固体废物污染控制工程固体废物的热解处理技术精选介绍
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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。
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。
固体废物热解处理工艺
• 该系统主要的能量消耗是垃圾破碎过程，
•此外1t垃圾热解需要的0.2t氧气的制造过程。 •该系统每处理lkg垃圾可以产生热值为11168kJ/m3的可燃性气 体0.712m3
（三）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
废物类型不同，热解反应条件不同，热解产物有差异。但热 解过程产生可燃气量大，特别是温度较高情况下，废物有机成 分的50%以上都转化成气态产物。热解后，减容量大，残余碳 渣较少。
• 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
• 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
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。
• 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
燃气体与水的比例三、典型固体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：
•此外1t垃圾热解需要的0.2t氧气的制造过程。 •该系统每处理lkg垃圾可以产生热值为11168kJ/m3的可燃性气 体0.712m3
（三）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
废物类型不同，热解反应条件不同，热解产物有差异。但热 解过程产生可燃气量大，特别是温度较高情况下，废物有机成 分的50%以上都转化成气态产物。热解后，减容量大，残余碳 渣较少。
• 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
• 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
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。
• 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
燃气体与水的比例三、典型固体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：
固体废物热解处理技术
（5）反应器类型
1）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。
2）一般来说固定燃烧床处理量大，而流态化燃烧床温 度可控制性好。 3）气体与物料逆流行进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率；气体与物料顺流行进 可促进热传导，加快热解过程。
（6）供气供氧
空气或氧作为热解反应中的氧化剂，使物料发生部分
燃烧，提供热能以保证热解反应的进行（如下图）。因此，
供给适量的空气或氧是非常重要的，也是需要严格控制 的．供给的可以是空气，也可以是纯氧。由于空气中含有 较多的N2，供给空气时产生的可燃气体的热值较低。供给 纯氧可提高可燃气体的热值，但生产成本也会相应增加。
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）。
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
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。
品质量，采用清水冲洗干净，将其晾干，然后用切割机切割为 30cm×45cm 的块状胶块。
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：
固废处理的热解处理
固废处理的热解处理是一种非常有效的处理方式，可以将各种固体废弃物转化成高效优质的能源。
这种处理方法现在已经得到了广泛的应用和推广，在环保领域有着十分重要的作用。
热解处理是一种将固体废弃物通过慢热处理，产生大量的无害气体和活性物质的方法。
这种处理方式的特点是节能、环保、经济，是固体废物处理的新技术，广泛应用于各类废弃物的处理中。
目前，热解处理已经成为了固废处理领域的主流技术之一。
热解处理将固体废弃物转化成气体、油、黑色的焦炭和灰烬等物质。
其中，焦炭和灰烬具备极高的市场价值。
焦炭可用作锅炉燃料，代替传统的煤炭燃料，灰烬则可以用于建筑材料等方面。
而气体和油也可以用作工业燃料，大大降低了能源消耗，缓解了压力。
热解处理的优点有许多。
首先，与传统的垃圾填埋和焚烧方法相比，热解处理方式可以将固体废弃物转化为高效优质的能源，大大减少了废弃物的排放，对环境的污染也大大降低。
其次，热解处理方式具备节能节材的显著特点，可以将固体废弃物转化为高效利用的能源。
最后，热解处理方式成本低廉，处理成本远低于传统的垃圾填埋和焚烧处理方式。
要实现热解处理的有效运作，需要借助于一些核心技术。
