固体废物热解处理
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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。
固体废物的热解的技术
（2）加热速率对产品成分比例影响较大。一般，在较低和较 高的加热速率下热解产品气体含量高。
（3）废料在反应器中的保温时间决定了物料分解转化率。 保温时间长，分解转化率高，热解充分，但处理量少； 保温时间短，则热解不完全，但处理量高。 （4）废物成分：有机物成分比例大，热值高，可热解性较好，
产品热值高，可回收性好，残渣少；含水率低，干燥耗热 少，升温到工作温度时间短；较小的颗粒尺寸促进热量传 递，保证热解过程的顺利进行。
（5）反应器类型：一般固定燃烧床处理量大，而流态燃烧床 温度可控性好。气体与物料逆流行进，转化率高，顺流行 进可促进热传导，加快热解过程。
（二）热解工艺分类
一个完整的热解工艺包括进料系统、反应器、回收净化
系统、控制系统几个部分。其中，反应器部分是整个工艺的
核心，热解过程在其中发生，其类型决定了整个热解反应的
轮，成倾斜排列，相邻圆 桶间旋转方向相反，有独 立的一次空气导管，由圆 桶底部经滚筒表面的送气 孔到达废物层。
2、炉床型焚烧炉
采用炉床盛料，燃烧在 炉床上物料表面进行， 适于处理颗粒小或粉末 状固体废物以及泥浆状 废物，分为固定炉床和 活动炉床两大类。 （1）固定炉床－多段炉 又叫多膛炉或机械炉， 是一种有机械传动装置 的多膛焚烧炉，可以长 期连续运行、可靠性相 当高的焚烧装置，广泛 应用于污泥的焚烧处理。 缺点：机械设备较多， 需要较多维修与保养； 需要二次燃烧除臭。 固定床。
（2）活动炉床－旋转窑焚烧炉 活动炉床：转盘式、隧道式、回转式。
旋转窑焚烧炉：应用最多的活动炉床焚烧炉。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。
根据燃烧气体和固体废物前进方向是否一致，旋转窑焚烧炉 分为顺流和逆流两种。前者常用于处理高挥发性固废； 后者常用于处理高
（3）废料在反应器中的保温时间决定了物料分解转化率。 保温时间长，分解转化率高，热解充分，但处理量少； 保温时间短，则热解不完全，但处理量高。 （4）废物成分：有机物成分比例大，热值高，可热解性较好，
产品热值高，可回收性好，残渣少；含水率低，干燥耗热 少，升温到工作温度时间短；较小的颗粒尺寸促进热量传 递，保证热解过程的顺利进行。
（5）反应器类型：一般固定燃烧床处理量大，而流态燃烧床 温度可控性好。气体与物料逆流行进，转化率高，顺流行 进可促进热传导，加快热解过程。
（二）热解工艺分类
一个完整的热解工艺包括进料系统、反应器、回收净化
系统、控制系统几个部分。其中，反应器部分是整个工艺的
核心，热解过程在其中发生，其类型决定了整个热解反应的
轮，成倾斜排列，相邻圆 桶间旋转方向相反，有独 立的一次空气导管，由圆 桶底部经滚筒表面的送气 孔到达废物层。
2、炉床型焚烧炉
采用炉床盛料，燃烧在 炉床上物料表面进行， 适于处理颗粒小或粉末 状固体废物以及泥浆状 废物，分为固定炉床和 活动炉床两大类。 （1）固定炉床－多段炉 又叫多膛炉或机械炉， 是一种有机械传动装置 的多膛焚烧炉，可以长 期连续运行、可靠性相 当高的焚烧装置，广泛 应用于污泥的焚烧处理。 缺点：机械设备较多， 需要较多维修与保养； 需要二次燃烧除臭。 固定床。
（2）活动炉床－旋转窑焚烧炉 活动炉床：转盘式、隧道式、回转式。
旋转窑焚烧炉：应用最多的活动炉床焚烧炉。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。
根据燃烧气体和固体废物前进方向是否一致，旋转窑焚烧炉 分为顺流和逆流两种。前者常用于处理高挥发性固废； 后者常用于处理高
工艺方法——热解技术处理固体废物
工艺方法——热解技术处理固体废物工艺简介固体废弃物热解是指在无氧或缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解，最终成为可燃气体、油、固形碳的化学分解过程，是将含有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。
固体废物热解利用了有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下使得固体废物受热分解。
热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程，焚烧是放热的，热解是吸热的；焚烧的产物主要是二氧化碳和水，而热解的产物主要是可燃的低分子化合物：气态的有氢、甲烷、一氧化碳，液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等，固态的主要是焦炭或碳黑。
焚烧产生的热能量大的可用于发电，量小的只可供加热水或产生蒸汽，就近利用。
而热解产物是燃料油及燃料气，便于贮藏及远距离输送。
热解原理应用于工业生产已有很长的历史，木材和煤的干馏、重油裂解生产各种燃料油等早已为人们所知。
但将热解原理应用到固体废物制造燃料，还是近几十年的事。
国外利用热解法处理固体废物已达到工业规模，虽然还存在一些问题，但实践表明这是一种有前途的固体废物处理方法。
热分解过程由于供热方式、产品状态、热解炉结构等方面的不同，热解方式各异：1、按供热方式可分成内部加热和外部加热。
外部加热是从外部供给热解所需要的能量。
