热解的基本原理和方式PPT幻灯片课件
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热解的基本原理和方式
7.1热解的基本原理和方式 7.1.1 概述
热解（pyrolysis）在工业上也称为干馏。 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。热解过程有机物发生化学分解得到气态、液态或固态可燃物质。
最经典定义：斯坦福研究所的J．Jones（Stanford Research Institute， SRI) 提出的： “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，通过间接加热使含碳有机物发生热化学分解，生成燃料(气体、液 体和炭黑)的过程”。
含水率 ：含水率低，干燥过程耗热少，将废物加热到工作温度的时间短， 易于热解进行。
物料颗粒的尺寸较小有利于热量传递、保证热解过程的顺利进行，尺寸过 大时，情况则相反。
5．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性好。气体与物料逆流 行进有利于延长物料在反应器内的滞留时间，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。
主要产物
焦炭 焦炭 焦炭、液体1）和 气体2） 焦炭和气体 液体 液体 液体和气体 气体
注：1）液体成分主要有乙酸、乙醇、丙酮及其他碳水化合物组成的焦油或化合物组成， 可通过进一步处理转化为低级的燃料油；
2）气体成分主要由氢气、甲烷、碳的氧化物等气体组成。
7.1.2.2 热解产物
热解产物中包括： 气体：CH4、H2、H2O、CO、CO2、NH3、H2S、HCN等； 有机液体：有机酸、芳烃、焦油、甲醇、丙酮、乙酸等； 固体残渣：灰渣、炭黑等含纯碳和聚合高分子的含碳物。 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。
热解（pyrolysis）在工业上也称为干馏。 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。热解过程有机物发生化学分解得到气态、液态或固态可燃物质。
最经典定义：斯坦福研究所的J．Jones（Stanford Research Institute， SRI) 提出的： “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，通过间接加热使含碳有机物发生热化学分解，生成燃料(气体、液 体和炭黑)的过程”。
含水率 ：含水率低，干燥过程耗热少，将废物加热到工作温度的时间短， 易于热解进行。
物料颗粒的尺寸较小有利于热量传递、保证热解过程的顺利进行，尺寸过 大时，情况则相反。
5．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性好。气体与物料逆流 行进有利于延长物料在反应器内的滞留时间，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。
主要产物
焦炭 焦炭 焦炭、液体1）和 气体2） 焦炭和气体 液体 液体 液体和气体 气体
注：1）液体成分主要有乙酸、乙醇、丙酮及其他碳水化合物组成的焦油或化合物组成， 可通过进一步处理转化为低级的燃料油；
2）气体成分主要由氢气、甲烷、碳的氧化物等气体组成。
7.1.2.2 热解产物
热解产物中包括： 气体：CH4、H2、H2O、CO、CO2、NH3、H2S、HCN等； 有机液体：有机酸、芳烃、焦油、甲醇、丙酮、乙酸等； 固体残渣：灰渣、炭黑等含纯碳和聚合高分子的含碳物。 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。
第六讲_固体废弃物的热解-65页PPT资料
热解过程参数影响
（2）最终温度
温度越高，热解气越多
热解油的产量随温度的 增加先升高，后降低。
热解炭随温度增加而降低
最终温度
热解过程使大 部分白塑料液 化,只有少部分 保持气体状态.
热解过程参数影响
（3）热解时间
是指反应物料完 成反应在炉内停 留的时间，它会 影响热解产物的 成分和总量。
300℃下不同热裂解时间后焦炭产物谱图
脂肪侧链断裂，生成气态烃，如CH4、C2H6、 C2H4。
含氧官能团的裂解，其热稳定性的顺序为： －OH > －C=O >－COOH > －OCH3。
羟基不易脱除700~800℃ 以上时，有大量-H存在时， 可氢化成H2O
400℃左右裂解生成CO
200℃开始分解， 生成CO2和H2O
热稳定性的一般规律
较低的加热温度和较短气体停留时间有利于炭的 生成；高温和较长停留时间会增加生物质转化为 气体的量；中温和短停留时间对液体产物增加最 有利。
热解温度高和停留时间长，有益于二次裂解发生， 降低液体油的产量。
热解过程参数影响
如果目标产物为液体生物油，热解条件应设为 500～600℃、高升温速率（104～105℃/s）和短 的停留时间（约1s）；
分解设备：
槽式
hg.kkwo/class/dhk/2019_06_15_22_50_25_453.htm
流化床式
hg.kkwo/class/dhk/2019_06_15_22_51_55_928.htm
hg.kkwo/class/dhk/2019_06_15_22_55_54_12.htm
（1）缩合芳烃>芳香烃>环烷烃>烯烃>炔 烃>烷烃.
