热解法在固体废物处理上的应用简介

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1 热解法

所谓热解，就是利用热解切断大分子量的有机物(碳氢化合物)，使之转变为含碳数更小的低分子量物质的具体历程，具体来说，就是把有关固体废物(或液体废物)在无氧或少量氧的条件下加热至800-1000℃，获得高温气体的方法，同时还可以获得煤(焦油)再作化工原料，关于分解后剩余的以碳为主的残渣，可以作肥料、填坑物和固体燃料等。

2 热解工艺及特点

利用固体废物热解制造燃料时，由于废物的类型以及热解温度、加热时间不同，生成的燃料可以是气体、油状液体，也可以二者兼有。如果被热解处理的固体废物中塑料和橡胶的含量比较大，则回收的液体产品占总装料量的百分比就要高于一般垃圾热解时回收液体的百分比。

2.1 热解工艺

应用热解法从固体废物中回收能量，可分为热解造气和热解造油两种方法。

（1）热解造气。固体废物热解造气，是使其在一定温度下转变成气体燃料。废物中含有少量氯、硫、氮，由于热解过程保持在还原状态，因而对装置的腐蚀较小，如同用煤造气一样，通过简单的精制处理，即可将这些成分除去，造出的可燃气体贮存于罐内，同一般燃气一样，可用管道输送。根据温度的差异，固体废物热解造气有多种方法。

①间接热解造气。这种方法是将固体废物在密闭炉内间接加热分解，产生出高热值(1.672×104～2.09×104kJ/m3)的燃气、焦油和炭。由于固体废物热传导效率较差，间接加热面积必须相当大，因而使这种方法的应用不得不局限于小规模处理的场合。

②部分燃烧热解造气。固体废物部分燃烧热解气化通常使用多段炉，这种装置按温度差异分为三个工作区，即干燥区、挥发物热解区和炭的氧化区。废物(垃圾或污泥滤饼)在上层炉段受热干燥;在中部炉段发生热解，热解生成的炭在下部炉段燃烧，产生的热供固体废物在分解区分解用。由于热解气体中混有炭燃烧生成的气体，因而热值不高，只有4.18×103～1.045×104kJ/m3，这种热解造气法，能采用的热分解炉，可受纳大量固体废物，处理量大，需要的储气罐也大，由于气体热值偏低，因而受到一定局限。

③双塔循环式热解造气。该系统包括固体废物热解炉和固形炭燃烧炉两个装置。前者称为第一塔，后者称为第二塔，故称双塔热解系统。

热解原料是城市垃圾中分选出来的塑料类废物。此类原料受热后，首先熔融，然后在稍高于熔融温度时开始分解。但由于塑料类废物热传导效率低，在熔融时局部往往受热不均匀，温度超过500℃时，物料容易炭化。为此，采用热砂作为热媒体，以便使炉内温度均匀，达到传热良好的分解效果。作为热解体的砂子，粒度要求0.3mm，废塑料要求破碎到粒径为5～20mm，原料从加料口定量投入到热解炉内，与来自燃烧炉的热砂混合，受流态化气体的作用产生激烈浮动和热分解。塔内热解温度为400～700℃，热解生成的燃气，送入净化系统。热解产生的炭作为燃料，进入燃烧炉燃烧，并加热由热解炉来的循环流动砂，被加热的高温砂，又送回热解炉，使固体废物热解气化。这样，固体废物热解的吸热反应与固态碳燃烧的放热反应，在两个炉(塔)内分别进行，使气化塔生成的气体不含燃烧生成的气体，故可获得高热值的燃气。这种技术可使废塑料60%以上的热量回收利用[1]。

（2）热解造油。城市垃圾中的塑料类废物，是热解造油的原料，经过粉碎的塑料，只需短时间的热解，便能够回收到较多的热解油。

2.2 热解工艺的发展

（1）热解炉代替焚烧炉。为了有效地节约能源，回收热能，近年来多用热解炉代替焚烧炉，设置后燃烧室回收热能发电。

①流程：

②特点：将普通的多段焚烧炉作热解炉使用，运行中空气供给量较焚烧处理的供给量少，固体废物在热解炉中发生缺氧燃烧，其中的固态炭和部分挥发物质在热解炉中燃烧，释放出的热量用于蒸发水分和气化挥发物质，实际上是一个部分热解的过程，热解的结果产生热值较高的可燃气体;热解气在后燃烧室内燃烧，升温达1000～1100℃，既能彻底破坏产气的恶味，又为有效地回收热能创造了条件[2]。

（2）与污泥联合热解。把城市垃圾和含有可燃成分的工业固体废物经过预处理后，与污泥进行联合热解。

①流程：由联合处理装置排出的尾气，经过静电除尘、袋滤器、洗涤器等净化设备处理后排空，装置的急冷用水进行一般处理后排放，装置所排残渣中的微量元素如：铍、汞、镉、铅等经分析确认其不会对环境产生危害时，残渣可进行填埋处置，铜、铝、铁、玻璃等无机物可直接回收。

②特点：a.固体废物中有用的无机物可以直接回收，有机物所含热量被有效回收利用；b.尾气经过多级净化处理，废气经一般处理，均能达到排放允许的浓度以下；c.残渣中的微量元素，可进行填埋处置，而填埋处置占地面积只有传统填埋占地的20%～30%，传统的填埋前的预处理也可以省去。

③发展：污泥和城市垃圾的联合热解处理可提供大量电能，以满足大型现代化污水处理场所需的能源。根据预测，污泥热解处理将是今后污泥处理的主要发展方向。

3 结语

与焚烧法相比，热解法的热解温度、废物供给量等操作条件要严格得多。即使是可热解有机物，如果是含水率过大且性质不同的混合物，热解回收燃烧油、气在经济上并不合算，选择热解技术时，必须充分研究废物性质、组成和数量，充分考虑经济性。