例如，筛分技术可以有效地控制废弃物的质量和粒度，减少固体废弃物的操作难度，提高处理效果。
此外，热解炉的设计和制造也是十分重要的环节，热解炉的运作对处理效果和能源利用效果有着重要的影响。
还需要注意的是，热解处理过程中需要注意废弃物的分类，应根据废弃物类别、性质和特点，采用不同的热解处理技术和设备，提高处理效果和安全性。
在未来的环保领域中，热解处理将是一个充满前景的行业。
它将在全球范围内得到广泛的应用和推广，成为一种可持续发展的环保技术。
同时，热解处理技术的不断研究和发展，也将为绿色环保事业做出更大的贡献。
总之，有效地将固体废弃物转化成高效优质的能源，具有很高的环保和经济价值。
未来，热解处理将成为一个充满前景的行业，在全球范围内得到广泛的应用和推广，成为一种可持续发展的环保技术。
固体废物的热解的基本原理和处理技术
特别在以污泥作为肥料再利用时．为了不使有 效成分分解，采用冷冻熔融是有益的。在有 液化石油气废热可供利用时，用冷冻熔融法 更为有利。
2. 污泥浓缩
目的：去除间隙水，含水率从96％～99％下降 到 85％～90％以上，可以用泵输送。
污泥浓缩的目的就是降低污泥中水分．缩小污 泥的体积，但仍保持其流体性质，有利于污 泥的运输、处理与利用。
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。
塑料裂解过程
以聚烯烃类塑料为例， 直链碳氢化合物——熔融软化为液体——低
分子碳氢化合物 (碳链范围约为1～44)再通 过合成沸石催化剂——分子量更小的碳氢 化合物。
上图是碳链范围为4000～12000的PE在常 压、450℃条件下热解所得油品的相对分子 质量分布图。
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。
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。
➢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
1250℃——预热气体和回收蒸汽
2. 污泥浓缩
目的：去除间隙水，含水率从96％～99％下降 到 85％～90％以上，可以用泵输送。
污泥浓缩的目的就是降低污泥中水分．缩小污 泥的体积，但仍保持其流体性质，有利于污 泥的运输、处理与利用。
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。
塑料裂解过程
以聚烯烃类塑料为例， 直链碳氢化合物——熔融软化为液体——低
分子碳氢化合物 (碳链范围约为1～44)再通 过合成沸石催化剂——分子量更小的碳氢 化合物。
上图是碳链范围为4000～12000的PE在常 压、450℃条件下热解所得油品的相对分子 质量分布图。
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。
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。
➢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
1250℃——预热气体和回收蒸汽
固体废物的热解处理PPT精选文档
状态(固态)的塑料。这类塑料在未交联前，分子链有两个以上可 参加化学反应的基团，交联后分子间相互交叉联接，成为网状的 或立体的三维结构，一旦成型，只能靠切削等二次加工成型。 热塑性塑料：由曲线状大分子组成，加热时分子链上的基团稳定, 分子间不发生化学反应,但能软化并发生粘性流动,冷却后又凝固 硬化；可反复加热-流动-冷却-硬化。 根据受热后的分解产物则可分为以下几种： 解聚反应型塑料：热分解时，聚合物解离、分解成单体，主要是 切断了单体分子间的结合键； 随机分解型塑料：热分解时，链的断裂是随机的，产物为低分子 化合物 过渡分解型塑料：热分解时，产物的比例随塑料的种类与分解温 度的变化而不同；一般，温度越高，气态的低级C-H化合物的含量 越高，分解产物的组分越复杂。
结构及原理（见图8-2）
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
产物
产物因塑料而异 例如：塑料中含Cl-、CN－基团，热分解产物中一般
就有HCl、HCN；又，塑料制品中的S含量低，热分 解得到的油品的S含量也低，是一种优质低S燃料油 ，根据这一特性，日本开发了以废塑料和高S重油 混合热解制取低S燃料油的工艺。
32
（2）塑料的分类
按照塑料的性质可分为两类 热固性塑料：在加热和化学固化剂的作用下交联生成的不溶不熔
在燃烧塔内装有热媒体(石英砂)，吸收热量并被流化气推动 成流态化，经管道流入热解塔与垃圾相遇，供给热解能量， 然后再经管道返回燃烧塔，重新加热后再返回热解塔，往复 地在燃烧塔和热解塔内受热和供热。
结构及原理（见图8-2）
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
产物
产物因塑料而异 例如：塑料中含Cl-、CN－基团，热分解产物中一般
就有HCl、HCN；又，塑料制品中的S含量低，热分 解得到的油品的S含量也低，是一种优质低S燃料油 ，根据这一特性，日本开发了以废塑料和高S重油 混合热解制取低S燃料油的工艺。
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（2）塑料的分类
按照塑料的性质可分为两类 热固性塑料：在加热和化学固化剂的作用下交联生成的不溶不熔
