【正文】 時 PE、 PP、 PS熔融并形成熔融液 ， 并通過液浴使 PVC首先分解 ， 在經(jīng)過一段時間后 ， PE、 PS、 PP也逐漸分解 ， 從而可以回收 HCl和油品 。 優(yōu)點是溫度較低 ， 氣態(tài)產(chǎn)物中沒有固態(tài)物 。 流化床熱解工藝 ? 在廢塑料的熱解中 ， 流化床法熱解工藝應(yīng)用較廣 。 ? 流化床的結(jié)構(gòu)及其熱解工藝 見 圖 86； ? 流化床采用 ， 廢塑料破碎成5～ 20mm大小經(jīng)料斗和給料器進(jìn)入熱解爐 ， 預(yù)熱爐產(chǎn)生的熱風(fēng)將媒體加熱到 400—500℃ ， 熱解產(chǎn)生的氣體經(jīng)冷卻塔 8后冷凝成油品進(jìn)入分離槽 ， 剩余的氣體經(jīng)后燃室9進(jìn)一步燃燒以防止二次污染 。 ? 預(yù)熱爐在正常運轉(zhuǎn)時停用 ， 運轉(zhuǎn)過程中的熱能來自廢塑料分解產(chǎn)生的熱量 。 圖 626 流化床的工藝結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)： 1產(chǎn)品 。2溢流管； 3攪拌槳葉； 4空氣入口； 5流動的熱媒體管； 6進(jìn)料管。 流化床熱解流程： 1廢塑料； 2料斗及進(jìn)料器； 3流化床熱分解爐； 4空氣進(jìn)口； 5燃料入口； 6預(yù)熱爐； 7冷卻塔； 8分離槽； 9后燃室； 10排氣； 11生成油品 廢橡膠的熱解 ? 熱解產(chǎn)物 ? 熱解流程 ? 用廢輪胎作水泥燃料 (1)熱解產(chǎn)物 ? 橡膠有天然橡膠和人工橡膠兩大類 。 ? 廢橡膠主要為天然橡膠制作的廢輪胎 、 工業(yè)廢皮帶和廢膠管等； ? 人工合成橡膠主要有氯丁橡膠 、 丁腈橡膠等 。 由于人工橡膠熱解會產(chǎn)生 HCl和 HCN而不宜熱解處理 ， ? 故熱解主要用于 天然廢舊橡膠 。 ? 天然橡膠的熱解產(chǎn)物非常復(fù)雜 ， 以廢舊輪胎為例 ， 其產(chǎn)物有 ? 氣體： 22％ ， 甲烷 、 乙烷 、 乙烯 、 丙烯 、 CO、 H2O、 丁二烯等 ? 液體： 27％ ， 苯 、 甲苯 、 及其它芳香族化合物； ? 固體：炭灰 39％ ， 鋼絲約 12％ ? 氣體和液體中還有微量的 H2S和噻吩 (一種含 S的雜環(huán)有機物 )， 但 S的含量都低于標(biāo)準(zhǔn) 。 ? 上述熱解產(chǎn)物的組成隨熱解溫度略有變化 ， 一般 ， 溫度增加 ， 氣體含量增加 。 (2)熱解流程 廢輪胎一般采用流化床和回轉(zhuǎn)窯作為熱解爐 ， 工藝過程包括： ? 預(yù)處理 用剪切破碎機破碎至 5mm， 用磁選去除金屬絲 ? 熱解 廢輪胎粒子 → 螺旋給料機 → 電加熱反應(yīng)器 (產(chǎn)生熱解氣流 )→ 靜電除塵器 (固氣分離去除炭灰 )→ 深度冷卻器 → 氣液分離 (熱解油冷凝回收 ， 未冷凝氣體為熱解提供熱能 ) ? 日本 、 美國 、 前西德研制了一種輪胎不破碎直接進(jìn)行熱解的流化床反應(yīng)器： ? 流化床由石英砂或炭黑構(gòu)成 ， 整個輪胎通過氣鎖進(jìn)入反應(yīng)器 ， 到達(dá)流化床后 ， 慢慢地沉入砂內(nèi) ， 熱砂粒使輪胎熱透軟化 ， 流化床內(nèi)的砂粒與軟化的輪胎不斷交換熱量并發(fā)生摩擦 ， 使輪胎不斷分解 ， 一般 ， 2～ 3min即完全分解 。 ? 