固体废物的热解处理51页PPT

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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
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n a fullscale MSW pyrolysis system was built in the
United; California; shut down after only two year of
operation
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;
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此图是碳链范 围为4000～ 12000的聚乙烯 PE在常压 450℃ 条件下热解所得 油品的相对分子
为目的的气化热解技术 ✓ 4以制造重油 煤油 汽油为目的的液化热解技术
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生物能热化学转换系统
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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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日本有关城市垃圾热解技术的研究是从 1973年实施的star Dust80计划开始的 该计划的中心内容是利用双塔式循环流 化床对城市垃圾中的有机物进行气化; 随 后 又开展了利用单塔式流化床对城市垃 圾中的有机物液化回收燃料油的技术研 究;
气体成分：温度升高;脱氢反应加剧;H2含量增 加;C2H4 C2H6减少；低温时;CO2 CH4等增加;CO 减少; 高温阶段;CO逐渐增加;
2加热速率对产品成分比例影响较大; 一般;在较低和 较高的加热速率下热解产品气体含量高;
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烧
助燃
工 空气
艺 换热
器预 热
–通风管道、进气系统、风机和空气预热
器等
空
–一次助燃空气：60%~80%，干燥段 15%、燃烧段75%、燃烬段10%
气
–二次助燃空气：20%~40%，火焰上和 二次燃烧室空气
系
–余热锅炉后，200~280℃
统
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1
焚烧处理
PCDDs:
A 控制燃烧
焚
TCDDs PCDFs
回转式 垃圾搅拌及干燥性好、可适用中小容量连续传动装置复杂、炉内的耐火材料 焚烧炉 （单炉容100~400t/d）、 可高温安全燃 易损坏
烧， 残灰颗粒小
控气式 适用中小容量（单炉容量150t/d）、 燃烧不完全、燃烧效率低、 使用年 焚烧炉 构造简单、装置可移动、机动性强 限短、 平均建造成本较高
Q1
9
1
焚烧处理
固 绝热燃烧温度 :在焚烧系统处于衡压、绝热状态，系统所有能量
体
都用于提高系统温度和物料的含热时，焚烧系统 的最终温度
废
物
燃 实际燃烧温度
烧
近似
温
计算
度
10
1
焚烧处理
空 理论空气量 :完成燃烧反应的最少空气量
气
和
烟
气
量 实际空气量
计
算
烟气量
11
1
焚烧处理
焚
空气系统
焚烧炉系统
烟气系统
废物料层厚度、运 动方式、预热温度
供氧量和物料混合程 度: 过剩空气系数
３Ｔ－１Ｅ
进气方式、燃烧器性 能、烟净化系统阻力
8
1
焚烧处理
热值 :单位质量固体废物在完全燃烧时释放出的热量

• 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
燃气体与水的比例
三、典型固体废物的热解技术
城市垃圾的热解
城市垃圾的热解技术根据其装置类型分：
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。
•
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。
• 该系统主要的能量消耗是垃圾破碎过程，
(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
将垃圾破碎至50mm以下的粒径，经定量输 送带传至螺杆进料器，由此投入热解炉内。 载体：石英砂 热分解温度：500℃
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2020/9/30
• 投料口采用双重密封阀结构——目的是防止空气和热解气的漏 入与逸出；
• 竖式炉内垃圾由上向下移动与上升的高温气体进行换热；
• 热解段，在控制厌氧或缺氧状态下有机物发生热解——可燃气 和灰渣。
• 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