在燃烧塔内装有热媒体(石英砂)，吸收热量并被流化气推动 成流态化，经管道流入热解塔与垃圾相遇，供给热解能量， 然后再经管道返回燃烧塔，重新加热后再返回热解塔，往复 地在燃烧塔和热解塔内受热和供热。
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）
现代固体废物处理处置技术 8 热解
（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。
几种橡胶的热稳定性
橡胶热解三相产率
污泥热解
污泥热解重点主要放在解决焚烧存在的问题，
Hale Waihona Puke 即实现污泥的节能、低污染处理。 干燥的污泥热解可以分为前段反应速率较快 的部分和后段反应速率较慢的部分。后段反 应主要是难分解的有机物继续反应，以及前 段反应中产生的炭黑气化过程。 通常碳的气化反应是在900~1000℃下发生的， 所以需要控制反应温度在800℃以上。
400℃以上时依采用的方法不同, 液态油和固
态炭黑的产量随气体产量的增加而减少。
催化剂：
4% NaOH 溶液是最常用的废轮胎热解催化剂, 它能加速高分子链的断裂, 在相同的温度下可以增 加液态油的产量, 同时提高产品的质量。
轮胎橡胶的热稳定性分为:～ 200℃, 200℃～ 300℃及 300℃以上3个区域。 ① 在200℃以下无氧存在时, 橡胶较稳定，橡胶作为一种高聚 物, 其物理状态取决于分子的运动形式。 ② 在200℃～ 300℃, 橡胶特性粘数迅速改变, 低分子量的物 质被“热馏”出来, 残余物成为不溶性干性物。此时橡胶中 的高分子链有些还未断裂, 有些断裂成为较大分子量的化学 物质, 因此产生的油黑而且粘, 分子量大, 碳黑生成很不完全。 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。
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
感谢观看
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
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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8章 固体废物的热解技术
是一种严格意义上的热解过程。 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，整个热解过程可以自动连续进行，而无 需外热供应。气化过程产物中气体成分比例大，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）
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。
火焰性状取决于温度和气流组成。通常温度在1000 ℃ 左右就能形成火焰。废物组分上的原子基团碰撞，还易使废 物分解。
3、燃尽阶段
生成固体残渣的阶段。 特点：可燃物浓度减少，惰性物增加，氧化剂量
相对较大，反应区温度降低。 要改善燃尽阶段的工况，一般常采用的措施如翻
动、拨火等办法来有效地减少物料外表面的灰层， 控制稍多一点的过剩空气量，增加物料在炉内的 停留时间等。
但存在一些技术难题，如有 粘性的燃料需要进行预处理； 使其燃烧时不结成饼状。 由于反应器内气流为上行式， 温度低，含焦油等成分多， 易堵塞气化部分管道。
典型的固定燃烧床反应器
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。
（1）强氧化反应 固体废物的直接燃烧反应。
（2）热解
焚烧过程不能提供足够的氧而使固体废物
在高温下发生的分解反应。挥发分析出的温度区间在200～
800℃范围内；物料与温度都会影响析出的成分和数量。
（3）原子基团碰撞形成火焰
高温下气流富含(单、双、多)原子基团的电子能量跃迁， 以及分子的旋转和振动产生量子辐射，包括红外热辐射、可 见光以及波长更短的紫外线。
机废物部分燃烧，整个热解过程可以自动连续进行，而无 需外热供应。气化过程产物中气体成分比例大，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）
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。
火焰性状取决于温度和气流组成。通常温度在1000 ℃ 左右就能形成火焰。废物组分上的原子基团碰撞，还易使废 物分解。
3、燃尽阶段
生成固体残渣的阶段。 特点：可燃物浓度减少，惰性物增加，氧化剂量
相对较大，反应区温度降低。 要改善燃尽阶段的工况，一般常采用的措施如翻
动、拨火等办法来有效地减少物料外表面的灰层， 控制稍多一点的过剩空气量，增加物料在炉内的 停留时间等。
但存在一些技术难题，如有 粘性的燃料需要进行预处理； 使其燃烧时不结成饼状。 由于反应器内气流为上行式， 温度低，含焦油等成分多， 易堵塞气化部分管道。
典型的固定燃烧床反应器
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。
（1）强氧化反应 固体废物的直接燃烧反应。
（2）热解
焚烧过程不能提供足够的氧而使固体废物
在高温下发生的分解反应。挥发分析出的温度区间在200～
800℃范围内；物料与温度都会影响析出的成分和数量。
（3）原子基团碰撞形成火焰
