生物质气化裂解技术
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破碎机出料皮带机 6
SFQ 确保筛
卸料仓 均匀给料机 上料皮带机 1
渗沥水
集水池
破袋机
含磁选皮带机 2 速皮带
上料慢速皮带机 3
铁件回收﹙铁壳电池）
燃气发电机发 电上网 上
气柜
筛下物皮带机 9 送料皮带机 10
冷却和吸附、
烘干机
ERICS 涡流金属分拣机
金属
负压式风选机 出料皮带机 4
石类物料回收利用或填埋
典型农林废弃物及生活垃圾热解生 物油特性
原料
温度 反应器 C
木屑 500℃ 流化床 47.79
松木粉 550℃ 流化床 31.76
玉米芯 550℃ 固定床 59.36
木薯茎 600℃ 固定床 22.58
生活垃圾 600℃ 固定床 17.72
锅炉燃油
85.0
生物油元素分析
H
O
N
S
Fra Baidu bibliotek
7.789 42.96
间接加热 热解
反应器
Direct or
indirect 热(间接） heating
合成气体 CO，H2，CH4
（C2~C6） 化学能 油类
C2，H2，O
固体 C，H，O 无机物
无机物质 飞灰、炉渣
化学物质 CH3OH，H2，NH3
洗气设备
能量利用
气轮机、 锅炉
发电或供热
图 7-1 热解过程示意图
多重热解过程
热解定义
在无氧或缺氧条件下促使有机物分解方法 Pyrolysis process
有机固体废物 热量 无O2或缺O2 可燃气 液态油 固体燃料 炉渣
热解：缺氧；裂解：无氧；两者往往混用
可燃气（煤气）：包括C1～5烃类、氢和CO气体 Combustible gases 液态油（煤油）：包括C25烃类、乙酸、丙酮、甲醇等液态 燃料 Combustible liquid 固体燃料（煤炭）：包括含纯碳和聚合高分子含碳物 Combustible coal-like solid
combustible components for gasification • 热解产物：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碳黑
• 焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量
热解过程
直接加热
废物 C，H 无机物
回转炉热解反应器Rotational Reactor
废物 wastes
燃料气体再循环 recycling of gas
燃烧室 气化室
烧嘴 burning
锅 炉 to boiler
gas 燃 烧 气 体
残渣卸出slag
热解法和焚烧法比较
• 热解法和焚烧法：两个完全不同的过程
• Pyrolysis or incineration • 焚烧产物：二氧化碳和水 CO2 and water for incineration and
典型农林废弃物及生活垃圾热解气 体主要特性及组分
原料
温度 反应器 H2
气体组分（v/v，%） CH4 CO CO2 CnHm
玉米芯 500℃ 固定床 11.20 4.89 32.55 48.81 2.55
微藻藻渣 450℃ 固定床 3.27 5.79 13.23 72.51 5.20
废纸张 500℃ 流化床 5.76 1.04 38.37 54.22 0.61
（3）低温热解 • 热解温度<600℃ • 适用于农业、林业和农业产品加工后的废物 • 产品是活性炭和水煤气原料，如传统的焦炭
生产
热解反应主要工艺类型
工艺类型 慢速热解
滞留期
碳化
数小时~数天
常规 快速热解
快速 闪速（液体） 闪速（气体）
极快速 真空
反应性热解 加氢热解 甲烷热解
5-30min
0.5~5s <1s <10s <0.5s 2~30s
（1）高温热解 • >900℃ • 直接加热方式 • 高温纯氧热解工艺，反应器中氧化—熔渣区段温度
>1500℃ • 热解残留惰性固体熔化，以液态渣形式排出反应器，
清水淬冷后作建筑材料骨料
（2）中温热解 • 热解温度600～900℃ • 相对单一物料热解，回收能源和资源，如废
轮胎、废塑料转换成类重油物质 • 类重油物质可作能源，也可做化工初级原料
空气热解，热解气体中有CO2、H2O，以及大量N2，与焚 烧类似，热解气热值极低