加强有害产物的处理与处置
针对热解过程中产生有害气体和固体 残留物的问题，加强处理和处置技术 研究，降低对环境的影响。
拓展应用领域
研究适用于各种不同类型固体废物的 热解处理技术，拓展热解处理的应用 领域。
提高资源化利用水平
通过技术升级和产业优化，提高固体 废物热解处理产物的附加值和市场竞 争力，促进资源的循环利用。
缺点
技术要求高
01
热解工艺需要高温、无氧或低氧环境，技术难度较大，设备投
资和维护成本较高。
产生有害气体和固体
02
在热解过程中可能产生一些有害气体和固体残留物，需要进一
步处理或处置。
能量消耗大
03
热解过程需要大量的能量输入，对于某些废物种类，其能量回
收效率可能较低。
改进方向
研发高效低耗的工艺技术
通过改进热解反应器的设计、优化操 作参数等手段，降低能耗和物耗，提 高能量回收效率。
特点
热解法具有能源利用率高、减少废物 体积、资源化效果好等优点，适用于 处理各种固体废物，尤其是含有有害 物质的废物。
热解处理工艺的重要性
环境保护
热解法能够有效地减少固体废物的体 积，减轻对环境的压力，同时减少有 害物质的排放，对环境保护具有重要 意义。
资源化利用
经济效益
通过热解法处理固体废物，可以获得 一定的经济效益，为企业提供新的利 润增长点。
05
热解处理工艺的未来发展与展望
技术发展趋势
高效能热解技术
研发更高效、更环保的热解技术，提高热解效率，降低能耗和污 染物排放。
热解与资源化利用结合
将热解技术与资源化利用技术相结合，实现固体废物的资源化利用 ，提高经济效益。

本章重点
【概念】 燃烧 热解 焙烧 热值 停留时间 燃烧温度 过剩空气系数 烟气量 燃烧效率
热灼减量比率 热灼减量率 有害有机物破坏去除率〔DRE) 【方法原理】
(1)燃烧原理；(2)热平衡和烟气分析；(3)垃圾燃烧的物质转 化分析；〔4〕影响燃烧的因素；〔5〕燃烧工艺；〔6〕燃 烧系统组成；(7)三种燃烧炉；〔8〕燃烧效果评价；〔9〕 燃烧过程中污染物的产生和防治；(10)热解原理；(11)典型 固体废物的热解；(12)焙烧方法。
1、机械炉排燃烧炉
机械炉排炉的开展历史最长，应用实例也最多。 可使燃烧操作自动化、连续化，目前已广泛应用于城市垃 圾燃烧处理。 炉排是活动炉排炉的心脏，其性能直接影响垃圾的燃烧效 果。炉排的主要作用是运送固体废物及炉渣通过炉体，还可 以不断地搅动固体废物，并在搅动的同时使从炉排厂方吹入 的空气穿过固体燃烧层，使燃烧反响进展得更加充分。
作业
教材P202 第6、7、8、9题
第2节 固体废物的热解处理 Section 2 Pyrolysis of Solid Waste
热解技术以其较高的能源利用率和较低的二次污染排 放而被认为一种非常有前途的垃圾热化学处理技术。
热解技术已在城市垃圾、废塑料、污泥、废橡胶、农 林废物等有机废物能源化得到广泛应用。
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第六章 固体废物热处理 Thermal Treatment of Solid Waste
⑧根据燃烧元素的种类和燃烧温度，金属在燃烧以后可生成卤化 物、硫酸盐、碳酸盐、氢氧化物和氧化物等。

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。
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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。

1．按供热方式的分类
⑴直接加热法
供给被热解物的热量是被热解物（所处理的废物） 部分直接燃烧或者向热解反应器提供补充燃料燃烧时产 生的热。
直接加热法的设备简单，而且采用高温，其处理量 和产气率也较高，但所产气热值不高，作为单一燃料直 接利用还不行，另外，高温热解，在NOX产生的控制上 ，还需认真考虑。
1.61 1.52 1.73 1.66
2.14/6=0.36 1.2/6=0.20 8.28/6=1.4 4.0/6=0.67
热解过程的化学反应包括：
⑴裂解反应： ⑵异构反应 ⑶去氧去氮过程： ⑷此外，还有环化、热聚合反应等
三．热解工艺
热解产物的组成和数量，基本上可由下面因素决定： ⑴物料特性及预处理情况 ⑵热解反应器里的温度水平和物料的停留时间 ⑶热解的方法：直接加热或间接加热
• 压力 固体废物热分解一般在常压高温下进行，加 压低温热分解时，可以增加油的转化率，但设备 、技术要求都比较复杂 。
• 加热速率：低温-低速加热条件下，有机物分子有 足够的时间在其最薄弱的接点处分解，重新结合 为热稳定性固体，而难以进一步分解，固体产率 增加；高温-高速加热条件下，有机物分子结构发 生全面断裂，生成大范围的低分子有机物，产物 中气体组分增加。
§8-2热解反应器
1.固定床反应器
2.流化床反应器
3.回转炉
4.双塔循环式热解反应器
§8-3 典型固体废物的热解
一．废塑料的热解
目前，国内大宗的塑料品种主要有：聚乙烯（PE）、 聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）。
废塑料热解处理的主要产物为C1～C44的燃料油和燃 料气以及固体残渣。在通常情况下，热解产生的燃料气基 本上在系统内部全部消耗掉，生成的燃料油也部分得到消 耗。在配备发电设施的系统中，最终得到的燃料油产品约 为总投入物料的40%。