高温下气流富含(单、双、多)原子基团的电子能量跃迁， 以及分子的旋转和振动产生量子辐射，包括红外热辐射、可 见光以及波长更短的紫外线。
6固体废物的热解处理技术
热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程。 ①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：气态的有氢气、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 炭或炭黑。 ②焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量。 ③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，适于就近利用，而热解的产物是燃物油及燃料气，便于 贮藏和远距离输送。
固体废物的物流特征与能源利用
0.2 固体废物的能源利用
以技术过程原理为依据:
固体废物能源利用技术分类
1．概述
1.1 定义
有机物在无氧或缺氧的状态下加热，使之分解的过程称为热解。 即热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下，利用 热能使化合物的化合键断裂，由大分子量的有机物转化成小分子 量的可燃气体、液体燃料和焦炭等的过程。
固体废物的物流特征与能源利用
城市物流循环过程 Urban substances recycle process
城市社会边界内的物流过程，其运行处于人的认识与控制范围之内， 称为人工物流过程；边界之外则属自然环境范畴，其中所发生的物 流过程不受人的控制，在多数情况下其物流运动规律也超出了人的 认识范围，但其基本特征是循环，因此可称其为自然物流循环过程。
第6章 固体废物的热解处理技术 Pyrolysis for Solid Waste
内容-1
1．概述
1.1 定义 1.2 热解产物 1.3 热解与焚烧的区别 1.4 热解的优点 1.5 热解方式分类 1.6 影响热解的主要参数 1.7 热解、气化、液化的区别
2．热解原理
2.1 热解过程 2.2 热解过程动力学分析 2.3 不同温度和不同加热速率下的产物收率
低分子化合物：气态的有氢气、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 炭或炭黑。 ②焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量。 ③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，适于就近利用，而热解的产物是燃物油及燃料气，便于 贮藏和远距离输送。
固体废物的物流特征与能源利用
0.2 固体废物的能源利用
以技术过程原理为依据:
固体废物能源利用技术分类
1．概述
1.1 定义
有机物在无氧或缺氧的状态下加热，使之分解的过程称为热解。 即热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下，利用 热能使化合物的化合键断裂，由大分子量的有机物转化成小分子 量的可燃气体、液体燃料和焦炭等的过程。
固体废物的物流特征与能源利用
城市物流循环过程 Urban substances recycle process
城市社会边界内的物流过程，其运行处于人的认识与控制范围之内， 称为人工物流过程；边界之外则属自然环境范畴，其中所发生的物 流过程不受人的控制，在多数情况下其物流运动规律也超出了人的 认识范围，但其基本特征是循环，因此可称其为自然物流循环过程。
第6章 固体废物的热解处理技术 Pyrolysis for Solid Waste
内容-1
1．概述
1.1 定义 1.2 热解产物 1.3 热解与焚烧的区别 1.4 热解的优点 1.5 热解方式分类 1.6 影响热解的主要参数 1.7 热解、气化、液化的区别
2．热解原理
2.1 热解过程 2.2 热解过程动力学分析 2.3 不同温度和不同加热速率下的产物收率
传染性固体废物高温热解处理技术
传染性固体废物高温热解处理技术1.建立在等离子基础上的高温热解系统（1）技术概况：等离子是物质的物理状态，由电离化的离子组成，例如电子和带负电荷的离子。
等离子状态的气体能传导电流，由于它阻力高，电子能量被转变成热量，产生高达1650～11600℃的高温。
大多数的系统使用等离子弧束产生等离子能。
等离子弧束建立在两个电极之间；载气是惰性的或者具有加热属性的气体，在电极之间传递能量，把能量传递给废物。
另外，可使用直流等离子弧，这种弧在石墨电极和由处理器中的废物形成的能量传递系统中形成。
等离子高温热解是一项比较新的技术，使用记录少，扩散的标准生产商还未公布，其他的标准还没有制定，因此使用等离子系统设施之前应该仔细估量实际操作条件下等离子技术的表现和扩散水平。
（2）等离子系统工作过程：1）废物装载：通过一个加料控制部分加入废物。
该部分不一定具有内部的切割器、重锤或者螺旋钻。
2）等离子高温分解：废物暴露在高温分解器中，在由等离子束产生的高温下被摧毁，形成热值较高的气体产物。
3）能量恢复：通过把产品气体作为一种补充燃料来产生热水和水蒸气。
某些情况下，含有丰富的氢气和甲烷的产品气体可以用于生产产生清洁电力的燃料电池。
4）废物残余的收集：等离子处理后会产生炭黑、玻璃状矿渣和金属残余物等固体残余物。
在一些设计中，可以回收金属，而一些金属被封装在玻璃状固体中。
