固体废物热解处理
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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
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。
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。
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。
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
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、林 业废物生产低硫低灰分的炭。
中温热解：热解温度一般在600oC~ 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
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
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。
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
环境专业课：固体废物处理与处置
来自百度文库 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：
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。
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。
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。
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3、热解技术影响因素
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。
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干燥段温度约为 300oC；
热解段温度为 300~1000oC；
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
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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。
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。
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。
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
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、林 业废物生产低硫低灰分的炭。
中温热解：热解温度一般在600oC~ 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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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
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。
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
环境专业课：固体废物处理与处置
来自百度文库 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。
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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
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2、热解的过程及产物
热解反应过程可用下述通式表示：
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。
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。
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
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；