热解与气化详解(课堂PPT)
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。
22
2 固体废物热解处理
大分子键断裂、异构化和小分子聚合
热
废物组成、裂解温度、催化剂等
解
过 程
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)
3
a full-scale MSW pyrolysis system was built in the
United, California, shut down after only two year of
operation
4
Sec.1 general statement
热解是把有机固体废物在无氧或缺氧条件下加热分 解的过程。该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。通式如下：
Chapter 8
pyrolysis on SW 有机固体废物的热解
1
固体废物热解处理
热解 原理
热解 工艺
热解定义及特点、热解过程及产物、有机 固体废物热解机理
热解工艺分类
典型固 城市生活垃圾的热解、废塑料的热解、污 体废物 泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃 的热解 物的热解
2
热解是一种古老的工业化生产技术 ——煤的干馏，重油和煤炭的气化，木炭烧制
生物能热化学转换系统
12
在欧洲．主要根据处理对象的种类、反应 器的类型和运行条件对热解处理系统进行 分类，研究不同条件下反应产物的性质和 组成，尤其重视各种系统在运行上的特点 和问题。
13
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。
22
2 固体废物热解处理
大分子键断裂、异构化和小分子聚合
热
废物组成、裂解温度、催化剂等
解
过 程
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)
3
a full-scale MSW pyrolysis system was built in the
United, California, shut down after only two year of
operation
4
Sec.1 general statement
热解是把有机固体废物在无氧或缺氧条件下加热分 解的过程。该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。通式如下：
Chapter 8
pyrolysis on SW 有机固体废物的热解
1
固体废物热解处理
热解 原理
热解 工艺
热解定义及特点、热解过程及产物、有机 固体废物热解机理
热解工艺分类
典型固 城市生活垃圾的热解、废塑料的热解、污 体废物 泥的热解、废橡胶的高温热解、农林废弃 的热解 物的热解
2
热解是一种古老的工业化生产技术 ——煤的干馏，重油和煤炭的气化，木炭烧制
生物能热化学转换系统
12
在欧洲．主要根据处理对象的种类、反应 器的类型和运行条件对热解处理系统进行 分类，研究不同条件下反应产物的性质和 组成，尤其重视各种系统在运行上的特点 和问题。
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热解
③ 当温度高于300℃时, 橡胶分解加快, 断裂出来的化学物 质分子量较小, 产生的油流动性较好, 而且透明。
.
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。
.
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。
.
4．物料性质
3、热解工艺分类
.
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）
.