纯氧热解，热解气热值稍高，但成本高昂，适用于焚烧、 热解、灰渣熔融一体化
（2）间接加热法 • 热解物料与加热介质分开 • 干墙式导热，热阻大，熔渣包覆传热壁面或者腐蚀反
应器 • 中间介质传热，如回转窑或流化床热解炉 • “三煤”产品品位较高，作为燃气直接燃烧利用
反应器及气化方式
反应器 • 固定床、移动床、流化床和回转窑 气化方式 • 气化方式、液化方式和碳化方式 气化产品差异性 • 反应温度、升温速率、停留时间、催化剂不同，热
解产品差异较大
热解过程
除臭剂、灭蝇剂
垃圾车
称重
特大料另行处置
破碎机上料皮带机 5
筛上物皮带 机8
筛上物皮带 机7
筛上物
双轴破碎机
42.05% 15.05%水 12%可燃气
冷凝、净化、贮存
上网发电
12% 12%
燃气发电机组 发电
炭 15-20%
木醋液351%0-15%
说明：1.所标注的百分比均为总量的百分比。
1-3%
1生%物质油
（1）直接加热法 热解过程提供氧气，产生CO2、H2O，热值极低或无热值，
与焚烧类似，适用于工业废物，特别是有机危险废物
旋风除尘器
干馏反应釜
余热锅炉 汽轮发电机
可燃气
木醋液和油库
碳入集水池
出碳蛟龙
进厂垃圾 100%
地炕 均匀给料机
渗沥水 15% 85%
集水池
破袋机
磁选机 涡流分选机
金属 0.85% 84.15%
回收
玻璃、石类等杂物 10%
负压式风选 机
74.15%
利用或填埋
燃气烘干脱 水 32.1%水分
生物质干馏 反应釜
8.53 59.62 0.09
7.86 31.91 0.86 0.01
10.63 56.70 1.07 0.59
9.67 62.51 1.22 0.46
12.5 1.5
不同温度下木屑热解生物炭的SEM 图
热解工艺
温度和加热方式
• 低温热解（<600℃） • 中温热解（600~900℃） • 高温热解（>900℃） • 直接加热 • 间接加热
<10s 0.5~10s
升温速率
非常低 低
较高 高 高
非常高 中
高 高
最高温度/℃ 主要产物
400
炭
600
气、油、炭
650 <650 >650 1000 400
500 1050
油 油 气 气 油
SFQ 确保筛
卸料仓 均匀给料机 上料皮带机 1
渗沥水
集水池
破袋机
含磁选皮带机 2 速皮带
上料慢速皮带机 3
铁件回收﹙铁壳电池）
燃气发电机发 电上网 上
气柜
筛下物皮带机 9 送料皮带机 10
冷却和吸附、
烘干机
ERICS 涡流金属分拣机
金属
负压式风选机 出料皮带机 4
石类物料回收利用或填埋
典型农林废弃物及生活垃圾热解生 物油特性
原料
温度 反应器 C
木屑 500℃ 流化床 47.79
松木粉 550℃ 流化床 31.76
玉米芯 550℃ 固定床 59.36
木薯茎 600℃ 固定床 22.58
生活垃圾 600℃ 固定床 17.72
锅炉燃油
85.0
生物油元素分析
H
O
N
S
Fra Baidu bibliotek
7.789 42.96
间接加热 热解
反应器
Direct or
indirect 热(间接） heating
合成气体 CO，H2，CH4
（C2~C6） 化学能 油类
C2，H2，O
固体 C，H，O 无机物
无机物质 飞灰、炉渣
化学物质 CH3OH，H2，NH3
洗气设备
能量利用
气轮机、 锅炉
发电或供热
图 7-1 热解过程示意图
多重热解过程
热解定义
在无氧或缺氧条件下促使有机物分解方法 Pyrolysis process
有机固体废物 热量 无O2或缺O2 可燃气 液态油 固体燃料 炉渣
热解：缺氧；裂解：无氧；两者往往混用
可燃气（煤气）：包括C1～5烃类、氢和CO气体 Combustible gases 液态油（煤油）：包括C25烃类、乙酸、丙酮、甲醇等液态 燃料 Combustible liquid 固体燃料（煤炭）：包括含纯碳和聚合高分子含碳物 Combustible coal-like solid
combustible components for gasification • 热解产物：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碳黑