内部加热是供给适量空气使可燃物部分燃烧，提供热解所需要的热能。
外部供热效率低，不及内部加热好，故采用内部加热的方式较多。
2、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。
3、按热解过程是否生成炉渣可分成造渣型和非造渣型。
4、按热解产物的状态可分成气化方式、液化方式和碳化方式。
5、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。
综合而言，热解方法适用于城市固体废弃物、污泥、工业废物如塑料、橡胶等。
比较热解和焚烧的工艺特点
比较热解和焚烧的工艺特点
热解和焚烧是两种常见的固体废物处理工艺，它们具有以下不同的特点：
1. 热解：热解是一种通过高温和无氧环境下将固体废物转化为可燃气体和固体残渣的过程。
其特点包括：
- 高温无氧：热解过程在高温下进行，通常在600-1000之间，同时排除氧气以避免燃烧反应。
- 产物利用：热解的产物主要包括可燃气体（如合成气、甲烷）和固体残渣。
这些产物可以进一步被利用，例如用作能源或化学原料。
- 热效率高：热解过程能够高效利用能量，因为产生的燃烧气体可以用来产生热能。
2. 焚烧：焚烧是一种通过高温和氧气完全氧化固体废物，将其转化为灰渣、烟气和热能的过程。
其特点包括：
- 完全氧化：焚烧过程需要充足的氧气供给，以确保固体废物完全燃烧。
因此，焚烧是在高温和氧气环境下进行的。
- 热能回收：通过焚烧可以产生高温烟气，可以用于产生蒸汽或直接转化为电能，从而回收能量。
- 烟气处理：焚烧产生的烟气中会含有一些有害气体和颗粒物，需要进行处理和净化，以满足排放标准。
综上所述，热解和焚烧的主要差别在于热解是在无氧环境下进行，产物主要是可
燃气体和固体残渣，而焚烧是在氧气环境下进行，产物包括灰渣、烟气和热能。
两种工艺都具有能源回收的特点，但是焚烧需要更多的氧气供给，并且需要进行烟气处理。
选取哪种工艺主要取决于废物的性质和处理要求。
第十一讲 第七章 固体废物的热解处理技术(4月26日)
固体城市煤气及焦化技术发展而来； 借鉴城市煤气及焦化技术发展而来； 20世纪70年代，石油危机促使生化垃圾热解技术发展； 20世纪70年代，石油危机促使生化垃圾热解技术发展； 前发达国家已经实现大型工业化应用，但仍然存在技术问 题和安全问题有待进一步解决，尚未大范围推广； 题和安全问题有待进一步解决，尚未大范围推广； 我国已着手进行基础性研究； 有利于实现从生活垃圾中高效回收燃料气体、液体燃料及 多孔质物质。 多孔质物质。
固体废物处理与资源化 15
国外城市垃圾热解技术发展历程
日本有关城市垃圾热解技术的研究是从1973年实施 ☺ 日本有关城市垃圾热解技术的研究是从1973年实施 的”star Dust”工程开始的。 Dust”工程开始的。 ☺ 该工程的中心内容是利用双塔式循环流化床对城市垃 该工程的中心内容是利用双塔式循环流化床对城市垃 圾中的有机物进行气化。随后， 圾中的有机物进行气化。随后，又开展了利用单塔式 流化床对城市垃圾中的有机物液化回收燃料油的技术 研究。 研究。
固体废物处理与资源化 4
热解技术的特点
☺ 固体废物资源化的重要途径之一； 固体废物资源化的重要途径之一； ☺ 固体废物的热解与焚烧的不同点： 固体废物的热解与焚烧的不同点 不同点： (1)热解可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、 (1)热解可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、 热解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 为主的贮存性能源， 燃料油和炭黑为主的贮存性能源，焚烧尾气组分 无法利用； 无法利用； (2)由于是缺氧分解，排气量少，有利于减轻对大气 (2)由于是缺氧分解，排气量少， 由于是缺氧分解 环境的二次污染； 环境的二次污染； (3)热解温度相对较低，废物中的硫、重金属等有害 (3)热解温度相对较低 废物中的硫、重金属等有害 热解温度相对较低， 成分大部分被固定在炭黑中 挥发量少， 在炭黑中， 成分大部分被固定在炭黑中，挥发量少，燃烧过 程中有害金属挥发量高，尾气的污染性强； 程中有害金属挥发量高，尾气的污染性强； (4)由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+； (4)由于保持还原条件 由于保持还原条件， 不会转化为Cr 放热过程。 (5)热解过程为吸热过程，焚烧为放热过程。 (5)热解过程为吸热过程，焚烧为放热过程 热解过程为吸热过程
固体废物的热解的基本原理和处理技术
二、热解过程及产物
1. 有机物的热解反应可以用下列通式来表示：
上述反应产物的收率取决于原料的化学结构、 物理形态和热解的温度及速度。
如Shafizadeh等人对纤维素的热解过程进行 了较为详细的研究后．提出了用下图描述纤维 素的热解和燃烧过程。
2. 热解反应所需的能量取决于各种产物的生 成比，而生成比又与加热的速度、温度及原 料的粒度有关。
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)。
他还提倡将二者统称为PTGL(Pyrolysis, Thermal Gasfication or Liquification) 过程。美国化学会为了表示对J．Jones的 尊敬采纳了这一倡议，而将在欧洲和日本 广为流行的不进行破碎、分选，直接焚烧 的方式称为mass burning。