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）
热解的基本原理和方式.ppt全文免费
热解的基本原理和⽅式.ppt全⽂免费⽂档介绍：固体废物的热解与焚烧相⽐有下列优点: 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；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；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；热分解残渣中⽆腐败性的有机物，⽽且灰渣熔融能防⽌⾦属类物质溶出；能处理不适合焚烧和填埋的难处理物。
热解⼯艺及成分此外，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。
按热解反应系统压⼒分为常压热解法和真空热解法。
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。
在实际⽣产中，有两种分类⽅法是最常⽤的：⼀是按照⽣产燃料⽬的将热解⼯艺分为热解造油和热解造⽓；⼆是按热解过程控制条件将热解⼯艺分为⾼温分解和⽓化。
7.1.4 影响热解主要因素影响热解过程的主要因素有反应温度、反应湿度、加热速率、反应时间、反应器类型、供⽓供氧、废物组成等。
热分解产物⽐例与温度的关系 2、加热速率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。
加热温度结合加热速率低温-低速：有机物分⼦在最薄弱的接点处分解，重新结合为热稳定性固体，难以再分解，固体含量增加。
⾼温-⾼速：全⾯裂解，低分⼦有机物及⽓体组成增加。
3．停留时间（反应时间）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。
热解的基本原理和方式(共26张PPT)
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:
低温低速——重新结合成热稳定性固体——固体产率增加
热解过①程是很复可杂的以，它将与诸固多体因素废有关物，例中如固的体废有物种机类、物固体转废物化颗粒为尺寸以、加燃热速料率、气终温、、压燃力、料加热油时和间、炭热解黑气氛等。 为主的贮存性能源； 直接（内部）加热：供给适量空气使有机物部分燃烧，提供热解所需热量
热分解产物比例与温度的关系
例：橡胶热解产 品组成与温度的 关系
2、加热速率
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。
加热温度结合加热速率
低温-低速：有机物分子在最薄弱的接点处分解，重新结合为热 稳定性固体，难以再分解，固体含量增加。
高温-高速：全面裂解，低分子有机物及气体组成增加。
热解（pyrolysis）在工业上也称为干馏。
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。热解过程有机物发生化学分解得到气态、液态 或固态可燃物质。
最经典定义：斯坦福研究所的J．Jones（Stanford Research
Institute，SRI) 提出的： “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，通过间接加热使含碳有机物发生热 化学分解，生成燃料(气体、液体和炭黑)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，应该称为部分燃烧(Partial-combustion)或缺氧燃烧 (starved-air-combustion)。
热解的基本原理和方式28页PPT
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
热解的基本原理和方式
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
第7章-城市生活垃圾的热解处理--ppt课件可修改全文
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。
ppt课件
21
四、物料性质
• 物料性质如有机成分、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，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
ppt课件
9
• 6、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，有利于减轻对 大气环境的二次污染；
• （3）废物中的硫、重金属的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。
顺利进行。
ppt课件
22
ppt课件
23
五、反应器类型
• 不同反应器有不同的燃烧床条件和物流方式。 • 一般来说，固定燃料床处理量大，而流化态燃烧
床温度可控性好。 • 气体与物料逆流进行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效率；气体 与物料顺流进行可促进热传导，加快热解过程。
ppt课件