（3）可处理废物的类型：等离子技术在处理过程中产生极高的温度，处理废物范围广，包括尖锐物、血液和体液污染的废物、隔离病房和手术室的废物、实验室废物、患者看护时产生的软废物，以及病理废物、动物废物、化疗废物和透析分离废物等。
等离子技术可以摧毁大量的化疗废物、某些危险废物、溶剂和化学物质（如甲醛、戊二醛、二甲苯等）、过期药品、低水平的放射性废物等。
然而，有些等离子系统不能处理汞。
从技术的角度来说，等离子系统可以处理的废物类型与焚烧炉相同，但是需要获得特殊的许可后才能在指定地点处理这些废物。
固体废物污染控制工程固体废物的热解处理技术精选.介绍
2．热解原理
2.3 不同温度和不同加热速率下的产物分布
2.3.1 低温——低速加热 该条件下，有机物分子有足够的时间在其最薄弱的接点处断裂分
解，重新结合成热稳定性的固体，而难以进一步分解。因此，低 温——低速加热条件下会得固体产率较多的产物； 2.3.2 高温——高速加热 该条件下，有机物分子发生全面断裂（裂解），生成大范围的低 分子有机物。因此，产物中气体的组分增加。
固体废物的物流特征与能源利用
0.2 固体废物的能源利用
以技术过程原理为依据:
固体废物能源利用技术分类
1．概述
1.1 定义
有机物在无氧或缺氧的状态下加热，使之分解的过程称为热解。即热解是利用 有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下，利用热能使化合物的化合键断裂， 由大分子量的有机物转化成小分子量的可燃气体、液体燃料和焦炭等的过程。
通过燃烧部分热解产物来直接提供热解所需热量的情况，不应称为热解，而应 称 为 部 分 燃 烧 （ partial-combustion ） 或 缺 氧 燃 烧 （ starved-aircombustion）。
严格意义上的热解、部分燃烧或缺氧燃烧引起的气化、液化等热化学转化过程 统称为PTGL（Pyralysis，Thermal Gasification or Liquification）过程。
1．概述
1.4 热解的优点
热解法与其他方法如焚烧相比具有如下优点： （1）热解可将SW的有机物转化为以燃料气、燃料油和碳黑为主的贮存性能
源； （2）热解因其为缺氧分解，因此产生的NOX，SOX，HCl等较少，排气量也
少，可减轻对大气环境的二次污染； （3）热解时，废物中的S、金属等有害成份大部分被固定在炭黑中； （4）因为热解为还原气氛，等不会被转化为； （5）热分解残渣中无腐败性有机物，能防止填埋场的公害。排出物致密，废
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如对同一组成的有机固体废物，不同的温度和升温速率会得到不同成份收率。
2．热解原理
2.2 热解过程动力学分析 2.2.1 反应速率方程 热解过程包括链的断裂及挥发分的析出，即热解过程既有反应过程又涉及传递（扩散）过程。对于颗粒
大和结构坚实的物料，当加热速率较低和床温较低时，传递过程占主要地位；对于颗粒尺寸较小和结构 松软的物料，反应过程占主要地位。在粒子内部，气体扩散速率和传热速率决定于物料的结构和空隙率。
是燃物油及燃料气，便于贮藏和远距离输送。
1．概述
1.4 热解的优点 热解法与其他方法如焚烧相比具有如下优点： （1）热解可将的有机物转化为以燃料气、燃料油和碳黑为主的贮存性能源； （2）热解因其为缺氧分解，因此产生的，，等较少，排气量也少，可减轻对大气环境的二次污染； （3）热解时，废物中的S、金属等有害成份大部分被固定在炭黑中； （4）因为热解为还原气氛，等不会被转化为； （5）热分解残渣中无腐败性有机物，能防止填埋场的公害。排出物致密，废物被大大减容，而且灰渣
内容-2
3．典术的发展计划 4.1 美国热解技术开发及发展计划 4.2 欧洲各国热解技术的研究和开发 4.3 日本热解技术的研究和开发 4.4 加拿大热解技术的研发 5．流态化热解过程简介 5.1 流态化热分解技术设备 5.2 流态化热解技术在处理固体废物中的应用
（3）热解温度及难易程度：、、、等热塑性塑料当加热到300~500℃时，大部分分解成低分子碳氢化合 物，其中，加热到约200℃时发生脱氯反应，进一步加热发生断链反应；酚醛树脂、脲醛树脂等热固 （硬）性塑料则不适合作为热解原料；、树脂含有氮、氯等元素，热解时会产生有害气体或腐蚀性气体， 不适宜作热解原料；、、只含有C和H，热解不会产生有害气体，它们是热解油化的主要原料。如热解所 得原料油的热值和C、H、N含量与成品油基本相同。
燃烧（）。 严格意义上的热解、部分燃烧或缺氧燃烧引起的气化、液化等热化学转化过程统称为（， ）过程。 而将欧洲、日本不进行破碎、分选，直接焚烧的过程称为 。
2．热解原理
2.1 热解过程 有机物的热解可用下面的通式表示 固体废物+热（△） g G(g) + l L(l) + s S(s) G 包括H2、4、、2； L 包括有机酸、芳烃、焦油； S 包括炭黑、炉渣。 产物中各成份的收率取决于原料的化学组成、结构、物理形态以及热解的温度和升温速率。例
（7-3）
式中， —— 颗粒的空隙率； —— 粒子的密度；
——
——
粒颗子粒的的恒有压效热导(1 容热 ；系数p 。— )—pc 颗p粒 T 半t径 ； pr 1 2 r r2 T r
p
p
cp
r
p
2．热解原理
在 ：0，0 和
r = ，0
:
下，对（7-3）积分，得
到挥发分全部析出所需的r时间为0, T 0 r
2.3 不同温度和不同加热速率下的产物分布 2.3.1 低温——低速加热 该条件下，有机物分子有足够的时间在其最薄弱的接点处断裂分解，重新结合成热稳定性的固体，而难