砂床內(nèi)殘留的是一堆彎曲的鋼絲 ， 由伸入流化床內(nèi)的移動式格柵移走； ? 熱解產(chǎn)物連同流化氣體經(jīng)旋風(fēng)分離器 、 靜電除塵器將橡膠 、 填料和炭黑及 ZnO分離去除：氣體通過油洗滌器冷卻 ， 分離出芳香族較高的油品 ， 及含甲烷和乙烯較高的氣體 。 （ 3）廢輪胎做水泥燃料 ? 輪胎中的 Fe、 S是水泥所需的原料組分 ， 橡膠和炭黑又可為煅燒水泥的燃料 。 ? 原理： 輪胎中的 S氧化為 SO3； S＋ O2→SO 3 SO3與水泥原料中的氧化鈣反應(yīng) SO3＋ CaO→CaSO 4； 金屬絲 → 熔化 （ 1200℃ ） → 氧化 → Fe2O3+CaO+Al2O3→CFA( 鐵鋁酸鈣 ) 城市垃圾的熱解 ? 熱解產(chǎn)物 ? 熱解工藝 (1)熱解產(chǎn)物 ? 隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展 ， 人民生活水平的提高 ，城市垃圾中的有機組分的含量不斷增加 ， 紙張 、 塑料和合成纖維已占有很大比重 。 因此 ， 城市垃圾的熱解可以回收燃料油氣 ， 是一種資源回收的途徑 ， 熱解產(chǎn)物的成分與垃圾的成分 、 熱解溫度及熱解裝置有關(guān) 。 ? 熱解產(chǎn)物 ? 人造天然氣 ， 熱解油 ， 和熔渣等 。 （ 2）熱解工藝 美國 、 日本結(jié)合本國的城市垃圾的特點 ， 開發(fā)了許多熱解工藝 ， 能否適合我國 ， 尚需進(jìn)一步探索 。 現(xiàn)主要介紹美國和日本開發(fā)的垃圾熱解工藝 。 ? 移動床熱解工藝 ? 雙塔循環(huán)式流動床熱解工藝 （ 已如前述 ） ? 管型瞬間熱解工藝 (又稱 Garrett法 ) ? 回轉(zhuǎn)窯熱解法 ? 高溫熔融熱解法 ? 純氧高溫?zé)峤夥?(Purox) a. 移動床熱解工藝 ? 城市垃圾經(jīng)破碎分離出重組分 ,然后經(jīng)氣鎖加料器給入移動床熱解爐； ? 熱解爐由上至下 ， 分為預(yù)熱區(qū) 、 熱解區(qū)和氣化區(qū) ， 溫度由低至高 ， 依次完成預(yù)熱 ， 熱解和氣化 ， 混合氣由下部給入 ， 熱解氣體上部排出 ，熱解渣由爐柵排出 。 ? 移動床特點 ， 已如前述 。 b. 管型瞬間熱解工藝 (又稱 Garrett法 ) ? 該工藝采用的熱解爐為管式熱解爐，屬外加熱型，由于原料經(jīng)兩次破碎至 ，故熱解可很快完成。其工藝如下： 原料 → 破碎 (5mm)→ 風(fēng)力分選 (去除不燃物 )→ 干燥 → 不燃物 → 磁選 → 浮選 (分別回收鐵、玻璃 ) 篩上輕組分 → 二次破碎 ()→ 氣流輸送 → 管式熱解爐→ 旋風(fēng)分離器 (去除炭粉 )→ 冷卻 → 熱解油冷凝 → 輕油產(chǎn)品 篩分 ↓ 氣體 (管式爐燃料 ) c. 回轉(zhuǎn)窯熱解法 錘式破碎 (lOcm)→ 貯槽 → 油壓活塞給料機 → 回轉(zhuǎn)窯 垃圾與燃料氣體對流而被熱解 ， 產(chǎn)生氣體 → 后燃燒室完全燃燒 → 廢熱鍋爐發(fā)電 d. 高溫熔融熱解法 ? 工藝過程： 垃圾 (無需預(yù)處理 )→ 由上部給入氣化爐 → 下降→ 與高溫氣體相遇 → 干燥 、 熱解 、 炭化 → 下降到熔融區(qū) → 與預(yù)熱氣體相遇 → 燃燒產(chǎn)生 CO、CO2并放出熱量 → 升溫至 1650℃ → 惰性組分熔融 → 水槽冷卻成黑色豆粒狀熔渣 → 建材骨料 ? 熱解產(chǎn)生的氣體供廢熱鍋爐產(chǎn)生蒸氣 。 