06
热解处理的发展趋势与未 来展望
技术改进与创新
1 2 3
新型热解反应器的研发 针对传统热解技术的不足，研究新型热解反应器， 以提高处理效率、降低能耗和减少污染物排放。
热解工艺的优化 通过改进热解工艺参数，如温度、压力和停留时 间等，实现更高效、更环保的热解过程。
热解产物的综合利用 探索热解产物的多元化利用途径，如制备生物燃 料、化学原料和建筑材料等，提高固体废物的资 源化利用率。
热解技术的原理
01
02
03
高温分解
在高温条件下，固体废物 中的有机物质发生热分解 反应，释放出可燃气体和 油类等产物。
化学键断裂
热解过程中，化学键断裂， 将大分子有机物分解为小 分子物质，如烃类、醇类、 酮类等。
能量转化
热解过程将有机物中的化 学能转化为可燃气体和液 体燃料的热能，可用于发 电、供暖等能源利用。
提高能源效率
余热回收利用
将热解过程中的余热进行回收， 用于预热物料、提供工艺热源或 驱动其他设备，提高能源利用效率。
高效换热技术
采用先进的换热器技术和高效传 热介质，降低热损失，提高热能 利用率。
能量集成系统
构建能量集成系统，实现不同工 艺之间的能量互补和优化，进一 步提高能源利用效率。
降低环境影响
固体废物的热解处 理
• 固体废物的定义与分类 • 热解处理技术概述 • 热解处理的优势与局限性 • 热解处理工艺流程 • 热解处理的应用实例 • 热解处理的发展趋势与未来展望
01
固体废物的定义与分类
定义
• 固体废物：是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利 用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固 态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定 纳入固体废物管理的物品、物质。

其对热解过程的影响因素。
处理能力
02
评估所需的处理能力，包括处理量、处理速度以及处理效果的
稳定性等，确保设备能够满足实际需求。
能源效率
03
考虑设备的能源效率，对不同设备的能源消耗进行比较，选择
能源利用高效且符合环保要求的设备。
市场调研
收集市场信息
通过收集市场上的公开信息，了解不同热解处理 设备的价格、性能、可靠性以及售后服务等。
热解处理的定义和重要性
定义
热解处理是指将固体废物在高温下进行热分解，将有机物转化为气态、液态 和固态产物，并回收利用其中的能源和资源。
重要性
热解处理能够最大限度地减少废物的体积和重量，将其转化为可利用的能源 和资源，如燃料油、燃料气和炭黑等，同时减少了对环境的污染。
设备的基本结构和功能
设备结构
热解处理设备通常由进料系统、反应器、产物收集系统和控制系统等组成。
功能
进料系统将待处理的固体废物送入反应器，反应器则将废物在高温下进行热分解 ，产物收集系统将产生的气态、液态和固态产物进行收集和分离，控制系统则对 整个过程进行监控和调节，确保设备的正常运行和产品的质量。
02
热解处理设备的种类和特点
固定床热解设备
固定床热解设备是一种常见的热解处理设备，其结构较为简 单，操作方便，热解效率较高。
03
热解处理设备的工艺流程和操作
预处理
1 2
分选和破碎
将固体废物进行初步分选，去除其中的可回收 物和有害物质；再将废物破碎成小块，以便进 一步处理。
干燥
将破碎后的废物进行干燥，以降低后续处理的 能耗和温度。
3
预热
将干燥后的废物进行预热，以促进热解反应。

