｅ－ ・ ｔ Ｅｎ ｒ ｙ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ
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第３代垃 圾变能源技术—— 热解气化技术
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第 ３代 垃 圾 变 能 源技 术—— 热解 气 化 技 术
杨 成 凡 ， 许 国 森
（ 州龙 关清 洁能 源研 究开发 有 限公 司 ， 江 杭 州 ３０ ２ ） 杭 浙 １ ０ １
摘 要 ： 市 垃 圾 热 解 气 化 技 术 ， 称 热 分 选 技 术 ， 第 ３代 垃 圾 变 能 源 的 技 术 。 它 是 一 个 完 全 无 污 染 城 又 是
ａ ｄ Ｇａ ｉ ｃ ｔｏ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｎ ｓｆ ａ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｉ
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一小型垃圾热解气化方法分析
PRACTICE区域治理一小型垃圾热解气化方法分析中车资阳机车有限公司 崔理斌摘要：随着环境问题日益严重，垃圾处理技术也在不断发展和完善；近年来，生活垃圾处理技术得到了逐步改进，现主要处理方式有填埋、堆肥、焚烧等传统的处理技术以及近年发展的热解气化技术等。
本文主要对一小型生活垃圾热解气化技术、设备、技术工艺、处理效果等方面进行分析介绍，并与其他生活垃圾处理技术进行对比。
该技术所用设备目前单体处理能力有限，经济效益一般；但其处理效果理想，有很好的发展潜力和很大的发展空间。
关键词：热解气化；工艺；设备中图分类号：R821.9+1 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）20-0189-0002随着人们生活水平的提高，生活垃圾产量逐年增加，成分愈加复杂，各种处理技术应运而生。
目前，生活垃圾处理依然以传统的填埋、焚烧、堆肥技术为主，此外热解气化和等离子气化等新兴技术也逐步进入生活垃圾处理行业。
全国农村每天人均产生0.86公斤生活垃圾[1],每年生活垃圾产量约为三亿吨[2]。
近年农村生活垃圾产量增速高达8%—10%[3],但农村环境特殊，经济、思想、认识落后，加之处理技术薄弱导致垃圾在村前屋后随意堆放，污染了农用耕地、水质及大气环境。
在这种情况下，小型乡镇生活垃圾热解气化处理设备崭露头角。
一、技术简介热解气化是指在缺氧或者无氧环境下，通过加热使垃圾中有机大分子断裂，产生有机小分子气体和无机炭渣的过程。
该技术是在引进和消化吸收国外先进技术的基础上，结合我国混合垃圾未分类，且水分高、热值低的国情而研发的，采用内热式中温双塔热解炉。
具有减量化可达90%，无害化程度高等技术优势。
二、工艺说明（一）系统介绍1.垃圾进料系统垃圾运输车将垃圾送至垃圾处理站的密封式垃圾库，通过行车抓斗抓运至输送滚筒，经输送滚筒传送至热解气化炉。
2.热解气化系统垃圾进入热解气化室，在少氧状态下发生热解气化反应，产生可燃性的气体，将可燃性气体引入二燃室，并注入空气与其充分混合，使其充分燃烧，二燃室的温度可稳定控制在850—1100℃内。
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浅析垃圾热解气化技术
垃圾处理方式随着技术的更新和发展逐渐优化，从一开始的填埋，到生物质利用，再到现在减量化效果最好的焚烧，每一步的技术更新都引领着行业的发展方向。
和垃圾焚烧一样，能做到真正3R 原则的处理方式，是垃圾热解法。
但据统计，国内垃圾主要以填埋、焚烧和堆肥为主。
填埋是目前的主要处理方式，占比近一半，焚烧占12注右，堆肥不到10%仍有30%勺生活垃圾未能处理。
那么为什么和垃圾焚烧一样能达到3R原则的垃圾热解技术却没能占得市场先机呢？我们先来了解什么是垃圾热解技术。
