高溫?zé)峤饧夹g(shù)原理

高溫?zé)峤饧夹g(shù)是在近幾年研究開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種垃圾處理新技術(shù)。90年代初，國(guó)外科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)垃圾焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體極其有害的致癌物—二*英。因此，西方發(fā)達(dá)國(guó)家在研究治理焚燒產(chǎn)生的二次污染的同時(shí)，投巨資開(kāi)發(fā)研究新的垃圾處理技術(shù)。垃圾熱解技術(shù)被各國(guó)環(huán)保專家普遍看好，認(rèn)為這是垃圾處理無(wú)害化、減量化和資源化的一條新路。發(fā)達(dá)國(guó)家投入大量的人力物力進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，并取得可喜的成果。 1.熱解技術(shù)原理 熱解法和焚燒法是兩個(gè)完全不同的過(guò)程。焚燒是一個(gè)放熱過(guò)程，而熱解需要吸收大量熱量。焚燒的主要產(chǎn)物是二氧化碳和水，而熱解的主要產(chǎn)物是可燃的低分子化合物：氣態(tài)的氫氣、甲烷、co；液態(tài)的甲醇、、醋酸、**等有機(jī)物及焦油、溶劑油等。固態(tài)的主要是焦炭和炭黑。 熱解法是利用垃圾中有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無(wú)氧或缺氧條件下對(duì)其進(jìn)行加熱蒸餾，使有機(jī)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^(guò)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(jī)分子有足夠時(shí)間在其薄弱的接點(diǎn)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(jī)物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生*面裂解，生成大面積的低分子有機(jī)物，產(chǎn)物中氣體成分增加。對(duì)于粒度較大的有機(jī)物原料，要達(dá)到均勻的溫度分布需要較長(zhǎng)的傳熱時(shí)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(guò)較長(zhǎng)的傳輸過(guò)程，這期間將會(huì)發(fā)生許多二次反應(yīng)。有機(jī)物的成分不同，整個(gè)熱解過(guò)程開(kāi)始的溫度也不同。不同的溫度區(qū)間所進(jìn)行的反應(yīng)過(guò)程不同，產(chǎn)生物的組成也不同?？傊?，熱解的實(shí)質(zhì)是加熱有機(jī)分子使之裂解成小分子析出的過(guò)程，它包含了許多復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程。 2.熱解方法 熱分解過(guò)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? （1）直接加熱法 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(bǔ)充燃料時(shí)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(huì)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)猓篃峤饪扇細(xì)獾臒嶂荡蟠蠼档?。熱解美?guó)城市混合有機(jī)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。 （2）間解加熱法 是將被熱解的廢棄物料由直接供熱介質(zhì)在熱解反應(yīng)器（或熱解爐）中分離開(kāi)來(lái)的一種方法?？衫酶蓧κ綄?dǎo)熱或一種中間介質(zhì)來(lái)做傳熱。間解加熱法的主要優(yōu)點(diǎn)在于其產(chǎn)品的品位高，其產(chǎn)熱值可達(dá)18630 KJ/m3，相當(dāng)于用空氣作氧化劑的直接加熱法產(chǎn)生熱值的三倍多，完全可當(dāng)成燃?xì)庵苯永谩? 3．垃圾熱解創(chuàng)新技術(shù)主要特點(diǎn) 在吸取國(guó)際先進(jìn)技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情及垃圾現(xiàn)狀，研究開(kāi)發(fā)出完全擁有我國(guó)自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)的垃圾高溫?zé)峤庑录夹g(shù)及相關(guān)設(shè)備。該技術(shù)具有以下主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)： （1） 把直接加熱法與間接加熱法有機(jī)的結(jié)合。用直接熱解的低熱值燃?xì)夤┙o間接熱解時(shí)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(shí)所需熱能問(wèn)題。 （2）設(shè)置混合氣體反應(yīng)裝置，充分利用垃圾殘?zhí)?，使垃圾熱解時(shí)產(chǎn)生的混合氣體在此進(jìn)一步進(jìn)行反應(yīng)生成更多的co、氫、甲烷等可燃?xì)怏w，這樣即增加了燃?xì)猱a(chǎn)量，提高了燃?xì)鉄嶂?，又減少了垃圾殘?jiān)臀鬯漠a(chǎn)生與排放。 （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(shí)煙氣排放問(wèn)題，使二*英的含量比直接燃燒低一千多倍，比國(guó)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。 （4）采用逐級(jí)推進(jìn)破碎式進(jìn)料方式，將不分類的垃圾自行破碎，把垃圾前處理工序放在爐內(nèi)進(jìn)行，使污染降至*低點(diǎn)。這種進(jìn)料方式解決了目前國(guó)內(nèi)外尚未解決的熱解爐連續(xù)進(jìn)料與工作問(wèn)題（目前國(guó)內(nèi)外熱解爐都為一爐一爐的間歇式運(yùn)行）。由于這一問(wèn)題的解決，使熱解爐的工作效率提高了幾倍甚至幾十倍。由處理能力從幾噸到幾十噸乃至上百噸。 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(wú)氧和缺氧等條件下進(jìn)行熱解，這一過(guò)程分為三個(gè)階段完成。 第*階段：對(duì)垃圾進(jìn)行熱解處理 有機(jī)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(jī)物中的分子鏈開(kāi)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、co、氫、焦油、水蒸汽等混合氣體。此時(shí)垃圾已轉(zhuǎn)化為殘?zhí)肌? 第二*段：混合反應(yīng)階段 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(guò)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)猓趸歼€原為co。 第三階段：可燃?xì)怏w凈化階段 垃圾熱解爐燃燒室溫度可達(dá)800-1100oC，垃圾滲液、焦油、有機(jī)酸等經(jīng)過(guò)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煞质牵篶o、氫、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。 對(duì)我國(guó)城市垃圾采用不同的熱解方法，其獲得的可燃?xì)鉄嶂禉z測(cè)分析如下： 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(kāi)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?