第六章 固体废物的热处理 固体废弃物的处理和 与资源化 .ppt

废塑料热解原理 废塑料的种类：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(Ps)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛树脂、脲醛树脂、PET、ABS树脂等。 PE、PP、PS、PVC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，特别是PE、PP、PS其分子构成中只包括碳和氢，热解过程中不会产生有害气体，是热解油化的主要原料。 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。 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。 第一步热解得到的产物，其相对分子质量均匀分布在C1-C44之间，冷凝后得到的油品中含有大量石蜡、重油和焦油成分，常温下发生固化，难以作为液体燃料使用。 而将热解产物进一步与催化剂发生接触反应后得到的产品，其相对分子质量约为C1-C20，在常温下得到汽油和煤油馏分混合的较高品位的燃料油和燃料气 6-2-3 热解的工艺 一个完整的热解工艺包括进料系统、反应器、回收净化系统、控制系统几个部分。其中反应器部分是整个工艺的核心，热解过程就在反应器中发生。不同的反应器类型往往决定了整个热解反应的方式以及热解产物的成分。 热解工艺常按反应器的类型进行分类。 在实际生产中，有两种分类方法是最常用的。 一是按照生产燃料的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。 热解造气是将有机废物在较高温度下转变成气体燃料，通过对反应温度、加热时间及气化剂的控制，产生大量的可燃气，这些气体经净化回收装置可加以利用或贮存于罐内。 热解造油一般采用500℃以下的温度，在隔氧条件下使有机物裂解，生成燃油。 高温分解是指固体有机废物在绝氧条件下加热分解的过程，即是一种严格意义上的热解过程。 气化则是指供给一定量受气、氧、水蒸气进入反应器，便有机废物部分燃烷，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。 工艺组成 包括四个系统 进料 反应 回收净化 控制 反应器 反应器有很多种，主要根据燃烧床条件及内部物流方向进行分类。 燃烧床有固定床、流化床、旋转炉、分段炉等； 物料方向指反应器内物料与气体相向流向，有同向流、逆向流、交叉流 。 6-2-4 典型固体废物的热解 一、城市垃圾的热解 城市垃圾的热解技术根据其装置类型分： ①移动床熔融炉方式； ②回转窑方式； ③流化床方式； ④多段炉方式； ⑤Flush Pyrolysis方式。 移动床熔融炉方式：城市垃圾热解技术中最成熟的方法，代表性的系统有新日铁系统、Purox系统和Torrax系统。 回转窑方式：Landgard系统（有机物气化） 流化床有单塔式和双塔式两种，其中双塔式流化床已经达到工业化生产规模。 多段炉：主要用于含水率较高的有机污泥的处理。 Flush Pyrolysis方式：Occidental系统（有机物液化，低温热解） (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6276-10460 kJ／m3 (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。 U.C.C.纯氧高温热分解法 底部燃烧温度：1650℃ 热解气洗涤——CO、H2，其他气体 6-1-3热平衡和烟气分析 热值计算 燃烧温度 空气和烟气量的计算 1. 热值计算 干基发热量 不包括含水分部分的实际发热量，称干基发热量(Hd)。 高位发热量 总发热量，是燃料在定压状态下完全燃烧，其中的水分燃烧生成的水凝结成液体状态。热量计测得值即为高位发热量(Hh)。 低位发热量 实际燃烧时，燃烧气体中的水分为蒸气状态，蒸气具有的凝缩潜热及凝缩水的显热之和2500kJ/kg无法利用，将之减去后即为低位发热量或净发热量，也称真发热量(Ht)。 干基发热量、高位发热量与低位发热量的关系，三者关系式如下： 式中:W为废物水分含量； H为废物湿基元