以进一步分解。因此，低温——低速加热条件下会得固体产率较多的产物； 2.3.2 高温——高速加热 该条件下，有机物分子发生全面断裂（裂解），生成大范围的低分子有机物。因此，产物中气体的组分
固体废物的物流特征与能源利用
0.1 城市物流循环过程与环境问题 0.1.1 城市物流循环过程 城市社会生存与发展的物质基础是城市物流过程，包括： 原料的运集、产品的生产与消费及废物的产生与排放。 由此可知，废物流是城市社会活动的必然产物，是造成城市环境污染的源头之一。随着人类物质加工
技术水平的提高，从废物流中获得原料与能量的技术逐步发展，因此废物流的资源属性也不断得到认 识。 图1示意了城市物流循环过程。
增加。
3．典型的热解
3.1 城市垃圾的热解 根据装置特性，城市垃圾热解类型分为： （1）移动床熔融热解炉方式（新日铁）：该方式是城市垃圾解技术中最成熟的方法； （2）回转窑炉方式：最早开发的城市垃圾热解处理技术，代表性的系统有系统，主要产物为燃料气； （3）流化床热解方式（有单塔和双塔式两种）：已达到工业化生产规模； （4）多段炉方式：主要用于含水率较高的有机污泥的处理； （5） 方式：该方式以有机物液化为目的，代表性系统为系统，主要产物为燃烧油；新日铁系统（热
固体废物污染控制工程固体废物的热解处 理技术精选介绍
内容-1
1．概述 1.1 定义 1.2 热解产物 1.3 热解与焚烧的区别 1.4 热解的优点 1.5 热解方式分类 1.6 影响热解的主要参数 1.7 热解、气化、液化的区别 2．热解原理 2.1 热解过程 2.2 热解过程动力学分析 2.3 不同温度和不同加热速率下的产物收率
3．典型的热解
3.2.2 塑料热解的成分及其分率 （1）以聚乙烯为原料的热解 聚乙烯塑料瓶破碎成10的颗粒，采用（100）塑料油化系统热解。
热解气 365kg 其中中未，分残解渣的占碳和8.6在%P系E，统热内解产气生占的7聚.4%合，物热。解热油解占油8化4%系。统热解气为：H2和C14的烃类；残渣：主要为塑料 4925kg 热解油 4137kg
2．热解原理
由此可知当挥发分析出时，反应和传递过程都很复杂，为计算处理方便，我们仍可用一级模型描述这个 过程，即
（7-1）
dV 式中 k——反应速度常数； d t k0——假想的频率因子；
k (Vm ax V )
E——活化能； T——热力学温度；
k
k e E /( RT ) 0
R——气体常数；
式中，—— 挥发分的开始热解温度；T0 —— 颗粒中心温度（等于床温）；α —— 颗粒的热扩散系数。
从床式层（温7度-4的）影中响可。以看出t：V 当颗粒热1 解a受(内T 部P 传Y 热R 控制P T 时T B ，B 挥发T 分0析)出2受颗粒半径、粒子（热7-4扩）散系数α、
2．热解原理
固体废物的物流特征与能源利用
城市物流循环过程
城市社会边界内的物流过程，其运行处于人的认识与控制范围之内， 称为人工物流过程；边界之外则属自然环境范畴，其中所发生的物 流过程不受人的控制，在多数情况下其物流运动规律也超出了人的 认识范围，但其基本特征是循环，因此可称其为自然物流循环过程。
固体废物的物流特征与能源利用
固体废物的物流特征与能源利用
‸ 传统的大量获取资源、大量生产、大量消费、大量丢弃的“自然资源>产品>垃圾”的开环式经济模式 显然不符合可持续发展的要求。与此相反，若采用一种由“自然资源>产品>资源”的物质闭环式流程， 则所有的原料和能源就能在这一循环中得到合理利用，从而把人类活动对自然环境的影响，控制在尽可 能小的程度，因此循环的物流是一种排放量足够小的物流。它既不有悖于发展，又不危害环境，真正在 技术层面、社会层面和生态层面体现了可持续化。因此，从长远角度看，循环处理是城市生活垃圾处理 的必然趋势。这一物流循环用图可表示为：
V —— 一定温度下的最大按发分释放量；
V —— 在t时间内的挥发分释放量。
2．热解原理
2.2.2 挥发分析出的时间 （1）不涉及传递 当挥发分析出受化学反应速度控制时，粒子内部不存在温度梯度，即处于等温状态下，挥发分析出的时
间可由式（7-1）积分求得，并把V 当作常数。
（7-2）
（2）涉及传递
0.1.2 环境治理与自然物流循环 （1）环境问题的实质 环境问题本质上是由于人工物流过程与自然物流循环过程的连接(自然资源采集与废物流排放)不协调
(矛盾)而产生的，所谓环境治理，就是协调两者矛盾的行动。 （2）物流系统的持续发展 由以上分析可知，物流是否顺畅循环是环境系统持续健康运行的根本和保证。如何做到这一点呢。
3.2.3 热解产品的精制 前面提到，一步热解后，相对分子质量分布于C144间，冷凝后得到的油品，其中含有大量的石蜡、
重油和焦油成份，常温下易固化，难以直接使用。 因此，将热解产物进一步经催化反应处理，产品的分子质量变为C120，在常温下，得到汽油和煤油
镏分混合的较高品质的燃料油和燃烧气。
P 124~129（自学）
tVk0e
1
lnVmax
xp E/[(R)T] Vma xV
2．热解原理
当为粗大颗粒（〉1），且挥发分析出受传递过程控制时，粒子内部存在温度梯度。这相当于一个处 于热解状态下的收缩模型，初始温度为T0，受热后的粒子逐步被加热，经过时间t后，粒子表面温度升 高到床温，并且在粒子表面上一直保持这一温度，由于向球形粒子内部导热，其内部各点的温度逐渐 升高，温升规律用球形坐标表示，并忽略分解热，其传热方程式为
1．概述
1.6 影响热解的主要参数 热解过程的几个重要参数是热解温度、热解速率、含水率、反应时间，每个参数都直接影响产物的混合