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。
ppt课件
35
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
ppt课件
ppt课件
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四、物料性质
• 物料性质如有机成分、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，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
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• 6、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，有利于减轻对 大气环境的二次污染；
• （3）废物中的硫、重金属的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。
顺利进行。
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五、反应器类型
• 不同反应器有不同的燃烧床条件和物流方式。 • 一般来说，固定燃料床处理量大，而流化态燃烧
床温度可控性好。 • 气体与物料逆流进行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效率；气体 与物料顺流进行可促进热传导，加快热解过程。
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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
ppt课件
《生物质热解技术》课件
生物质热解技术的优势
01
质热解技术利用可再生的 生物质资源，如农业废弃物、 木材废弃物等，符合可持续发 展的要求。
高效转化
生物质热解技术能够将生物质 高效转化为高品位燃料和化学 品，提高了能源利用效率。
减少污染
与传统的燃烧方式相比，生物 质热解技术能够减少废气、废 水和固体废物的排放，降低环 境污染。
加强政策支持
政府应加强政策支持，鼓励生 物质热解技术的研发和应用。
04
生物质热解技术的实际应用案例
生物质热解技术在能源生产中的应用
生物质热解技术可以用于生产生物油，替代化石燃料，如柴油、 汽油等。生物油的热值较高，可以用于燃烧发电或直接用于工业 燃烧设备。
生物质热解技术还可以用于生产生物燃气，如沼气等。生物燃气 的主要成分是甲烷，可以用于家庭和工业燃气。
生物质热解技术可以用于处理农业废弃物、城市垃圾等废物 ，将其转化为有用的能源和化学品。这不仅可以减少废物的 环境污染，还可以实现废物资源化利用。
生物质热解技术还可以用于处理工业废弃物，如废油、废溶 剂等。通过生物质热解技术可以将这些废弃物转化为有用的 能源和化学品，实现废弃物的资源化利用。
05
结论
生物质热解技术在化学品生产中的应用
01
生物质热解技术可以用于生产各 种化学品，如酚类、芳香烃类、 醇类等。这些化学品在化工、医 药、农药等领域有广泛的应用。
02
生物质热解技术还可以用于生产 高分子材料，如聚合物、树脂等 。这些高分子材料可以用于制造 塑料、纤维等产品。
生物质热解技术在废物处理中的应用
未来生物质热解技术的国际合作与交流将 进一步加强，促进技术传播和经验分享， 推动全球范围内的技术进步和应用推广。
煤化学-3-煤的热解.pptx
煤的热解
脱挥发份
1
根据煤在燃烧过程中温度和质量的变化， 煤粒要经历以下四个阶段 1 干燥，被加热到热解温度 2 热解，产生挥发份，焦油和焦 3 可燃挥发份的燃烧 4 焦的氧化
2
煤在燃烧过程经历示意图
3
4
传热 加热速率
q
kc
Ap
T2 T1 rp
mpCpdT p / dt hAp Tg Tp Ap Tg4 Tp4
11
煤热解的影响因素
热解过程中产生的挥发分由可燃气体混合物、 二氧化碳和水蒸气等组成，其中可燃气体主要 包括一氧化碳、氢气、气态烃和少量酚醛。 挥发分的质量和成分与其热解的条件有关，主 要取决于加热速率、加热的最终温度和在此温 度下的持续时间及颗粒尺寸等因素。 研究表明，随着加热温度的升高，挥发分的总 析出量及挥发物中气态和液态碳氢化合物的比 例增加。
k2 A2e RT
20
多方程热解模型和分布活化能模型
dVi dt
ki (Vi* Vi dE 1
0
f (E)
1
2
exp[
(E E0 )2
2 2
]
V
V*
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-
At
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f
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21
基于煤结构的网络机理模型
以煤的结构为基础模拟煤的热解机理的模 型有：热解产物的组分模型、官能团-解聚、 蒸发与交联(FG-DVC)模型，FLASHCHAIN模型 和化学渗透脱挥发分(CPD)模型。
13
压力、温度对褐煤热解产率的影响示意图
14
热解终温对褐煤热解产率的影响示意图
15
热解模型
