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1 熱解法

所謂熱解，就是利用熱解切斷大分子量的有機(jī)物(碳?xì)浠衔?，使之轉(zhuǎn)變?yōu)楹紨?shù)更小的低分子量物質(zhì)的具體歷程，具體來說，就是把有關(guān)固體廢物(或液體廢物)在無氧或少量氧的條件下加熱至800-1000℃，獲得高溫氣體的方法，同時(shí)還可以獲得煤(焦油)再作化工原料，關(guān)于分解后剩余的以碳為主的殘?jiān)梢宰鞣柿?、填坑物和固體燃料等。

2 熱解工藝及特點(diǎn)

利用固體廢物熱解制造燃料時(shí)，由于廢物的類型以及熱解溫度、加熱時(shí)間不同，生成的燃料可以是氣體、油狀液體，也可以二者兼有。如果被熱解處理的固體廢物中塑料和橡膠的含量比較大，則回收的液體產(chǎn)品占總裝料量的百分比就要高于一般垃圾熱解時(shí)回收液體的百分比。

2.1 熱解工藝

應(yīng)用熱解法從固體廢物中回收能量，可分為熱解造氣和熱解造油兩種方法。

（1）熱解造氣。固體廢物熱解造氣，是使其在一定溫度下轉(zhuǎn)變成氣體燃料。廢物中含有少量氯、硫、氮，由于熱解過程保持在還原狀態(tài)，因而對(duì)裝置的腐蝕較小，如同用煤造氣一樣，通過簡單的精制處理，即可將這些成分除去，造出的可燃?xì)怏w貯存于罐內(nèi)，同一般燃?xì)庖粯?，可用管道輸送。根?jù)溫度的差異，固體廢物熱解造氣有多種方法。

①間接熱解造氣。這種方法是將固體廢物在密閉爐內(nèi)間接加熱分解，產(chǎn)生出高熱值(1.672×104～2.09×104kJ/m3)的燃?xì)?、焦油和炭。由于固體廢物熱傳導(dǎo)效率較差，間接加熱面積必須相當(dāng)大，因而使這種方法的應(yīng)用不得不局限于小規(guī)模處理的場(chǎng)合。

②部分燃燒熱解造氣。固體廢物部分燃燒熱解氣化通常使用多段爐，這種裝置按溫度差異分為三個(gè)工作區(qū)，即干燥區(qū)、揮發(fā)物熱解區(qū)和炭的氧化區(qū)。廢物(垃圾或污泥濾餅)在上層爐段受熱干燥;在中部爐段發(fā)生熱解，熱解生成的炭在下部爐段燃燒，產(chǎn)生的熱供固體廢物在分解區(qū)分解用。由于熱解氣體中混有炭燃燒生成的氣體，因而熱值不高，只有4.18×103～1.045×104kJ/m3，這種熱解造氣法，能采用的熱分解爐，可受納大量固體廢物，處理量大，需要的儲(chǔ)氣罐也大，由于氣體熱值偏低，因而受到一定局限。

③雙塔循環(huán)式熱解造氣。該系統(tǒng)包括固體廢物熱解爐和固形炭燃燒爐兩個(gè)裝置。前者稱為第一塔，后者稱為第二塔，故稱雙塔熱解系統(tǒng)。

熱解原料是城市垃圾中分選出來的塑料類廢物。此類原料受熱后，首先熔融，然后在稍高于熔融溫度時(shí)開始分解。但由于塑料類廢物熱傳導(dǎo)效率低，在熔融時(shí)局部往往受熱不均勻，溫度超過500℃時(shí)，物料容易炭化。為此，采用熱砂作為熱媒體，以便使?fàn)t內(nèi)溫度均勻，達(dá)到傳熱良好的分解效果。作為熱解體的砂子，粒度要求0.3mm，廢塑料要求破碎到粒徑為5～20mm，原料從加料口定量投入到熱解爐內(nèi)，與來自燃燒爐的熱砂混合，受流態(tài)化氣體的作用產(chǎn)生激烈浮動(dòng)和熱分解。塔內(nèi)熱解溫度為400～700℃，熱解生成的燃?xì)猓腿雰艋到y(tǒng)。熱解產(chǎn)生的炭作為燃料，進(jìn)入燃燒爐燃燒，并加熱由熱解爐來的循環(huán)流動(dòng)砂，被加熱的高溫砂，又送回?zé)峤鉅t，使固體廢物熱解氣化。這樣，固體廢物熱解的吸熱反應(yīng)與固態(tài)碳燃燒的放熱反應(yīng)，在兩個(gè)爐(塔)內(nèi)分別進(jìn)行，使氣化塔生成的氣體不含燃燒生成的氣體，故可獲得高熱值的燃?xì)狻＿@種技術(shù)可使廢塑料60%以上的熱量回收利用[1]。