(4)由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+；
(5)NOx的产生量少。
美国：微生物学、热化学两条技术 路线
热化学：
(1)以产生热、蒸汽、电力为目的的燃烧技术；
(2)以制造中低热值燃料气、燃料油和炭黑为目 的的热解技术；
(3)以制造中低热值燃料气或NH3、CH30H等 化学物质为目的的气化热解技术
废塑料 高热值——焚烧——损伤焚烧设备； 焚烧产物——二噁英的主要来源 所以，各国制定……限制大量焚烧废塑料
——塑料热解制油技术的发展
第一节 热解原理及方法
一、热解的定义
热解在英文中使用“pyrolysis”一词．在工 业上也称为干馏。它是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热，使之分解为：
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
固体废物的热解
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。
（二）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
+ 可燃性气体（H2 、CH4 、CO、CO2 ） + 有机液体（有机酸、芳烃、焦油）
于后续资源化利用的处理过程
处理
2
热解
热解:是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热，使之成 为气态、液态或固态可燃 物质的化学分解过 程。 3
一、起源及定义
热解是一种古老的工业化生产技术，该技术最早应用于煤的 干馏，所得到的焦炭产品主要作为冶炼钢铁的燃料。在工业 上称之为干馏。
热解(pyrolysis) ：是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使 之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。
➢ 热解产物主要是燃料油或化工原料等。 ➢ 使用的催化剂种类主要有硅铝类化合物和H-Y、ZSM-5、
REY、Ni/REY等各种沸石催化剂。
塑料种类不同时，其热解温度也不相同
热解工艺：
热解的基本工艺有两种：一种是将废塑料加热熔融，通过 热解生成简单 的碳氢化合物，然后在催化剂的作用下生成可 燃油品。另一种将热解和催化热解分为两段。
按热解温度
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。
四、 典型固体废物的热解
一个完整的热解工艺包括：进料系统、反应器、回收净化 系统、控制系统几个部分。 热解反应器包括：固定床、流化床、旋转炉、分段炉等
固体废物处理与处置热处理
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。
呋喃类物质（PCDFs）。
二噁英的来源可能三种，第一种是生活垃圾中可能含有微量二 噁英类物质或其前驱体物质；第二种是在垃圾焚烧过程中，一些 二噁英类物质的前驱体物质等可能会反应生成二噁英类物质，在 焚烧不完全时进入烟气；第三种可能的途径是炉外生成二噁英类
物质；
通过控制二噁英类物质可采用以下三个措施：一是严格控制焚 烧炉燃烧室温度和固体温度、烟气的停留时间，确保固体废物及 烟气中的有机气体，包括二噁英类物质的前驱体的有效焚毁率； 二是减少烟气在200~500℃温度段的停留时间；三是对烟气进行
生活垃圾和危险废物的燃烧，称为焚烧。 根据可燃物质种类和性质的不同，燃烧过程有蒸
发燃烧、分解燃烧和表面燃烧三种机理。
蒸发燃烧
蒸发燃烧是指垃圾受热熔化成液体，近而 转化成蒸气，与空气扩散混合而燃烧。
如蜡的燃烧。
表面燃烧
表面燃烧指固体废物不含挥发组分，燃烧只 在固体表面进行，而且在燃烧过程中不发生 融化、蒸发和分解等过程。
2、焚烧温度
一般要求生活垃圾焚烧温度在850~950℃，医疗垃圾、危险固体 废物的焚烧温度要达到1150 ℃。
3、பைடு நூலகம்留时间
进行生活垃圾焚烧处理时，通常要求垃圾停留时间能达到1.5~ 2h 以上，烟气停留时间能达到2s以上。
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。
呋喃类物质（PCDFs）。
二噁英的来源可能三种，第一种是生活垃圾中可能含有微量二 噁英类物质或其前驱体物质；第二种是在垃圾焚烧过程中，一些 二噁英类物质的前驱体物质等可能会反应生成二噁英类物质，在 焚烧不完全时进入烟气；第三种可能的途径是炉外生成二噁英类
物质；
通过控制二噁英类物质可采用以下三个措施：一是严格控制焚 烧炉燃烧室温度和固体温度、烟气的停留时间，确保固体废物及 烟气中的有机气体，包括二噁英类物质的前驱体的有效焚毁率； 二是减少烟气在200~500℃温度段的停留时间；三是对烟气进行
生活垃圾和危险废物的燃烧，称为焚烧。 根据可燃物质种类和性质的不同，燃烧过程有蒸
发燃烧、分解燃烧和表面燃烧三种机理。
蒸发燃烧
蒸发燃烧是指垃圾受热熔化成液体，近而 转化成蒸气，与空气扩散混合而燃烧。
如蜡的燃烧。
表面燃烧
表面燃烧指固体废物不含挥发组分，燃烧只 在固体表面进行，而且在燃烧过程中不发生 融化、蒸发和分解等过程。
2、焚烧温度
一般要求生活垃圾焚烧温度在850~950℃，医疗垃圾、危险固体 废物的焚烧温度要达到1150 ℃。