煤热解的数学模型 煤的热解是指煤在惰性、氧化性或还原性气氛条件 下持续加热到较高温度时，所发生的一系列物理变 化和化学反应的复杂过程。煤的热解与煤的组成和 结构有密切的关系，由于煤结构的复杂和不均一性 以及煤粉热解的快速和复杂性，现在仍然不能全面 地描述热解期间出现的化学反应。在实验结果的基 础上，从一些简化机理出发，先后提出了许多的脱 挥发分模型。煤的热解是许多其他转化利用过程 （如燃烧、气化、液化和焦化等）的初始步骤，而 且热解对后续过程有很大的影响，所以准确地描述 煤热解过程对于煤的高效清洁转化利用和污染控制 有重要意义。
脱挥发份
1
根据煤在燃烧过程中温度和质量的变化， 煤粒要经历以下四个阶段 1 干燥，被加热到热解温度 2 热解，产生挥发份，焦油和焦 3 可燃挥发份的燃烧 4 焦的氧化
2
煤在燃烧过程经历示意图
3
4
传热 加热速率
q
kc
Ap
T2 T1 rp
mpCpdT p / dt hAp Tg Tp Ap Tg4 Tp4
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煤热解的影响因素
热解过程中产生的挥发分由可燃气体混合物、 二氧化碳和水蒸气等组成，其中可燃气体主要 包括一氧化碳、氢气、气态烃和少量酚醛。 挥发分的质量和成分与其热解的条件有关，主 要取决于加热速率、加热的最终温度和在此温 度下的持续时间及颗粒尺寸等因素。 研究表明，随着加热温度的升高，挥发分的总 析出量及挥发物中气态和液态碳氢化合物的比 例增加。
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多方程热解模型和分布活化能模型
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(E)dE
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基于煤结构的网络机理模型
以煤的结构为基础模拟煤的热解机理的模 型有：热解产物的组分模型、官能团-解聚、 蒸发与交联(FG-DVC)模型，FLASHCHAIN模型 和化学渗透脱挥发分(CPD)模型。
13
压力、温度对褐煤热解产率的影响示意图
14
热解终温对褐煤热解产率的影响示意图
15
热解模型
煤热解的数学模型 煤的热解是指煤在惰性、氧化性或还原性气氛条件 下持续加热到较高温度时，所发生的一系列物理变 化和化学反应的复杂过程。煤的热解与煤的组成和 结构有密切的关系，由于煤结构的复杂和不均一性 以及煤粉热解的快速和复杂性，现在仍然不能全面 地描述热解期间出现的化学反应。在实验结果的基 础上，从一些简化机理出发，先后提出了许多的脱 挥发分模型。煤的热解是许多其他转化利用过程 （如燃烧、气化、液化和焦化等）的初始步骤，而 且热解对后续过程有很大的影响，所以准确地描述 煤热解过程对于煤的高效清洁转化利用和污染控制 有重要意义。
热解二
方法，代表性的系统有新日铁系统、Purox系统和 Torrax系统。
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。
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。
《生物质热解技术》课件
政府支持
制定相关政策和标准 加大对生物质热解技术的投入
企业合作
多方合作，共同推动技术创新
科研机构
开展深入研究，提升技术水平
国际合作
加强国际间生物质热解技术合 作与交流
国际合作
国际间应该加强生物质热解技术的合作与交流，共同推动 技术的发展和普及。通过国际合作，不仅可以分享经验和 资源，还可以加速技术的创新和应用，实现更广泛的影响 和效益。
生物气
可用于发电 供热、供暖等领域
生物炭
用于土壤改良 再生能源领域
热能
直接供暖、制冷等用途
生物质热解技术的应用 前景
生物质热解技术具有广泛的应用前景。在能源领域，可以替 代传统化石能源，减少温室气体排放，保护环境。在工业生 产中，可以实现资源的循环利用，提高能源利用效率。未来 随着生物质热解技术的不断创新和发展，其应用范围将进一 步扩大。
● 02
第2章 生物质热解过程
生物质热解的基本原理
生物质热解是一种将生物质分子内部的键断裂的过程，通过 高温、无氧或低氧环境下进行，最终生成气体、液体和固体 产物。这一过程在生物质能源开发和利用中具有重要意义。
生物质热解的反应机理
热解
生物质在高温下分 解成不同产物
干馏
在缺氧或无氧条件 下，生物质物质分
● 05
第五章 生物质热解技术的环 保效益
01 减少碳排放
低碳排放
02 减少污染
环保优势
03 提高空气质量
环境友好
生物质热解技术的减排效果
减少化石能源使用
提倡可再生能源 减少对石油、煤等传统能源的 依赖
减少温室气体排放
降低二氧化碳排放量 减缓气候变化
提高大气质量
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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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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28
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
.
