1.熱解技術(shù)原理
熱解法是利用垃圾中有機物的熱不穩(wěn)定性,在無氧或缺氧條件下對其進(jìn)行加熱蒸餾,使有機物產(chǎn)生裂解,經(jīng)冷凝后形成各種新的氣體、液體和固體,從中提取燃料油、可燃?xì)獾倪^程。熱解產(chǎn)率取決于原料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理形態(tài)和熱解的溫度與速度。低溫、低速加熱的條件,有機分子有足夠時間在其薄弱的接點處分解,重新結(jié)合為熱穩(wěn)定性固體,而難以進(jìn)一步分解,固體產(chǎn)率增加。高溫、高速加熱條件下,有機物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生全面裂解,生成大面積的低分子有機物,產(chǎn)物中氣體成分增加。對于粒度較大的有機物原料,要達(dá)到均勻的溫度分布需要較長的傳熱時間,其中心附近的加熱速度低于表面的加熱速度,熱解產(chǎn)生的氣體和液體也要通過較長的傳輸過程,這期間將會發(fā)生許多二次反應(yīng)。有機物的成分不同,整個熱解過程開始的溫度也不同。不同的溫度區(qū)間所進(jìn)行的反應(yīng)過程不同,產(chǎn)生物的組成也不同。總之,熱解的實質(zhì)是加熱有機分子使之裂解成小分子析出的過程,它包含了許多復(fù)雜的物理化學(xué)過程。
熱分解過程由于供熱方式、產(chǎn)品形態(tài)、熱解爐結(jié)構(gòu)等方面的不同,熱解方式各異,按熱解溫度不同,1000oC以上稱為高溫?zé)峤猓?00 -700oC稱為中溫?zé)峤猓?00oC以下稱為低溫?zé)峤?。熱解方式按供熱分?/span>
供給被熱解物的熱量是被熱解物(所處理的廢棄物)部分直接燃燒或向熱解反應(yīng)器提供補充燃料時所產(chǎn)生的熱,由于燃燒需要提供氧氣助燃,而采用空氣、富氧或純氧,其熱解可燃?xì)獾臒嵝?yīng)是不同的,純氧作催化劑會產(chǎn)生CO2、H2O等氣體混在熱解可燃?xì)庵?,稀釋了可燃?xì)?,結(jié)果降低了熱解氣的熱效應(yīng)。采用空氣作催化劑還含大量的N2,更稀釋了可燃?xì)?,使熱解可燃?xì)獾臒嶂荡蟠蠼档?。熱解美國城市混合有機廢棄物所得可燃?xì)庖钥諝庾鞔呋瘎┢錈嶂狄话阍?500KJ/m3左右。采用純氧一般在11000KJ/m3左右。
3.垃圾熱解創(chuàng)新技術(shù)主要特點
(1) 把直接加熱法與間接加熱法有機的結(jié)合。用直接熱解的低熱值燃?xì)夤┙o間接熱解時所需熱能,從而解決了用空氣作催化劑產(chǎn)生的低熱值燃?xì)獾氖褂眉伴g接熱解時所需熱能問題。
(3)將二氧化碳還原技術(shù)、氣化技術(shù)與熱解技術(shù)相結(jié)合,解決了垃圾熱解時煙氣排放問題,使二惡英的含量比直接燃燒低一千多倍,比國家標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量0.4ng TEQ/m3低4-6倍,甚至比歐洲*高標(biāo)準(zhǔn)0.1ng TEQ/m3含量還低,為0.087ng TEQ/m3。
根據(jù)熱解、氣化和二氧化碳還原技術(shù)原理,將垃圾裝入反應(yīng)裝置加熱,在高溫、無氧和缺氧等條件下進(jìn)行熱解,這一過程分為三個階段完成。
有機物的主要成分是碳、氫、氧、硫和其他一些成分組成。在高溫、缺氧等條件下,有機物中的分子鏈開始斷裂和分解,其表面水分、二氧化碳、甲烷等析出,產(chǎn)生出含有甲烷、一氧化碳、氫、焦油、水蒸汽等混合氣體。此時垃圾已轉(zhuǎn)化為殘?zhí)肌?/span>
混合氣體與垃圾殘?zhí)荚诨旌蠚怏w反應(yīng)裝置內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)生成可燃?xì)怏w,通過特殊工藝流程反應(yīng)使混合氣體中的焦油、水蒸汽、垃圾殘?zhí)嫉绒D(zhuǎn)化為可燃?xì)?,二氧化碳還原為一氧化碳。
垃圾熱解爐燃燒室溫度可達(dá)800-1100oC,垃圾滲液、焦油、有機酸等經(jīng)過熱解反應(yīng)和混合氣體反應(yīng)裝置后,既產(chǎn)生清潔燃?xì)?。?jīng)凈化后的燃?xì)猓蛇_(dá)到工業(yè)及民用用氣標(biāo)準(zhǔn)。其燃?xì)獾闹饕煞质牵阂谎趸肌?、甲烷及其他烷烴類。其比例依據(jù)垃圾中的各種成分比例而不同。
城市生活垃圾:包裝紙10%,塑料袋及塑料制品9%,玻璃及制品1%,白鐵皮0.1%,織物(麻袋、衣物)1%,蔬菜、水果、食物及廚余類格79%。間接加熱法獲得熱解氣熱值為13493 -15056 KJ/m3。直接加熱法(空氣催化劑)所獲得熱解氣熱值為3897KJ/m3。開發(fā)的熱解技術(shù)所獲得的熱解氣體熱值為8624 KJ/m3。醫(yī)療垃圾熱解氣體熱值為10555.3KJ/m3。該熱解燃?xì)饪芍苯幼鳛榍鍧嵞茉词褂谩?/span>