固体有机废物的热解

影响因素
· 温度 · 固体和气相的滞留期（很小的滞留期促进转 换率） · 生物质物料特性（小于1mm,减少C含量提高 产率） · 压力（低压可抑制二次裂解的发生） · 升温速率（低升温速率有利于炭生成，高温 利于生产生物油）
农林废物的热解
热解液化技术工艺流程：
干燥、粉碎、热解、炭和灰分离、气态生 物油的冷却、生物油的收集
谢谢大家！
纤维素是多数生物质最 主要的组成物（在木 材中平均占43%） 纤维素热分解反应途径 模式是如图所示的两 条途径的竞争模式：
炭，H2O,CO2，CO
纤维素
焦油
物质与能量的传递过程
· 热量传递到颗粒表面再到内部，被加热的成分迅速 分解成木炭和挥发分，其中挥发分中可冷凝气体 快速冷凝成生物油。 · 一次裂解反应生成了生物质炭、一次生物油和不可 冷凝气体 · 在多孔生物质粒内部的挥发分还将进一步裂解，形 成不可冷凝气体和热稳定的二次生物油 · 反应器内的温度越高且气态产物停留的时间 越长， 二次裂解反应越严重。通过抑制二次裂解反应得 到高产率的生物油。
固体有机废物的热解及应用
陈亚珍
生活垃圾中含有很多有机物，这些有 机物蕴藏着丰富的生物质能。生物质 能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转 化为化学能而储存在生物质内部的能 量。煤石油和天然气等化石能源也是 由生物质能转化而来。将固体有机废 物采用热裂解、气化、厌氧消化、酒 精发酵等工艺可将有机物转变成高能 量气体 、液体、固体等燃料。21世纪 初，开发利用生物质能是世界各国的 能源发展趋势。
生物质气化
秸秆类生物质气化产生气态燃料，可将低品 位的固态生物质转换为高品位的可燃气体。 气体燃烧过程易于控制，燃烧器具简单， 燃烧时没有颗粒物排放和仅有较小的气体 污染）
秸秆类生物质气化供气有两种工艺：热解 （干馏）气化和空气氧化气化
• 常压固定床气化过程简图
常见的生物质气化炉有：上吸式气化炉（结 构简单，加工制造容易，炉内阻力小，原 料的适用性强） 改进的上吸式气化炉（最大的特征是将干 燥区和热分解区分开） 下吸式气化炉特点在于气体和固体顺向流 动，物料由上部储藏像下移动）
热解液化装置： 流化床，循环流化床，旋转锥，传输床， 真空移动床等。 目前只有传输床和循环流化床系统用于商 业生产。
循环流化床（CBF)
旋转锥反应器
旋转锥反应器工作原理图
生物油的特性及应用
• 生物油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物。 25%含水率的生物油具有17MJ/kg的热值，相当 于同等汽油或柴油热值的40%。生物油可用于燃 烧涡轮机发电生物油二次燃烧获得70%能量；二是 在火力发电站生物油和木炭混合燃烧获得85%能 量。 • 生物油比重油廉价，等同于天然气。天然气发电 站没有配备灰尘收集装置，不含灰分的生物油应 用的巨大潜力吸引了众多商家。
不可冷凝气体及焦炭的应用
· 由生物质热解得到的不可冷凝气体热值较高， 可以用作生物质热解反应的部分能量来源。 · 焦炭疏松多孔，具有良好的表面特性；灰分 低，具有良好的燃烧特性；低容重；含硫 量低；易研磨。因此产生的焦炭可加工成 活性炭用于化工和冶炼，改进工艺后也可 用于燃料加热反应器。
农林废物热解生产液体燃料的技术还不 成熟，国内外正在加大力度进行深入研究和 开发，主要有以下几个方面： （1）寻求更合适的原料，一方面降低原材料 成本，另一方面提高生物质燃料的产率。 （2）开发更经济高效的转化技术和设备。 （3）改善生物油的使用性能。 （4）开发有价值的生物油副产品。
秸秆制气大有发展前景，但完全推广与普及还有一 些问题： （1）秸秆燃气主要以CO为主，其热值 （4598kJ/Nm3)远低于以CH4为主要组成成分的 沼气的热值（20900~25080kJ/Nm3) (2)由于不完全燃烧会产生不少焦油，长期运行腐蚀 设备，增加维修成本，缩短秸秆制气站寿命。 （3）存在安全问题。生物质燃气中CO含量高，远 高于城市煤气标准要求，如使用不当会造成中毒 甚至死亡事故。 （4）秸秆等生物制气的建设还要与村庄规划结合起 来。目前农村农户居住比较分散，不利于生物质 气化集中供气工程的建设。
热解
• 热解是指固体有机废物在完全没有氧或缺 氧条件下，通过加热将有机大分子进行降 解，最终生成液体生物油、可燃气体和炭 黑的化学分解过程。
有机物+热——gG（气体)+lL（液体）+sS （固体） 无氧或缺氧
热解
液体燃料油
高能可燃性气体
炭黑
• 低温慢速热解（小于500℃）——炭黑 • 高温闪速热解（700~1100℃）——可燃气 体 • 中温快速热解（500~700℃）—— 液体生 物油