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。
热解的基本原理和方式
敞开式結构
二次污染
Dioxin 重金属的大气污染
技方面 热解
需无氧/低氧 ，因此只需少量氧气 需无氧/低氧 ，因此排管直径较小
小 无氧条件下的还原反应
封闭式結构
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
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。
① 内热式单塔流化炉
结构简单；热解温度低；热解产物主要 ②是燃竖气井，式热熔值融低气，化不炉利于利用。
同时进行熔融、热解和气化，资源 化效果好；占地面积小，能适应各种垃 圾的处理；二次污染小。 ③ 内热式气流热分解炉 ④ 内热式回转热分解炉
间接加热（外热式热解）
外热法式热解是将垃圾置于密闭的容器中，在绝热的条件下，热量由反应容器的外面通过 器壁进行传递，垃圾被间接加热而发生分解。因不伴随燃烧反应，可得到15000-25000kJ/m3的 高热值燃料气。
7.1热解的基本原理和方式 7.1.1 概述
热解与气化详解(课堂PPT)
分解是从脱水开始的：如两分子苯酚聚合脱水；其次是脱甲 基或脱氢、生成水与架桥部分的分解次甲基键进行反应生成 CO和H2。
温度再高时，生成的芳环化合物再进行裂解、脱氢、缩合、 氢化等反应。
反应没有明显的阶段性，许多反应是交叉进行的，热解总的 反应方程式可表示为：
有机固体废物 加热 高中分子有机液体（焦油和芳香烃）+低 分子有机液体+多种有机酸和芳香烃+炭渣+CH4+H2+H2O +CO+CO2+NH3+H2S+HCN
➢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。
32
Kaiser等人曾对城市垃圾中各种有机物进行 过实验室的间歇实验，得到的气体产物组 成，随热解操作条件的变化而变化
✓ 美国城市垃圾的典型化学组成为C30H48N0.5S0.05， 其H／C值低于纤维索和木材质．
✓ 日本城市垃圾的典型化学组成为 C30H53N0.34S0.02Cl0.09。其H／C值高于纤维素。
31
➢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；
PVC在加热到200℃左右时开始发生脱氯反应，进一步加热 发生断链反应。
酚醛树脂、脲醛树脂等热硬性塑料则不适合作为热解原料。 PET、ABS树脂等在其分子构造中含有氮、氯等元素，热解
过程中会产生有害气体或腐蚀性气体，也不适宜作为热解原 料。
34
塑料裂解过程
温度再高时，生成的芳环化合物再进行裂解、脱氢、缩合、 氢化等反应。
反应没有明显的阶段性，许多反应是交叉进行的，热解总的 反应方程式可表示为：
有机固体废物 加热 高中分子有机液体（焦油和芳香烃）+低 分子有机液体+多种有机酸和芳香烃+炭渣+CH4+H2+H2O +CO+CO2+NH3+H2S+HCN
➢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。
32
Kaiser等人曾对城市垃圾中各种有机物进行 过实验室的间歇实验，得到的气体产物组 成，随热解操作条件的变化而变化
✓ 美国城市垃圾的典型化学组成为C30H48N0.5S0.05， 其H／C值低于纤维索和木材质．
✓ 日本城市垃圾的典型化学组成为 C30H53N0.34S0.02Cl0.09。其H／C值高于纤维素。
31
➢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；
PVC在加热到200℃左右时开始发生脱氯反应，进一步加热 发生断链反应。
酚醛树脂、脲醛树脂等热硬性塑料则不适合作为热解原料。 PET、ABS树脂等在其分子构造中含有氮、氯等元素，热解
过程中会产生有害气体或腐蚀性气体，也不适宜作为热解原 料。
34
塑料裂解过程
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7.1热解的基本原理和方式 7.1.1 概述
热解（pyrolysis）在工业上也称为干馏。 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。热解过程有机物发生化学分解得 到气态、液态或固态可燃物质。
1
最 经 典 定 义 ： 斯 坦 福 研 究 所 的 J ． Jones （ Stanford Research Institute，SRI) 提出的： “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 加热使含碳有机物发生热化学分解，生成燃料(气体、 液体和炭黑)的过程”。
7
热解反应过程可用下列简式表示：
有机固体废物
可燃性气体+有机液体+固体残渣
热解过程是很复杂的，它与诸多因素有关，例如固体废 物种类、固体废物颗粒尺寸、加热速率、终温、压力、 加热时间、热解气氛等。