3、பைடு நூலகம்留时间
进行生活垃圾焚烧处理时，通常要求垃圾停留时间能达到1.5~ 2h 以上，烟气停留时间能达到2s以上。
固体废物热解处理技术
城市生活垃圾热分解产物比例与温度的关系
（2）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。 1）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； 2）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。
（4）物料性质
1）物料的性质如有机物成分、含水率（如下图）和尺寸大小等对热解 过程有重要影响。 2）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。 3）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。热解生成物与残渣占原有固体之比不受含水率的影响。 4）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。
2、热解过程及产物
➢ 有机固体废物的热解是一个复杂、连续的化学反应过程， 在反应中包含着复杂的有机物断键、异构化等化学反应。 热解过程可用如下总反应方程式表示：
➢ 有机固体废物→H2、CH4、CO、CO2等＋有机酸 热解温度、加热速率、保温时间、物料性质、反 应器类型以及供气供氧等。
➢ 每个参数都会对热解反应过程和热解产物产生影 响。
（1）热解温度
➢ 温度变化对产品产量、成分比例有较大的影响。 1）在较低温度下，有机废物大分子裂解成较多的中小分 子，油类含量相对较多。 2）随着温度的升高，除大分子裂解外，许多中间产物也 发生二次裂解， C5 以下分子及H2成分增多，气体产量 成正比增长，而各种酸、焦油、炭渣产量相对减少。城市 生活垃圾热分解产物比例与温度的关系（如下图）。
(2)热解温度 将预处理的废轮胎计量、装釜、加热，温度控制在300℃ ～600℃ 之间，如果温度低，胶块反应不彻底，部分胶块呈糊状；如果温度 高，胶块结胶，炭黑失去活性。
固体废物的热解技术
第8章 固体废物旳热解技术
固体废物热转化就是在高温条件下 使固体废物中可回收利用旳物质转化为能 源旳过程，主要涉及热解、焚烧等技术， 尤其适合有机固体废物旳资源化。
一、固体废物旳热解技术
热解(pyrolysis)是指将有机物在无氧或缺氧状态下进行加热 蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成多种新旳气体、 液体和固体，从中提取燃料油、油脂和燃料气旳过程。
（1）强氧化反应 固体废物旳直接燃烧反应。
（2）热解
焚烧过程不能提供足够旳氧而使固体废物
在高温下发生旳分解反应。挥发分析出旳温度区间在200～
800℃范围内；物料与温度都会影响析出旳成份和数量。
（3）原子基团碰撞形成火焰
高温下气流富含(单、双、多)原子基团旳电子能量跃迁， 以及分子旳旋转和振动产生量子辐射，涉及红外热辐射、可 见光以及波长更短旳紫外线。
方式以及热解产物旳成份。
1、按反应器旳类型可分为：固定床反应器、流化
态燃烧床反应器、反向物流可移动床反应器等。
2、按供热方式旳分类： (1)直接加热法：供给被热
解物旳热量是被热解物部分直接燃烧或者向热解反应器提供 补充燃料时所产生旳热。
(2)间接加热法：是将被热解旳物料与直接供热介质在热解反应 器（或热解炉）中分离开来旳一种措施。可利用干墙式导热 或一种中间介质来传热（热砂料或熔化旳某种金属床层）。
①高温分解：固体有机废物在绝氧旳条件下加热分解旳过程， 是一种严格意义上旳热解过程。
②气化：指供给一定量空气、氧、水蒸气进入反应器，使有 机废物部分燃烧，整个热解过程能够自动连续进行，而无 需外热供给。气化过程产物中气体成份百分比大，但热值 相对较低。
（三）热解反应器
1、固定床反应器（固定燃烧床反应器）
固体废物热转化就是在高温条件下 使固体废物中可回收利用旳物质转化为能 源旳过程，主要涉及热解、焚烧等技术， 尤其适合有机固体废物旳资源化。
一、固体废物旳热解技术
热解(pyrolysis)是指将有机物在无氧或缺氧状态下进行加热 蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成多种新旳气体、 液体和固体，从中提取燃料油、油脂和燃料气旳过程。
（1）强氧化反应 固体废物旳直接燃烧反应。
（2）热解
焚烧过程不能提供足够旳氧而使固体废物
在高温下发生旳分解反应。挥发分析出旳温度区间在200～
800℃范围内；物料与温度都会影响析出旳成份和数量。
（3）原子基团碰撞形成火焰
高温下气流富含(单、双、多)原子基团旳电子能量跃迁， 以及分子旳旋转和振动产生量子辐射，涉及红外热辐射、可 见光以及波长更短旳紫外线。
方式以及热解产物旳成份。
1、按反应器旳类型可分为：固定床反应器、流化
态燃烧床反应器、反向物流可移动床反应器等。
2、按供热方式旳分类： (1)直接加热法：供给被热
解物旳热量是被热解物部分直接燃烧或者向热解反应器提供 补充燃料时所产生旳热。
(2)间接加热法：是将被热解旳物料与直接供热介质在热解反应 器（或热解炉）中分离开来旳一种措施。可利用干墙式导热 或一种中间介质来传热（热砂料或熔化旳某种金属床层）。
①高温分解：固体有机废物在绝氧旳条件下加热分解旳过程， 是一种严格意义上旳热解过程。
