太白金星
第1楼2009/04/19
二、热解原理
固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包含大分子的键断裂,异构化和小分子的聚合等反应,最后生成各种较小的分子。热解过程可以用通式表示如下:
有机固体废物 (H2、CH4、CO、CO2)气体+(有机酸、芳烃、焦油)有机液体+炭黑+炉渣
例如,纤维素热解3(C6H10O5)→8H2O+C6H8O+2CO+2CO2+CH4+H2+7C
其中:C6H8O代表液态的油品。
三、热解方式
热分解过程由于供热方式、产品状态、热解炉结构等方面的不同,热解方式各异。按供热方式可分成内部加热和外部加热。外部加热是从外部供给热解所需要的能量。内部加热是供给适量空气使可燃物部分燃烧,提供热解所需要的热能。外部供热效率低,不及内部加热好,故采用内部加热的方式较多。按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行,热分解过程可分成单塔式和双塔式。按热解过程是否生成炉渣可分成造渣型和非造渣型。按热解产物的状态可分成气化方式、液化方式和碳化方式。还有的按热解炉的结构将热解分成固定层式、移动层式或回转式,由于选择方式的不同,构成了诸多不同的热解流程及热解产物。
第二节 典型固体废物的热解
高分子固体废物的热解产物,随高分子的种类及热解条件而有所不同,现讨论如下:
一、塑料的热解产物及工艺流程
(一)热解产物
塑料的品种除前面提到过的热塑性及热固性二大类外,由其受热分解后的产物又可分成解聚反应型塑料和随机分解型塑料,以及二者兼而有之的中间分解型塑料。
解聚反应型塑料受热分解时聚合物解离、分解成单体,主要是切断了单体分子之间的结合键。这类塑料有聚氧化甲烯、聚a-甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、四氟乙烯塑料等,它们几乎100%的分解成单体。
随机分解型塑料受热分解时链的断裂是随机的,因此产生无一定数目的碳原子和氢原子结合的低分子化合物。这类塑料有聚乙烯、聚氯乙烯等。
大多数塑料的受热分解,二者兼而有之。各种分解产物的比例,随塑料的种类、分解的温度而不同,一般温度越高,气态的(低级的)碳氢化合物的比例越高。由于产物组分复杂要分解出各种单个组分比较困难,一般只以气态、液态和固态三类组分回收利用,此外,还有利用塑料的不完全燃烧回收炭黑的热解类型。
塑料中含氯、氰基团的,热分解产品中一般含HCl和HCN,而塑料制品中含硫较少,热分解得到的油品含硫分也相应较低下,是一种优质的低硫燃料油,为此,日本开发了废塑料与高硫重油混合热解以制得低硫燃料油的工艺。