8
热解反应所需的能量取决于各种产物的生成比。
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。 美国城市垃圾的典型化学组成为C30H48N0.5S0.05，其H/C 值低于纤维素和木材质。 日本城市垃圾的典型化学组成为C30H53N0.34S0.02Cl0.09。其 H/C值高于纤维素。
10
7.1.2.2 热解产物
热解产物中包括：
气体：CH4、H2、H2O、CO、CO2、NH3、H2S、HCN等； 有机液体：有机酸、芳烃、焦油、甲醇、丙酮、乙酸等；
固体残渣：灰渣、炭黑等含纯碳和聚合高分子的含碳物。
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。
低温低速——重新结合成热稳定性固体——固体产率 增加
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
4
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；
热解
低价的设备规模(费用少)
维护费用
维护费用多
维护费用少，简单的管理和 替换零配件即可
操作费用 作业环境 需要面积
操作费用高 恶劣
大 (需要宽敞用地)
操作费用少 好
小(需要少量空间)
6
7.1.2 热解原理 7.1.2.1 热解过程
固体废物的热解是一个复杂连续的化学反应过程，它包 含了大分子键的的断裂、异构化和小分子的聚合等反应， 最后生成较小的分子。 在热解的过程中，其中间产物存在两种变化趋势，一是 由大分子变成小分子，直至气体的裂解过程；二是由小 分子聚合成大分子的聚合过程。这些反应没有明显的阶 段性，许多反应是交叉进行的。
9
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。
随着现代工业的发展，热解处理已经成为了一种有发展前 景的固体废物处理方法之一。它可以处理城市垃圾，污泥， 废塑料，废橡胶等工业以及农林废物、人畜粪便等在内的 具有一定能量的有机固体废物。
3
焚烧和热分解的比较
技术方面
焚烧
热解
空气注入量
需供給充足的氧，因此 排管直径较大
需无氧/低氧 ，因此只需少量氧气 需无氧/低氧 ，因此排管直径较小
14
间接加热（外热式热解）
外热法式热解是将垃圾置于密闭的容器中，在绝热的条件下，热 量由反应容器的外面通过器壁进行传递，垃圾被间接加热而发生分解。 因不伴随燃烧反应，可得到15000-25000kJ/m3的高热值燃料气。
③①②外外外无热热热空式式气式回双进竖转塔入窑井，流炉热化解炉 垃构产高温器产不圾造内生高品 的度热破复运进气。品热合解行体质值适碎杂行、，中较；。气和。稳气混好加但化液定化有，热转和化，大效具均炉燃所易率量有匀内烧和氮较，易需控在热气一动制效，个力，率热反大但低值应，，
高温高速——全面裂解——气态产物增加
粒度大物料——均匀需时长——二次反应多
11
热解工艺及成分
12
7.1.3 热解方式分类
按加热方式
直接（内部）加热：供给适量空气使有机物 部分燃烧，提供热解所需热量
（获供给热解所需 热量
（燃气品位高但供热效率低）
13
直接加热（内热式热解） 内热式热解也称为部分
燃烧热分解，反应器中的可 燃性垃圾或部分热解产物燃 烧，以燃烧热使垃圾发生热 分解。通常得到4000-8000 kJ/m3的低品位燃料气。 ②① 竖内井热式式熔单融塔气流化化炉炉 结构同简时单进；行热熔解融温、度热低解；和热气 化解，产资物源主化要效是果燃好气；，占热地值面低积， 小二不，次利能污于适染利应小用各。。种垃圾的处理； ③ 内热式气流热分解炉 ④ 内热式回转热分解炉
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
属类物质溶出； ⑦ 能处理不适合焚烧和填埋的难处理物。
5
焚烧和热分解的比较
经济方面
焚烧
设备投资规模 投资费用过多 （费用高）
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)。
2
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。
热解（pyrolysis）在工业上也称为干馏。 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。热解过程有机物发生化学分解得 到气态、液态或固态可燃物质。
1
最 经 典 定 义 ： 斯 坦 福 研 究 所 的 J ． Jones （ Stanford Research Institute，SRI) 提出的： “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 加热使含碳有机物发生热化学分解，生成燃料(气体、 液体和炭黑)的过程”。
7
热解反应过程可用下列简式表示：
有机固体废物
可燃性气体+有机液体+固体残渣