• 焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量
热解过程
直接加热
废物 C，H 无机物
回转炉热解反应器Rotational Reactor
废物 wastes
燃料气体再循环 recycling of gas
燃烧室 气化室
烧嘴 burning
锅 炉 to boiler
gas 燃 烧 气 体
残渣卸出slag
热解法和焚烧法比较
• 热解法和焚烧法：两个完全不同的过程
• Pyrolysis or incineration • 焚烧产物：二氧化碳和水 CO2 and water for incineration and
典型农林废弃物及生活垃圾热解气 体主要特性及组分
原料
温度 反应器 H2
气体组分（v/v，%） CH4 CO CO2 CnHm
玉米芯 500℃ 固定床 11.20 4.89 32.55 48.81 2.55
微藻藻渣 450℃ 固定床 3.27 5.79 13.23 72.51 5.20
废纸张 500℃ 流化床 5.76 1.04 38.37 54.22 0.61
（3）低温热解 • 热解温度<600℃ • 适用于农业、林业和农业产品加工后的废物 • 产品是活性炭和水煤气原料，如传统的焦炭
生产
热解反应主要工艺类型
工艺类型 慢速热解
滞留期
碳化
数小时~数天
常规 快速热解
快速 闪速（液体） 闪速（气体）
极快速 真空
反应性热解 加氢热解 甲烷热解
5-30min
0.5~5s <1s <10s <0.5s 2~30s
（1）高温热解 • >900℃ • 直接加热方式 • 高温纯氧热解工艺，反应器中氧化—熔渣区段温度
>1500℃ • 热解残留惰性固体熔化，以液态渣形式排出反应器，
清水淬冷后作建筑材料骨料
（2）中温热解 • 热解温度600～900℃ • 相对单一物料热解，回收能源和资源，如废
轮胎、废塑料转换成类重油物质 • 类重油物质可作能源，也可做化工初级原料
空气热解，热解气体中有CO2、H2O，以及大量N2，与焚 烧类似，热解气热值极低
纯氧热解，热解气热值稍高，但成本高昂，适用于焚烧、 热解、灰渣熔融一体化
（2）间接加热法 • 热解物料与加热介质分开 • 干墙式导热，热阻大，熔渣包覆传热壁面或者腐蚀反
应器 • 中间介质传热，如回转窑或流化床热解炉 • “三煤”产品品位较高，作为燃气直接燃烧利用
反应器及气化方式
反应器 • 固定床、移动床、流化床和回转窑 气化方式 • 气化方式、液化方式和碳化方式 气化产品差异性 • 反应温度、升温速率、停留时间、催化剂不同，热
解产品差异较大
热解过程
除臭剂、灭蝇剂
垃圾车
称重
特大料另行处置
破碎机上料皮带机 5
筛上物皮带 机8
筛上物皮带 机7
筛上物
双轴破碎机
42.05% 15.05%水 12%可燃气
冷凝、净化、贮存
上网发电
12% 12%
燃气发电机组 发电
炭 15-20%
木醋液351%0-15%
说明：1.所标注的百分比均为总量的百分比。
1-3%
1生%物质油
（1）直接加热法 热解过程提供氧气，产生CO2、H2O，热值极低或无热值，
与焚烧类似，适用于工业废物，特别是有机危险废物
旋风除尘器
干馏反应釜
余热锅炉 汽轮发电机
可燃气
木醋液和油库
碳入集水池
出碳蛟龙
进厂垃圾 100%
地炕 均匀给料机
渗沥水 15% 85%
集水池
破袋机
磁选机 涡流分选机
金属 0.85% 84.15%
回收
玻璃、石类等杂物 10%
负压式风选 机
74.15%
利用或填埋
燃气烘干脱 水 32.1%水分
生物质干馏 反应釜
8.53 59.62 0.09
7.86 31.91 0.86 0.01
10.63 56.70 1.07 0.59
9.67 62.51 1.22 0.46
12.5 1.5
不同温度下木屑热解生物炭的SEM 图
热解工艺
温度和加热方式
• 低温热解（<600℃） • 中温热解（600~900℃） • 高温热解（>900℃） • 直接加热 • 间接加热
<10s 0.5~10s
升温速率
非常低 低
较高 高 高
非常高 中
高 高
最高温度/℃ 主要产物
400
炭
600
气、油、炭
650 <650 >650 1000 400
500 1050
油 油 气 气 油