②气化：指供给一定量空气、氧、水蒸气进入反应器，使有 机废物部分燃烧，整个热解过程能够自动连续进行，而无 需外热供给。气化过程产物中气体成份百分比大，但热值 相对较低。
（三）热解反应器
1、固定床反应器（固定燃烧床反应器）
第六章固体废物的热处理
系
–余热锅炉后，200~280℃
统
16
1
焚烧处理
PCDDs:
A 控制燃烧
焚
TCDDs PCDFs
温度和停留 时间； B 减少烟气
催化氧化 化学吸收
反应器
烟
烧
酸性气体: HF、 SOX、NOX、HCl
200~500℃ 氧化还原 停留时间； 湿式洗涤 C 有效净化 物理吸附
洗涤塔 吸附塔
气
工 重金属 汞、镉、铅
流化燃烧技术
旋转燃烧技术
焚
– 过程稳定、技术 – 较成熟，可处理 – 较成熟、效率高
成熟、应用广
低热值、高水分 – 回转窑焚烧炉
烧
– 固定炉排焚烧炉、 废物，但对入料 水平机械焚烧炉、 要求均匀化、细
– 滚筒、抄板
倾斜机械焚烧炉
小化
技等
– 流化床焚烧炉
– 辐射、烟气对流， – 空气流和烟气流
术
翻转及搅动 – 炉型设计和配风
热 解
造气
常
用
工
艺
造油
双塔循环式 转窑式
管式快速热解 电炉法
28
2 固体废物热解处理
SW热解造气是使其在一定温度下转变成
气体燃料。
热 解 常
1、双塔循环式工艺： 1）原料定量投入热解炉内；
热 解
用 2）与来自燃烧炉返回的砂混合；
造
工 3）热解炉内400-700℃热解生成燃气。 气
艺 4）气体进入净化系统，一部分供燃烧炉，
油
气液分离后，得到热解油和可燃气。
SW
一次破碎
5㎝
风选
干燥 金属类、玻璃
筛分
二次破碎 0.36 ㎜
固体废物热处理
废 煤 矸 广州
物石
垃圾
杭州 垃圾
常州 垃圾
芜湖 垃圾
上海污水 厂污泥
热 800 ～ 值 8000
4412
4452
7300
2863
14600
根据经验，城市垃圾的热值大于3350kJ/kg时，燃烧 过程无需加辅助燃料，易于实现自燃烧。
①通过氧弹测热仪测量计算 将高位热值转变成低位热值可以通过下式计算：
即生成固体残渣的阶段。
三个阶段并非界限分明，尤其对混合垃圾之类的 焚烧过程更是如此。
从炉内实际过程看，送入的垃圾有的物质还在预 热干燥，而有的物质已经开始燃烧，甚至已燃尽 了。
对同一物料来说，物料表面已进入了燃烧阶段， 而内部还在加热干燥。
1、干燥------水分汽化、蒸发 传导干燥、对流干燥和辐射干燥 2、热分解------化学分解、聚合反应 放热反应，吸热反应 3、燃烧------可燃物质的快速分解和高温氧化过程 蒸发燃烧（蜡质类）、分解燃烧（纸、木材）、
1
垃圾和危险废物的燃烧（具有
焚烧处理 强烈放热效应、有基态和电子 激发态的自由基出现、并伴有
光辐射的化学反应现象 ）
其它热 处理方法
4
处理方法
2
热解
焙烧: 在低于熔点的温度下热处理 废物,改变废物的物理化学性质以利 于后续资源化利用的处理过程。
焙烧 热解:是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热，使之成
处理 为气态、液态或固态可燃 物质的化学分解过程。 3
表面燃烧（木炭、焦炭）
（三）影响固体废物焚烧的因素
在实际的燃烧过程中，由于焚烧炉内的操作条 件不能达到理想效果，致使燃烧不完全。严重 的情况下将会产生大量的黑烟，并且从焚烧炉 排出的炉渣中还含有有机可燃物。
固体废物热解处理工艺
将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之分解
纯碳与玻璃、金属、土 砂等混合形成的炭黑 炭黑
的化学分解过程
有机物
可燃性
气体
以氢气、一氧化碳、 甲烷等低分子碳氢
化合物为主
在常温下为液态的包
括乙酸、丙酮、甲
燃料
醇等化合物
油
二、热解过程及产物
• 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。
• 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6276-10460 kJ／m3
• 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。
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℃
分离出的热解气一部分用于燃烧，用来加热 辅助流化空气，残余的热解气作为流化气回流 到热解塔中。当热解气不足时，由热解油提供 所需的那部分热量。
谢谢观赏
• 垃圾干燥和热解所需的热量由炉底部通入的预热至 1000℃的空气和炭黑燃烧提供。
(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
• 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 • 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
5固体废物处理与处置-固体废物的热处理
7300
2863
14600
17
5.1.3 固体废物的燃烧过程
可燃物质
助燃物质 引燃火源
必备条件
焚烧
温度 着火条件
蒸发 挥发 分解 烧结、熔融 氧化还原
理论式
CxHyOzNuSvClw + (x + v + y/4 – w/4 – z/2) O2→ xCO2 + wHCl + 0.5uN2 + vSO2 + (y-w) /2 H2O
6
焚烧技术的发展史
我国始于1980′
除尘
资源化
智能化
..