定义及作用原理：热解法和焚烧法是两个完全不同的过程。
焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量。
焚烧的主要产物是二氧化碳和水，而热解的主要产物是可燃的低分子化合物：气态的氢气、甲烷、一氧化碳；液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等。
固态的主要是焦炭和炭黑。
热解法是利用垃圾中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、可燃气的过程。
热解产率取决于原料的化学结构、物理形态和热解的温度与速度。
热分解过程由于供热方式、产品形态、热解炉结构等方面的不同，热解方式各异。
按热解温度不同，1000OC以上称为高温热解，600 -700 oC称为中温热解，600oC以下称为低温热解。
按供热方式不同，分为直接加热法和间接加热法。
直接加热法指垃圾部分直接燃烧，或向热解反应器提供空气、富氧或纯氧作为补充燃料。
纯氧作催化剂会产生CO2 H2O
等气体，其混在热解可燃气中，稀释了可燃气，会降低热解气的热效应。
采用空气作催化剂则含大量N2,更稀释了可燃气，使热解可燃
气的热值大大降低。
以美国城市垃圾实验数据为例，用空气作催化剂其热值一般在
5500KJ/m3左右，而采用纯氧一般在11000KJ/m3左右。
间解加热法
可利用干墙式导热或一种中间介质来做传热。
产热值可达
18630 KJ/m3，相当于用空气作氧化剂的直接加热法产生热值的三倍多，完全可当成燃气直接利用。
与直接焚烧法相比，垃圾热解有以
下优点：
(1)在热解过程中废弃物的有机物成分能转化成可利用能量形式，其经济性更好；热解产生的燃气视其热值的高低可直接燃烧或和其它高热值燃料混合燃烧，反应过程产生焦油视其性质可制成燃料或提取化工原料。
(2)热解焚烧系统的二次污染小，可简化污染控制问题，对环境更加安全；热解法产生的烟气量比直接焚烧法少，特别是烟气中重金属、二恶英类等污染物的含量较少，有利于烟气的净化，降低了二次污染物的排放水平，因而是一种安全的垃圾处理方法。
工艺组成热解工艺主要包括移动床热解、流化床热解、旋转床热解等。
其中移动床热解技术代表的系统有新日铁系统、Purox系统和Torrax 系统，流化床代表系统是荏原-工技院及月岛机械分别开发的双塔循环流化床系统，旋转床热解则是由北京神雾集团研发的具有自主知识产权的热解工艺。
移动床热解
新日铁系统Nippon Steel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300C，热解段温度为300〜1000C，熔融段温度为1700〜1800C，可燃烧性气体热值6276-10460 kJ/m3。
投料口采用双重密封阀结构，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一一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。
新日铁系统工艺流程图
Purox系统又称为U.C.C.纯氧高温热分解法，由Union Carbide 公司开发的。
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。
底部
燃烧温度：1650C。
该系统主要的能量消耗是垃圾破碎过程和1t垃圾热解需要的0.2t氧气的制造过程。
该系统每处理1kg垃圾可以产生热值为11168kJ/m3的可燃性气体0.712m3,该气体以90%的效率在锅炉中燃烧回收热量，系统总体的热效率为58%。
Purox系统工艺流程图
Torrax系统由气化炉、二燃室、一次空气预热器、热回收系统和尾气净化系统构成。
垃圾不经预处理直接投入竖式气化炉中。
垃圾干燥和热解所需的热量由炉底部通入的预热至1000C的空气和炭黑燃烧
提供。
二次燃烧室温度1400C，出口气体温度1150〜1250C。
垃圾热值的大约35%用于助燃空气的加热和设施所需电力的供应，提供给余热锅炉的热量达57%，即相当于垃圾热值的大约37%作为蒸汽得到回收。