热解过程是很复杂的，它与诸多因素有关，例如固体废 物种类、固体废物颗粒尺寸、加热速率、终温、压力、 加热时间、热解气氛等。
8
热解反应所需的能量取决于各种产物的生成比。
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。 美国城市垃圾的典型化学组成为C30H48N0.5S0.05，其H/C 值低于纤维素和木材质。 日本城市垃圾的典型化学组成为C30H53N0.34S0.02Cl0.09。其 H/C值高于纤维素。
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7.1.2.2 热解产物
热解产物中包括：
气体：CH4、H2、H2O、CO、CO2、NH3、H2S、HCN等； 有机液体：有机酸、芳烃、焦油、甲醇、丙酮、乙酸等；
固体残渣：灰渣、炭黑等含纯碳和聚合高分子的含碳物。
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。
低温低速——重新结合成热稳定性固体——固体产率 增加
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
4
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；
热解
低价的设备规模(费用少)
维护费用
维护费用多
维护费用少，简单的管理和 替换零配件即可
操作费用 作业环境 需要面积
操作费用高 恶劣
大 (需要宽敞用地)
操作费用少 好
小(需要少量空间)
6
7.1.2 热解原理 7.1.2.1 热解过程
固体废物的热解是一个复杂连续的化学反应过程，它包 含了大分子键的的断裂、异构化和小分子的聚合等反应， 最后生成较小的分子。 在热解的过程中，其中间产物存在两种变化趋势，一是 由大分子变成小分子，直至气体的裂解过程；二是由小 分子聚合成大分子的聚合过程。这些反应没有明显的阶 段性，许多反应是交叉进行的。
9
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。
随着现代工业的发展，热解处理已经成为了一种有发展前 景的固体废物处理方法之一。它可以处理城市垃圾，污泥， 废塑料，废橡胶等工业以及农林废物、人畜粪便等在内的 具有一定能量的有机固体废物。
3
焚烧和热分解的比较
技术方面
焚烧
热解
空气注入量
需供給充足的氧，因此 排管直径较大
需无氧/低氧 ，因此只需少量氧气 需无氧/低氧 ，因此排管直径较小
14
间接加热（外热式热解）
外热法式热解是将垃圾置于密闭的容器中，在绝热的条件下，热 量由反应容器的外面通过器壁进行传递，垃圾被间接加热而发生分解。 因不伴随燃烧反应，可得到15000-25000kJ/m3的高热值燃料气。
③①②外外外无热热热空式式气式回双进竖转塔入窑井，流炉热化解炉 垃构产高温器产不圾造内生高品 的度热破复运进气。品热合解行体质值适碎杂行、，中较；。气和。稳气混好加但化液定化有，热转和化，大效具均炉燃所易率量有匀内烧和氮较，易需控在热气一动制效，个力，率热反大但低值应，，
高温高速——全面裂解——气态产物增加
粒度大物料——均匀需时长——二次反应多
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热解工艺及成分
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7.1.3 热解方式分类
按加热方式
直接（内部）加热：供给适量空气使有机物 部分燃烧，提供热解所需热量
（获供给热解所需 热量
（燃气品位高但供热效率低）
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直接加热（内热式热解） 内热式热解也称为部分
燃烧热分解，反应器中的可 燃性垃圾或部分热解产物燃 烧，以燃烧热使垃圾发生热 分解。通常得到4000-8000 kJ/m3的低品位燃料气。 ②① 竖内井热式式熔单融塔气流化化炉炉 结构同简时单进；行热熔解融温、度热低解；和热气 化解，产资物源主化要效是果燃好气；，占热地值面低积， 小二不，次利能污于适染利应小用各。。种垃圾的处理； ③ 内热式气流热分解炉 ④ 内热式回转热分解炉
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
属类物质溶出； ⑦ 能处理不适合焚烧和填埋的难处理物。
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焚烧和热分解的比较
经济方面
焚烧
设备投资规模 投资费用过多 （费用高）
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)。
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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。