多功能
… 综合性
4
除尘/脱硫/脱硝技术发展
1970~1990 烟气净化投资占1/2~2/3
3 1960’
自控、移动式机械炉排焚烧炉，多 样化，焚烧温度↗850-1100℃以上
2
大型机械化炉排；较高效率的烟气净化系统
20世纪初
（机械、静电除尘和洗涤）
1
机械化连续垃圾焚烧炉，处理能力、焚烧效果、治污↗
19世纪中后期
旋风收尘
焚毁带病毒、病菌的垃圾。→英1874、美1885、法等试验研究，建立间歇 式固定床焚烧炉，效率低，残渣量大，无烟气、残渣处理设施
7
垃圾发电站
高温焚烧已经发展成为一种应用最广、最有前途的生活垃圾和危险废物的 处理方法之一。集焚烧、发电、供热和环境美化为一体。德、法、美、日
从炉内实际过程看，送入的垃圾有的物质还在预热干燥，而 有的物质已经开始燃烧，甚至已燃尽了。
对同一物料来说，物料表面已进入了燃烧阶段，而内部还在 加热干燥。
21
1、干燥------水分汽化、蒸发 传导干燥、对流干燥和辐射干燥 2、热分解------化学分解、聚合反应 放热反应，吸热反应 3、燃烧------可燃物质的快速分解和高温氧化过程 蒸发燃烧（蜡质类）、分解燃烧（纸、木材）、表面燃烧（木炭、
固废的固化处理及热解与焚烧处理
固体废物的固化处理利用物理或化学方法将有害固体废物固定或包容在惰性固体基质内，使之呈现化学稳定性或密封性。
固化所用的惰性材料称为固化剂。
有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体。
固化方法：水泥固化、石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、玻璃固化对固化处理的基本要求（1）有害废物经过固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源加以利用。
（2）固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。
（3）固化工艺过程简单，便于操作。
水泥固化技术(Cement solidification)水泥固化：是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法,从而达到减小表面积、降低渗透性，使之能在较为安全的条件下运输与处置的目的。
水泥固化原理：水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等骨料牢固地凝结在一起。
水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性。
常用作固化剂的水泥：硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。
石灰固化处理（ Lime solidification）以石灰和具有火山灰活性的物质（如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、水泥窑灰等）为固化基材，活性硅酸盐类为添加剂对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。
适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物，并已用于烟道气脱硫的废物的固化。
该法简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜，但石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。
热塑性材料固化处理热塑性材料固化（沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等）：是用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合，以达到对废物稳定化的目的的过程。
以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害物质包容在沥青中并形成稳定固化体的过程。
固体废物热解处理工艺
01 02 03 04
政策支持
政府对固体废物资源化利用和减 量化处理的重视将推动热解技术 的进一步发展和应用。
国际合作与交流
加强国际间的技术合作与交流， 引进先进技术和管理经验，有助 于推动我国热解处理工艺的发展 。
THANKS
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农业废弃物处理
农业废弃物如农作物秸秆、畜禽 粪便等可通过热解技术转化为生 物炭、燃气等产品，用于土壤改
良和能源利用。
热解处理工艺面临的挑战
热解处理工艺的设备投资和运行 成本相对较高，限制了其在一些 地区的推广应用。
热解过程中可能产生二次污染物 ，需要采取严格的排放控制措施 ，确保环境安全。
技术成熟度 投资与运行成本 产物利用与市场 环保与排放控制
将预处理后的固体废物送入热 解反应器，在高温环境下进行 热解反应。固体废物中的有机 物质在高温下分解产生可燃气 体、焦油等产物。
热解过程中产生的废气经过废 气处理系统进行处理，去除其 中的有害物质，以减少对环境 的污染。
热解产生的可燃气体经过净化 后可作为燃料使用，焦油可以 进一步提取有价值的化学物质 ，剩余的固体残渣可进行安全 处置或利用。
有高效、节能、环保等优点，但设备成本较高。
02
等离子体热解技术
通过等离子体产生的高温环境对固体废物进行热解处理。此技术处理效
率高，且能够有效降低污染物的排放，但运行成本较高。
03
催化热解技术
在热解过程中添加催化剂，降低固体废物热解所需的温度，提高热解效
率。此技术具有较低的能耗和较高的处理效率，但催化剂的选择和成本
固体废物热解处理工艺
汇报人： 日期:
目录
• 固体废物热解处理工艺概述 • 固体废物热解处理技术 • 固体废物热解处理工艺的设备与流程 • 热解处理工艺的应用、挑战及前景
第六章固体废物热处理技术
对生活垃圾来说， 当 LHV＜3344kJ/kg时，不能满足焚烧条件； 当3344＜LHV＜4180（kJ/kg）时，理论上可不 借助辅助燃料焚烧，但废热利用价值不大； 当4180＜LHV＜5000（kJ/kg）时，供热和发电均可； 当LHV＞6000kJ/kg时，稳定焚烧，供热发电皆稳定。
热值与可焚烧性
机械炉排焚烧炉
分级混合好； 燃烧效果好； 一次空气分布 可控；
可使焚烧操作 操作自动、连 续化。
焚烧炉内的垃圾燃烧火焰
机械炉排焚烧炉
炉排的作用：
输送废物及炉渣通过炉膛 搅拌和混合物料
使从炉排下方进入的一次空气顺利通过燃烧层
按构造不同可分为：
摇动式
往复式
逆动式 履带式
低位热值(LHV)=