e. 純氧高溫?zé)峤夥?(Purox) ? 將空氣改為純氧 ， 效率大為提高 。 ? 垃圾由爐頂進(jìn)入 ,純氧由爐底進(jìn)入 ， 參加垃圾的燃燒 ，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c下移的垃圾在爐體中部相互作用 ， 有機物發(fā)生熱解 ， 熱解氣向上運動穿過垃圾層 ，然后離開熱解爐進(jìn)入洗滌器凈化回收 ， 由于煙氣中含有水蒸氣 、 高沸點有機物冷凝的油霧 、 少量飛灰 、 及CO、 CO2為主混合氣體 ， 故熱值不高 ， 將其進(jìn)一步經(jīng)甲烷化處理 ， 獲得人造天然氣 。 ? 在燃燒區(qū) ， 一些不可燃組分形成惰性物質(zhì) ， 如含有玻璃 、 金屬等物質(zhì)的熔融體 ， 經(jīng)冷卻成為顆粒狀熔渣 。 ? 該法的優(yōu)點是 ， 流程簡單 ， 有機物幾乎全部分解 ，NOx產(chǎn)生量極少 ， 垃圾減量化高； ? 缺點是需提供純氧 。 ? 從綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)分析 ， 該法較前幾種方法均優(yōu) 。 污泥的熱解處理 ? 有機污泥的燒法可以回收熱能 ， 但焚燒產(chǎn)生二次污染 ， 廢氣中又含有 SO NOx、 HCl及二惡英等 ， 而殘渣中含有重金屬離子 ， 如 Cr氧化為Cr+6， 毒性更大；此外 ， 對于低熱值的污泥還需要輔助燃料 。 ? 采用熱解法處理可以避免上述問題 。 ? 污泥熱解流程：需將水分干燥到 20～ 30％ ， 一般采用蒸氣間接加熱干燥 ， 可防止臭氣逸出 。 ? 污泥與垃圾聯(lián)合熱解流程 污泥與垃圾聯(lián)合熱解流程 ? 近年來 ， 國外將城市垃圾和含可燃組分的工業(yè)垃圾與污泥進(jìn)行聯(lián)合熱解 ， 可以更有效地回收熱能 ， 這是今后污泥處理的主要方向 。 ? 采用水墻式焚燒爐 ， 首先用焚燒爐的煙氣在干燥室將脫水污泥干燥到固體含量達(dá) 90％ ， 成為干燥污泥粉； 然后用煙氣將干燥粉吹進(jìn)焚燒爐進(jìn)行燃燒 ， 產(chǎn)生的熱量和蒸氣除用于污泥處理外 ， 還可供局部加熱利用 。 ? 聯(lián)合熱解法有以下特點： ? 可以直接回收有用無機物 ， 同時回收利用有機物的熱能 ， 提高污泥作為能源的競爭能力； ? 尾氣和廢水經(jīng)凈化處理均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)； ? 殘渣量明顯減少 ， 填埋處理的占地面積約為傳統(tǒng)填埋的 20～30％ ， 且不需要預(yù)處理 。 推薦文獻(xiàn)與思考題： ? 推薦文獻(xiàn)： ? 熊祖鴻等 . 城市固體垃圾的熱解特性的研究 . 華北水利水電學(xué)院學(xué)報 . （ 4） ? 冉景煜等 . 重慶城市垃圾組分與熱解特性 . 重慶大學(xué)學(xué)報 . （ 6） ? 冀 新等 . 我國廢塑料油化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景 . 化工環(huán)保 . （ 6） ? 思考題 ? 熱解的原理 ， 并寫出熱解總的反應(yīng)式 。 ? 簡述熱解與焚燒的區(qū)別 。 ? 熱解工藝有哪幾種 ， 其各自的主要處理對象是什么 ？ ? 影響熱解過程的主要因素有哪些 ？ 怎樣影響 ？ ? 熱解裝置主要有哪幾種 ？ 各有什么特點 ？