Torrax系统工艺流程图
两种移动床技术经济性比较
移动床热解炉一般为竖式的桶装或柱状，为了达到良好的传热效果，防止出现垃圾受热不均，难以完成反应的情况，其炉体设计不能过大，因此只能进行小规模处理，单炉规模一般小于400吨/天。
移动床主
要依靠垃圾自身重力完成移动，由于我国垃圾不分选，垃圾组分复杂，粒度不均，在移动中容易架桥、堵塞，另外移动床容易产生结焦问题，这些都导致移动床很难实现长时间的连续运行，停炉检修频繁。
流化床热解双塔循环式流动床热解工艺该工艺由荏原-工技院及月岛机械分别开发。
二者共同点都是将热分解及燃烧反应分开在两个塔中进行。
装置由热解器和燃烧器组成。
双塔循环式流动床热解工艺的优点是燃烧的废气不进入产品气体中，因此可得高热值燃料气(1.67 X1O4~1.88 x i04kJ/m3);在燃烧炉内热媒体向上流动，可防止热媒体结块；因炭燃烧需要的空气量少，向外排出废气少；在硫化床内温度均一，可以避免局部过热；由于燃烧温度低，产生的NOx少，特别适合于处理热塑性塑料含量高的垃圾的热解；可以防止结块。
双塔循环式流动床热解工艺流程图
旋转床热解北京神雾集团历时5年的专项攻关，今年在垃圾热解技术上取得重大突破。
神雾热解处理新工艺系统主要包括预处理系统、热解系统、流化床气化系统、油气分离净化系统、尾气净化系统、污水处理系统等。
该技术采用绝氧热解原理，即上文所说的间接加热法，
无氧气存在，从原理上阻止了二噁英的产生。
按照每天200吨处理
规模计算，利用神雾集团的蓄热式旋转床热解技术，每年可从垃圾中提取燃气949万标立，其热值高于4500kcal/Nm3，提取燃油584t，热值高于5000 kcal/kg，最终剩余的无机物残渣热灼减率低于1% 实现了垃圾的资源高效利用。
技术应用目前垃圾热解气化技术和应用主要集中在日本和北美。
2007年4月，日本建成了新日铁最大的垃圾热解气化厂(Shin Moji Plant)，总处理量达到720t/d。
日本Shin Moji Plant
加拿大Enerkem公司承建的埃德蒙顿(Edmonton)垃圾热解气化厂于
2014年6月4日运行，总投资约1亿美元，能把60%勺生活垃圾转换成生物燃料和低分子化合物，每年处理量为10万吨，则日处理量约
为274t/d，产生生物燃料3800万升，每年为本地区创造6500万美元的经济价值。
以本项目计算，其吨投资将近$40万/d，几乎比国内垃圾焚烧投资多了一个美元符号。
经济性问题应该是热解气化项目在国内难以开花的最重要原因。
加拿大埃德蒙顿垃圾热解气化厂
2015年5月，中国核建、中稷瑞威和绿洁泰能联合推出的第五代垃圾热解气化发电技术。
此技术每100吨垃圾处理仅需占用10亩地，相较于焚烧垃圾处理技术和垃圾生物填埋处理技术节约土地50%-200%每吨垃圾发电量350度左右，相较于其他垃圾发电技术发电效率提高50注右。
2016年1月22日，河北省廊坊市霸州市昌隆新能源有限公司的6万t/a的垃
圾热解处理项目建成投产。
该公司采用了北京神雾集团二十余项专利成果自主知识产权集成的“生活垃圾热解技术”处理垃圾。
霸州市垃圾热解项目国外垃圾热解气化公司技术及应用表
从表中可以看出新日铁公司的固定床直接热解法应用实例最多，相关处理厂达到了33个。
目前，垃圾热解气化技术应用还处于起步阶段，世界上已建成的工厂数量仅约120个左右。
回顾垃圾处理行业的发展可以看出，整个行业经历了三个发展阶段：
第一阶段，是垃圾填埋时期，这是最原始，相对最简单的垃圾处理方式。
第二阶段为，好氧堆肥、厌氧消化的发展。
前几年厌氧消化因垃圾
成分问题、技术引进不适应问题、处理规模小等问题，困扰、制约着行业发展，但现在随着国内技术研究的一步步深入和餐厨垃圾市场的关注，生物质利用方面逐渐发展起来。
第三阶段，完全资源化、减量化阶段，即国际上常说的WTEwaste to energy阶段。
虽然目前的垃圾热解气化技术还有很多的不足，比如投资额高，运行不稳定，尾渣处理有一定难度等，但就行业发展而言，垃圾焚烧、垃圾热解和气化是最好的3R原则体现方式，因此必定是行业发展方向。