高位热值-蒸发水分消耗的热量（水的汽化潜热） 水由废物中含有的水分和燃烧时生成的水分共同组成
Hlow= Hhigh-(W%+H%∗8.937)∗24.45 kJ/kg
通常使用低位热值！
固体废物热值
由灰分、VS和水分计算
LHV = Hdaf*0.01*VS - 24.45*W [kJ/kg]
第六章 固体废物 热处理技术（1）
——焚烧
热处理技术
定义（Thermal treatment）
段，通过改变废物的物理、化学、生物特性或组成来处 理固体废物的过程。
热处理过程：在设备中以高温分解和深度氧化为主要手
分类
焚烧 热裂解 高温焙烧 熔融 湿式氧化
热处理技术
熔融 湿式氧化
Denmark (COWI)
Austria (CEWEP)
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环境专业课：固体废物处理与处置
（1）新日铁系统
是一种热解和熔融为一体的综合处理工艺，通过控 制炉温及供氧条件，使垃圾在同一炉内完成干燥、 热解、燃烧和熔融。
系统采用竖式热解熔融炉。 系统采用空气作为助燃气。
环境专业课：固体废物处理与处置
干燥段温度约为 300oC；
热解段温度为 300~1000oC；
环境专业课：固体废物处理与处置
按热解温度分类：
低温热解：热解温度一般在600oC以下，适用于农~ 700oC之间，适用 于单一物料（如废轮胎、塑料）的热解转化。
高温热解：热解温度一般在1000oC以上。
环境专业课：固体废物处理与处置
环境专业课：固体废物处理与处置
以纤维素热分解为例：
环境专业课：固体废物处理与处置
热解产物
热解过程的主要产物有：
可燃性气体：H2、CO、CH4、C2H4和其它少量高分子碳 氢化合物气。热值可达6390~10230kJ/kg(固体废物)， 而维持热解过程所需的热量约为2560kJ/kg(固体废物)， 故剩余气体变成热解过程 的有使用价值的产品。
环境专业课：固体废物处理与处置
4、热解工艺分类
按加热方式分类：
间接加热：将物料与直接供热介质在热解反应器（或 热解炉）中分开的一种热解过程。可利用间壁式导热 或以一种中间介质（热砂料）来传热，加热被热解物 料。适用于小规模处理场合。
直接加热：热解反应所需的热量是被热解物料直接燃 烧（注：物料部分燃烧或热解产物燃烧）或向热解反 应器提供的补充燃料燃烧产生的热。
环境专业课：固体废物处理与处置
环境专业课：固体废物处理与处置
热解的主要特点
可将固体废物中的有机物转化为以燃料气、油和 炭黑为主的储存性能源；
由于是无氧或缺氧分解，排气量少，因此，采用 热解工艺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；
由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+ ； NOx的产生量少。
而颗粒较小将促进热量传递，从而使高温热解反应更 容易进行。
有必要对热解原料进行适当破碎预处理，使其粒度既 细小而又均匀。
环境专业课：固体废物处理与处置
含水率
通常含水率越低，物料加热速率越快，越有利于得到 较高产率的可燃性气体。
环境专业课：固体废物处理与处置
反应温度
环境专业课：固体废物处理与处置
有机液体：复杂的化学混合物（焦木酸）、焦油、烃 类油。
固体残渣：炭黑，即轻质碳素物质，热值约为 12800~21700kJ/kg。
环境专业课：固体废物处理与处置
热解产物的产量、构成与热解原料成分、热解温度、 加热速率和反应时间等参数有关。
环境专业课：固体废物处理与处置
3、热解技术影响因素
系统采用竖式热解熔融炉。 系统采用纯氧作为助燃气。 工作原理：纯氧由炉底送入燃烧区，参与垃圾燃烧。
熔融渣炉底连续排出，经水冷后形成坚硬的颗粒物 质。热解气以90oC的温度从炉顶排出，净化后含有 约75%的CO和H2，其体积比约为2:1。 Purox系统的参量主要消耗在垃圾的破碎和热环境解专业课所：固需体废物处理与处置
影响热解的主要因素包括：
废物成分 物料的预处理 含水率 反应温度 加热速率
环境专业课：固体废物处理与处置
废物成分
由于废物的组分不同而致热解的超始温度各有差异， 因此，对热解过程的产物成分及产率也有较大影响。
环境专业课：固体废物处理与处置
物料的预处理
若物料颗粒大，则传热速及传质速率较慢、热解二次 反应增多，对产物成分有不利影响。
环境专业课：固体废物处理与处置
5、典型固体废物的热解
城市生活垃圾的热解 污泥的热解 农林废物的热解 废塑料的热解 废橡胶的热解
环境专业课：固体废物处理与处置
5.1 城市生活垃圾的热解
新日铁系统 Purox系统 Landgard系统 Occidental系统 Garret系统
固体废物热解处理
1、热解的定义和特点
热解（Pyrolysis）：是将有机物在无氧或缺氧 状态加热，使之成为气态、液态或固态可燃物 质的化学分解过程。
热解技术是一种传统的工业化作业，大量应用 于木材、煤炭、重油等燃料的加工处理。例如： 木材通过热解干馏可得到木炭；以焦煤为主要 成分通过煤的热解炭化可得到焦炭；以气煤、 半焦等为原料通过热解气化可得到煤气。
环境专业课：固体废物处理与处置
加热速率
环境专业课：固体废物处理与处置
总体上讲，在低温加热条件下，有机物分子有足够 的时间在其最薄弱的接点处分解，并重新结合为热 稳定性固体，而难以进一步分解，此时的固体产率 增加；而在高温、高速加热条件下，有机物分子结 构发生全面热解，生成大范围的低分子有机物，产 物中的气体组分有所增加。
环境专业课：固体废物处理与处置
热解与焚烧的区别
焚烧
热解
需氧氧化反应过程
无氧或缺氧反应过程
放热 产物为二氧化碳和水
吸热
产物为可燃的低分子化合物、 无机气体
产生的热能一般就近直接利 产生的可燃性产物如油、气、
用
炭黑可储存及远程输送
环境专业课：固体废物处理与处置
2、热解的过程及产物
热解反应过程可用下述通式表示：
熔融段温度约为 空气或 1700~1800oC。
不可
环境专业课：固体废物处理与处置
空气
环境专业课：固体废物处理与处置
（2）Purox系统
Purox系统又称为UCC纯氧高温热分解法，是由美国 联合碳化公司（Union Carbide Corp）开发的城市垃 圾热解工艺，于1974年在西弗吉尼亚州建成了处理 能力180t/d的生产装置。
按热解炉的结构分类：
固定床热解炉 移动床热解炉 流化床热解炉 旋转炉
按热解产物的物理形态分类：
气化方式 液化方式 炭化方式
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按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行分类：
单塔式 双塔式
按热解过程是否生成熔渣分类：
造渣型 非造渣型