和产量。另外，废物的成分不同，产气、产油和残渣产生量也不同，产物成分也不同；物料的颗粒度不 同热传递速度也不同，颗粒度小，易于热解反应的进行；反应器类型及作氧化剂的空气供氧程度等，也 都对热解反应过程产生影响。
解—熔融一体化设备，产物主要为燃料气）、系统（由美国 公司开发，产物主要为燃料气）和系统 （由资助开发，热解产物为气体）。
3．典型的热解
3.2 废塑料的热解
3.2.1 原料和产物
（1）废塑料的种类：聚乙烯（）、聚丙烯（）、聚苯乙烯（）、聚氯乙烯（），酚醛树脂、脲醛树 脂，、树脂等。
（2）废塑料热解的产物：主要为C144的燃料气、燃料油和固体残渣。
1．概述
1.3 热解与焚烧的区别 热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程。 ①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：气态的有氢气、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炭黑。 ②焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量。 ③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，适于就近利用，而热解的产物
2．热解原理
2.2 热解过程动力学分析 2.2.1 反应速率方程 热解过程包括链的断裂及挥发分的析出，即热解过程既有反应过程又涉及传递（扩散）过程。对于颗粒
大和结构坚实的物料，当加热速率较低和床温较低时，传递过程占主要地位；对于颗粒尺寸较小和结构 松软的物料，反应过程占主要地位。在粒子内部，气体扩散速率和传热速率决定于物料的结构和空隙率。
是燃物油及燃料气，便于贮藏和远距离输送。
1．概述
1.4 热解的优点 热解法与其他方法如焚烧相比具有如下优点： （1）热解可将的有机物转化为以燃料气、燃料油和碳黑为主的贮存性能源； （2）热解因其为缺氧分解，因此产生的，，等较少，排气量也少，可减轻对大气环境的二次污染； （3）热解时，废物中的S、金属等有害成份大部分被固定在炭黑中； （4）因为热解为还原气氛，等不会被转化为； （5）热分解残渣中无腐败性有机物，能防止填埋场的公害。排出物致密，废物被大大减容，而且灰渣
内容-2
3．典术的发展计划 4.1 美国热解技术开发及发展计划 4.2 欧洲各国热解技术的研究和开发 4.3 日本热解技术的研究和开发 4.4 加拿大热解技术的研发 5．流态化热解过程简介 5.1 流态化热分解技术设备 5.2 流态化热解技术在处理固体废物中的应用
（3）热解温度及难易程度：、、、等热塑性塑料当加热到300~500℃时，大部分分解成低分子碳氢化合 物，其中，加热到约200℃时发生脱氯反应，进一步加热发生断链反应；酚醛树脂、脲醛树脂等热固 （硬）性塑料则不适合作为热解原料；、树脂含有氮、氯等元素，热解时会产生有害气体或腐蚀性气体， 不适宜作热解原料；、、只含有C和H，热解不会产生有害气体，它们是热解油化的主要原料。如热解所 得原料油的热值和C、H、N含量与成品油基本相同。
燃烧（）。 严格意义上的热解、部分燃烧或缺氧燃烧引起的气化、液化等热化学转化过程统称为（， ）过程。 而将欧洲、日本不进行破碎、分选，直接焚烧的过程称为 。
2．热解原理
2.1 热解过程 有机物的热解可用下面的通式表示 固体废物+热（△） g G(g) + l L(l) + s S(s) G 包括H2、4、、2； L 包括有机酸、芳烃、焦油； S 包括炭黑、炉渣。 产物中各成份的收率取决于原料的化学组成、结构、物理形态以及热解的温度和升温速率。例
（7-3）
式中， —— 颗粒的空隙率； —— 粒子的密度；
——
——
粒颗子粒的的恒有压效热导(1 容热 ；系数p 。— )—pc 颗p粒 T 半t径 ； pr 1 2 r r2 T r
p
p
cp
r
p
2．热解原理
在 ：0，0 和
r = ，0
:
下，对（7-3）积分，得
到挥发分全部析出所需的r时间为0, T 0 r
2.3 不同温度和不同加热速率下的产物分布 2.3.1 低温——低速加热 该条件下，有机物分子有足够的时间在其最薄弱的接点处断裂分解，重新结合成热稳定性的固体，而难
以进一步分解。因此，低温——低速加热条件下会得固体产率较多的产物； 2.3.2 高温——高速加热 该条件下，有机物分子发生全面断裂（裂解），生成大范围的低分子有机物。因此，产物中气体的组分
固体废物的物流特征与能源利用
0.1 城市物流循环过程与环境问题 0.1.1 城市物流循环过程 城市社会生存与发展的物质基础是城市物流过程，包括： 原料的运集、产品的生产与消费及废物的产生与排放。 由此可知，废物流是城市社会活动的必然产物，是造成城市环境污染的源头之一。随着人类物质加工
技术水平的提高，从废物流中获得原料与能量的技术逐步发展，因此废物流的资源属性也不断得到认 识。 图1示意了城市物流循环过程。
增加。
3．典型的热解
3.1 城市垃圾的热解 根据装置特性，城市垃圾热解类型分为： （1）移动床熔融热解炉方式（新日铁）：该方式是城市垃圾解技术中最成熟的方法； （2）回转窑炉方式：最早开发的城市垃圾热解处理技术，代表性的系统有系统，主要产物为燃料气； （3）流化床热解方式（有单塔和双塔式两种）：已达到工业化生产规模； （4）多段炉方式：主要用于含水率较高的有机污泥的处理； （5） 方式：该方式以有机物液化为目的，代表性系统为系统，主要产物为燃烧油；新日铁系统（热
固体废物污染控制工程固体废物的热解处 理技术精选介绍
内容-1