（2）熱解造油。城市垃圾中的塑料類廢物，是熱解造油的原料，經(jīng)過粉碎的塑料，只需短時(shí)間的熱解，便能夠回收到較多的熱解油。

2.2 熱解工藝的發(fā)展

（1）熱解爐代替焚燒爐。為了有效地節(jié)約能源，回收熱能，近年來多用熱解爐代替焚燒爐，設(shè)置后燃燒室回收熱能發(fā)電。

①流程：

②特點(diǎn)：將普通的多段焚燒爐作熱解爐使用，運(yùn)行中空氣供給量較焚燒處理的供給量少，固體廢物在熱解爐中發(fā)生缺氧燃燒，其中的固態(tài)炭和部分揮發(fā)物質(zhì)在熱解爐中燃燒，釋放出的熱量用于蒸發(fā)水分和氣化揮發(fā)物質(zhì)，實(shí)際上是一個(gè)部分熱解的過程，熱解的結(jié)果產(chǎn)生熱值較高的可燃?xì)怏w;熱解氣在后燃燒室內(nèi)燃燒，升溫達(dá)1000～1100℃，既能徹底破壞產(chǎn)氣的惡味，又為有效地回收熱能創(chuàng)造了條件[2]。

（2）與污泥聯(lián)合熱解。把城市垃圾和含有可燃成分的工業(yè)固體廢物經(jīng)過預(yù)處理后，與污泥進(jìn)行聯(lián)合熱解。

①流程：由聯(lián)合處理裝置排出的尾氣，經(jīng)過靜電除塵、袋濾器、洗滌器等凈化設(shè)備處理后排空，裝置的急冷用水進(jìn)行一般處理后排放，裝置所排殘?jiān)械奈⒘吭厝纾衡?、汞、鎘、鉛等經(jīng)分析確認(rèn)其不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害時(shí)，殘?jiān)蛇M(jìn)行填埋處置，銅、鋁、鐵、玻璃等無機(jī)物可直接回收。

②特點(diǎn)：a.固體廢物中有用的無機(jī)物可以直接回收，有機(jī)物所含熱量被有效回收利用；b.尾氣經(jīng)過多級(jí)凈化處理，廢氣經(jīng)一般處理，均能達(dá)到排放允許的濃度以下；c.殘?jiān)械奈⒘吭兀蛇M(jìn)行填埋處置，而填埋處置占地面積只有傳統(tǒng)填埋占地的20%～30%，傳統(tǒng)的填埋前的預(yù)處理也可以省去。

③發(fā)展：污泥和城市垃圾的聯(lián)合熱解處理可提供大量電能，以滿足大型現(xiàn)代化污水處理場(chǎng)所需的能源。根據(jù)預(yù)測(cè)，污泥熱解處理將是今后污泥處理的主要發(fā)展方向。

3 結(jié)語

與焚燒法相比，熱解法的熱解溫度、廢物供給量等操作條件要嚴(yán)格得多。即使是可熱解有機(jī)物，如果是含水率過大且性質(zhì)不同的混合物，熱解回收燃燒油、氣在經(jīng)濟(jì)上并不合算，選擇熱解技術(shù)時(shí)，必須充分研究廢物性質(zhì)、組成和數(shù)量，充分考慮經(jīng)濟(jì)性。