（1）新日铁系统
是一种热解和熔融为一体的综合处理工艺，通过控 制炉温及供氧条件，使垃圾在同一炉内完成干燥、 热解、燃烧和熔融。
系统采用竖式热解熔融炉。 系统采用空气作为助燃气。
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干燥段温度约为 300oC；
热解段温度为 300~1000oC；
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按热解温度分类：
低温热解：热解温度一般在600oC以下，适用于农~ 700oC之间，适用 于单一物料（如废轮胎、塑料）的热解转化。
高温热解：热解温度一般在1000oC以上。
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以纤维素热分解为例：
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热解产物
热解过程的主要产物有：
可燃性气体：H2、CO、CH4、C2H4和其它少量高分子碳 氢化合物气。热值可达6390~10230kJ/kg(固体废物)， 而维持热解过程所需的热量约为2560kJ/kg(固体废物)， 故剩余气体变成热解过程 的有使用价值的产品。
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4、热解工艺分类
按加热方式分类：
间接加热：将物料与直接供热介质在热解反应器（或 热解炉）中分开的一种热解过程。可利用间壁式导热 或以一种中间介质（热砂料）来传热，加热被热解物 料。适用于小规模处理场合。
直接加热：热解反应所需的热量是被热解物料直接燃 烧（注：物料部分燃烧或热解产物燃烧）或向热解反 应器提供的补充燃料燃烧产生的热。
环境专业课：固体废物处理与处置
环境专业课：固体废物处理与处置
热解的主要特点
可将固体废物中的有机物转化为以燃料气、油和 炭黑为主的储存性能源；
由于是无氧或缺氧分解，排气量少，因此，采用 热解工艺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；
由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+ ； NOx的产生量少。
而颗粒较小将促进热量传递，从而使高温热解反应更 容易进行。
有必要对热解原料进行适当破碎预处理，使其粒度既 细小而又均匀。
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含水率
通常含水率越低，物料加热速率越快，越有利于得到 较高产率的可燃性气体。
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反应温度
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有机液体：复杂的化学混合物（焦木酸）、焦油、烃 类油。
固体残渣：炭黑，即轻质碳素物质，热值约为 12800~21700kJ/kg。
环境专业课：固体废物处理与处置
热解产物的产量、构成与热解原料成分、热解温度、 加热速率和反应时间等参数有关。
环境专业课：固体废物处理与处置
3、热解技术影响因素
系统采用竖式热解熔融炉。 系统采用纯氧作为助燃气。 工作原理：纯氧由炉底送入燃烧区，参与垃圾燃烧。
熔融渣炉底连续排出，经水冷后形成坚硬的颗粒物 质。热解气以90oC的温度从炉顶排出，净化后含有 约75%的CO和H2，其体积比约为2:1。 Purox系统的参量主要消耗在垃圾的破碎和热环境解专业课所：固需体废物处理与处置
影响热解的主要因素包括：
废物成分 物料的预处理 含水率 反应温度 加热速率
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废物成分
由于废物的组分不同而致热解的超始温度各有差异， 因此，对热解过程的产物成分及产率也有较大影响。
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物料的预处理
若物料颗粒大，则传热速及传质速率较慢、热解二次 反应增多，对产物成分有不利影响。
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5、典型固体废物的热解
城市生活垃圾的热解 污泥的热解 农林废物的热解 废塑料的热解 废橡胶的热解
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5.1 城市生活垃圾的热解
新日铁系统 Purox系统 Landgard系统 Occidental系统 Garret系统
固体废物热解处理
1、热解的定义和特点
热解（Pyrolysis）：是将有机物在无氧或缺氧 状态加热，使之成为气态、液态或固态可燃物 质的化学分解过程。
热解技术是一种传统的工业化作业，大量应用 于木材、煤炭、重油等燃料的加工处理。例如： 木材通过热解干馏可得到木炭；以焦煤为主要 成分通过煤的热解炭化可得到焦炭；以气煤、 半焦等为原料通过热解气化可得到煤气。
环境专业课：固体废物处理与处置
加热速率
环境专业课：固体废物处理与处置
总体上讲，在低温加热条件下，有机物分子有足够 的时间在其最薄弱的接点处分解，并重新结合为热 稳定性固体，而难以进一步分解，此时的固体产率 增加；而在高温、高速加热条件下，有机物分子结 构发生全面热解，生成大范围的低分子有机物，产 物中的气体组分有所增加。
环境专业课：固体废物处理与处置
热解与焚烧的区别
焚烧
热解
需氧氧化反应过程
无氧或缺氧反应过程
放热 产物为二氧化碳和水
吸热
产物为可燃的低分子化合物、 无机气体
产生的热能一般就近直接利 产生的可燃性产物如油、气、
用
炭黑可储存及远程输送
环境专业课：固体废物处理与处置
2、热解的过程及产物
热解反应过程可用下述通式表示：
熔融段温度约为 空气或 1700~1800oC。
不可
环境专业课：固体废物处理与处置
空气
环境专业课：固体废物处理与处置
（2）Purox系统
Purox系统又称为UCC纯氧高温热分解法，是由美国 联合碳化公司（Union Carbide Corp）开发的城市垃 圾热解工艺，于1974年在西弗吉尼亚州建成了处理 能力180t/d的生产装置。
按热解炉的结构分类：
固定床热解炉 移动床热解炉 流化床热解炉 旋转炉
按热解产物的物理形态分类：
气化方式 液化方式 炭化方式
环境专业课：固体废物处理与处置
按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行分类：
单塔式 双塔式
按热解过程是否生成熔渣分类：
造渣型 非造渣型