1．概述 1.1 定义 1.2 热解产物 1.3 热解与焚烧的区别 1.4 热解的优点 1.5 热解方式分类 1.6 影响热解的主要参数 1.7 热解、气化、液化的区别 2．热解原理 2.1 热解过程 2.2 热解过程动力学分析 2.3 不同温度和不同加热速率下的产物收率
3．典型的热解
3.2.2 塑料热解的成分及其分率 （1）以聚乙烯为原料的热解 聚乙烯塑料瓶破碎成10的颗粒，采用（100）塑料油化系统热解。
热解气 365kg 其中中未，分残解渣的占碳和8.6在%P系E，统热内解产气生占的7聚.4%合，物热。解热油解占油8化4%系。统热解气为：H2和C14的烃类；残渣：主要为塑料 4925kg 热解油 4137kg
2．热解原理
由此可知当挥发分析出时，反应和传递过程都很复杂，为计算处理方便，我们仍可用一级模型描述这个 过程，即
（7-1）
dV 式中 k——反应速度常数； d t k0——假想的频率因子；
k (Vm ax V )
E——活化能； T——热力学温度；
k
k e E /( RT ) 0
R——气体常数；
式中，—— 挥发分的开始热解温度；T0 —— 颗粒中心温度（等于床温）；α —— 颗粒的热扩散系数。
从床式层（温7度-4的）影中响可。以看出t：V 当颗粒热1 解a受(内T 部P 传Y 热R 控制P T 时T B ，B 挥发T 分0析)出2受颗粒半径、粒子（热7-4扩）散系数α、
2．热解原理
固体废物的物流特征与能源利用
城市物流循环过程
城市社会边界内的物流过程，其运行处于人的认识与控制范围之内， 称为人工物流过程；边界之外则属自然环境范畴，其中所发生的物 流过程不受人的控制，在多数情况下其物流运动规律也超出了人的 认识范围，但其基本特征是循环，因此可称其为自然物流循环过程。
固体废物的物流特征与能源利用
固体废物的物流特征与能源利用
‸ 传统的大量获取资源、大量生产、大量消费、大量丢弃的“自然资源>产品>垃圾”的开环式经济模式 显然不符合可持续发展的要求。与此相反，若采用一种由“自然资源>产品>资源”的物质闭环式流程， 则所有的原料和能源就能在这一循环中得到合理利用，从而把人类活动对自然环境的影响，控制在尽可 能小的程度，因此循环的物流是一种排放量足够小的物流。它既不有悖于发展，又不危害环境，真正在 技术层面、社会层面和生态层面体现了可持续化。因此，从长远角度看，循环处理是城市生活垃圾处理 的必然趋势。这一物流循环用图可表示为：
V —— 一定温度下的最大按发分释放量；
V —— 在t时间内的挥发分释放量。
2．热解原理
2.2.2 挥发分析出的时间 （1）不涉及传递 当挥发分析出受化学反应速度控制时，粒子内部不存在温度梯度，即处于等温状态下，挥发分析出的时
间可由式（7-1）积分求得，并把V 当作常数。
（7-2）
（2）涉及传递
0.1.2 环境治理与自然物流循环 （1）环境问题的实质 环境问题本质上是由于人工物流过程与自然物流循环过程的连接(自然资源采集与废物流排放)不协调
(矛盾)而产生的，所谓环境治理，就是协调两者矛盾的行动。 （2）物流系统的持续发展 由以上分析可知，物流是否顺畅循环是环境系统持续健康运行的根本和保证。如何做到这一点呢。
3.2.3 热解产品的精制 前面提到，一步热解后，相对分子质量分布于C144间，冷凝后得到的油品，其中含有大量的石蜡、
重油和焦油成份，常温下易固化，难以直接使用。 因此，将热解产物进一步经催化反应处理，产品的分子质量变为C120，在常温下，得到汽油和煤油
镏分混合的较高品质的燃料油和燃烧气。
P 124~129（自学）
tVk0e
1
lnVmax
xp E/[(R)T] Vma xV
2．热解原理
当为粗大颗粒（〉1），且挥发分析出受传递过程控制时，粒子内部存在温度梯度。这相当于一个处 于热解状态下的收缩模型，初始温度为T0，受热后的粒子逐步被加热，经过时间t后，粒子表面温度升 高到床温，并且在粒子表面上一直保持这一温度，由于向球形粒子内部导热，其内部各点的温度逐渐 升高，温升规律用球形坐标表示，并忽略分解热，其传热方程式为
1．概述
1.6 影响热解的主要参数 热解过程的几个重要参数是热解温度、热解速率、含水率、反应时间，每个参数都直接影响产物的混合
和产量。另外，废物的成分不同，产气、产油和残渣产生量也不同，产物成分也不同；物料的颗粒度不 同热传递速度也不同，颗粒度小，易于热解反应的进行；反应器类型及作氧化剂的空气供氧程度等，也 都对热解反应过程产生影响。
解—熔融一体化设备，产物主要为燃料气）、系统（由美国 公司开发，产物主要为燃料气）和系统 （由资助开发，热解产物为气体）。
3．典型的热解
3.2 废塑料的热解
3.2.1 原料和产物
（1）废塑料的种类：聚乙烯（）、聚丙烯（）、聚苯乙烯（）、聚氯乙烯（），酚醛树脂、脲醛树 脂，、树脂等。
（2）废塑料热解的产物：主要为C144的燃料气、燃料油和固体残渣。
1．概述
1.3 热解与焚烧的区别 热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程。 ①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：气态的有氢气、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炭黑。 ②焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量。 ③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，适于就近利用，而热解的产物