固体废物的热解处理
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
Байду номын сангаас
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！

筛分
去除固体废物中的异物， 如金属、玻璃等。
干燥
去除固体废物中的水分， 以降低热解过程中的能耗 。
热解
加热
将预处理后的固体废物加热到热 解温度，使其中的有机物发生热
解反应。
热解产物
热解产物包括气体、液体和固体 ，其中气体和液体是重要的能源
和化工原料。
热解温度
热解温度是影响热解产物的重要 因素，不同的废物需要不同的热
料和炭的化学过程。
热解过程
热解过程包括干燥、热解、燃烧和 炭化等阶段，其中有机物在高温下 热解成可燃气体、液体燃料和炭。
热解产物
热解产物包括可燃气体、液体燃料 和炭，其中可燃气体和液体燃料是 热解的主要产物，具有较高的能源 利用价值。
技术
固定床热解技术
回转窑热解技术
固定床热解技术是将固体废物放置在 固定床反应器中进行热解，产物通过 冷凝器进行冷凝，分为气体、液体和 固体三相。
特点
具有污染性、资源性和社会性。
分类
01
02
03
按来源分类
工业固体废物、生活垃圾 以及其他固体废物。
按危害特性分类
一般固体废物和危险固体 废物。
按处理方式分类
可回收利用的废物、不可 回收利用的废物以及有害 废物。
02
热解的原理与技术
原理
热解原理
热解是将固体废物在无氧或少量 氧的条件下，通过高温加热，使 有机物转化为可燃气体、液体燃
热解装备研发
研发新型高效、低耗、环保的 热解反应器及配套设备，提升
热解技术的工程应用能力。
THANKS
感谢观看
开发高效热解炉
研究和开发新型高效热解炉，提高热解效率，降低能耗和投资成本 。

• 海景称，目前他们主要通过在线监测与二恶英有关联度的 其他气体，从而发出污染预警，但这个监测不保证准确。 她表示，已经投入使用的李坑垃圾焚烧发电厂一期二恶英 及系列的废气检测均是通过的，而由他们负责环评的二期 工程也已经开工建设。
• （4）垃圾分类短期内难以见效
• 为什么不提倡垃圾分类，而花9.3亿元建一个有争议的项 目？对于业主提出的这个问题，海景表示，垃圾分类要提 倡，但不可能在短期内收到效果，“如果要做好（垃圾分 类），9.3个亿加个零都不够。”她表示，这是长远利益 和短期利益相矛盾的问题，番禺区垃圾焚烧发电厂要处理 的是250万人的垃圾。
2、番禺垃圾焚烧发电厂环评承接者承诺开听证会
• 新快报11月5日讯 番禺垃圾焚烧发电厂将处理250万人的 生活垃圾，有毒气体监测无法保证准确性。“我们会开听 证会和座谈会。”承接了番禺垃圾焚烧发电项目环评工作 的华南环境科研所海景博士昨天表示，参与环评工作十年 来从未碰到反响如此大的项目，即使之前没安排，他们现 在也会要求开听证会。在上月30日番禺区召开的情况通报 会上出现的四位专家，因和垃圾焚烧厂项目有利益关联而 广受质疑，海景证实，他们不在此次环评的专家组中。
第五章 固பைடு நூலகம்废物的焚烧和热解
问题提出？
1、垃圾焚烧厂进居住区引争议 • 2009-11-09 09:45:35 来源: 北京晨报(北京) 跟贴 0 条 手机看新
闻 据中央人民广播电台报道近日，经过多年调研，广州番禺区生活垃 圾焚烧厂的选址地点定在番禺区大石街会江村附近，这是一个人口非 常稠密的居住区，如此选址结果引起强烈争议。 • 从2003年起，番禺区开始着手垃圾焚烧厂的选址工作。2006年，有 关部门历经3年多调研和选址论证，初步确定大石街会江村现大石简 易垃圾处理厂作为新建生活垃圾焚烧发电厂的选址，并取得规划部门 的项目选址意见书。番禺区是从2001年兴起的，之前那里只是农田， 如今一个接一个高档小区在华南板块相继开发而成，已经成为了全中 国最具知名度和最炙手可热的房地产开发区域。