污染
研究报道表明，热解烟气量是焚烧的1/2，NO是焚烧 的1/2，HCl是焚烧的1/25，灰尘是焚烧的1/2。
（二）热解的过程及产物
固体废物热解过程是一个复杂的化学反应过程。包括大 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。
有机固体废物
+ 可燃性气体（H2 、CH4 、CO、CO2 ） + 有机液体（有机酸、芳烃、焦油）
于后续资源化利用的处理过程
处理
2
热解
热解:是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热，使之成 为气态、液态或固态可燃 物质的化学分解过 程。 3
一、起源及定义
热解是一种古老的工业化生产技术，该技术最早应用于煤的 干馏，所得到的焦炭产品主要作为冶炼钢铁的燃料。在工业 上称之为干馏。
热解(pyrolysis) ：是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使 之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程。
➢ 热解产物主要是燃料油或化工原料等。 ➢ 使用的催化剂种类主要有硅铝类化合物和H-Y、ZSM-5、
REY、Ni/REY等各种沸石催化剂。
塑料种类不同时，其热解温度也不相同
热解工艺：
热解的基本工艺有两种：一种是将废塑料加热熔融，通过 热解生成简单 的碳氢化合物，然后在催化剂的作用下生成可 燃油品。另一种将热解和催化热解分为两段。
按热解温度
中温热解： T=600～700℃，主要用在比较 单一的废物的热解，如废轮胎、废塑料热 解油化
低温热解： T< 600℃。农业、林业和农业产 品加工后的废物用来生产低硫低灰的炭，生 产出的炭视其原料和加工的深度不同，可作 不同等级的活性炭和水煤气原料。
四、 典型固体废物的热解
一个完整的热解工艺包括：进料系统、反应器、回收净化 系统、控制系统几个部分。 热解反应器包括：固定床、流化床、旋转炉、分段炉等
+ 固体(炭黑、灰渣)
eg: 纤维素热解化学式： 3C6H10O5→8H2O+C6H8O（焦油）+2CO2+2CO+CH4+H2+7C
直接（内部）供热：热解反应所需的热量是被热解物直接燃烧或
向间热接解（供 式反外热应部方器）提供供热➢直的：接补将加充被热燃热、料解燃物间烧料接所于加产直热生接的供热热介质在热解反应器
如：重油裂解成轻燃油。
气态产物：氢、甲烷、一氧化碳； 液态产物：CH3OH、CH3COCH3、C2H5COOH、
CH3CHO及焦油、溶剂油等； 固态产物：焦炭、碳黑。
二、热解的原理
（一）特点
1. 可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭 黑为主的贮存性能源；
2. 由于是缺氧分解，排气量少，有利于减轻对大气环境的二 次污染；
③ 当温度高于300℃时, 橡胶分解加快, 断裂出来的化学物质 分子量较小, 产生的油流动性较好, 而且透明
预热的 空气或O2
蒸汽
热燃料
流化床热解反应器
气体流速足 够高，固体物料 始终悬浮。反应 性能好，分解效 率高、尺寸小； 热损失大，洁净 度差，避免灰渣 结块，也适于含 水量大的物料。
废塑料的热解产物及流程
➢ 塑料热解是近年来国内外非常注重研究的一种能源回收方 法，被认为是一种最有效、最科学的回收塑料的途径。
第七章 固体废物的热解
干燥脱水 热分解 烧成
焚烧（incineration）: 生活垃
1
圾和危险废物的燃烧（具有强
焚烧处理 烈放热效应、有基态和电子激 发态的自由基出现、并伴有光
辐射的化学反应现象 ）
其它热 处理方法 4 处理方法
焙烧 焙烧: 在低于熔点的温度下热处理
废物改变废物的物理化学性质以利
中分开的热解方法
热解温 ➢高温热解（>1000）、中温热解（600-700） 、
三 度不同
低温热解（<600）、
热
解
热解炉 结构
➢固定床、移动床、流化床和旋转炉
工
艺 分
产物物 理形态
➢气化方式、液化方式、炭化方式
类 热解、
燃烧位 ➢单塔式和双塔式
置
是否生 ➢造渣型和非造渣型
成炉渣
高温热解：T>1000℃，供热方式几乎都是 直接加热
结构相对
固体废物
简单、气体热
损失少，系统 热效率较高，
底物流
但气体中易夹
带挥发性物质，
如焦油、蒸汽 等。
预热的空 气或O2
气体
干燥 和预 热高温分解
93～315℃ 气流
980～1650℃
融渣或灰渣
水蒸汽
典型的固定燃烧床热解反应器
排出气体 980～1650℉
破碎的 固体废物
1400～1800℉
灰渣
橡胶的热解处理
轮胎橡胶的热稳定性分为:～ 200℃, 200℃～ 300℃及 300℃以上3个区域。
① 在200℃以下无氧存在时, 橡胶较稳定，橡胶作为一种高 聚物, 其物理状态取决于分子的运动形式。
② 在200℃～ 300℃, 橡胶特性粘数迅速改变, 低分子量的物 质被“热馏”出来, 残余物成为不溶性干性物。此时橡胶 中的高分子链有些还未断裂, 有些断裂成为较大分子量的 化学物质, 因此产生的油黑而且粘, 分子量大, 碳黑生成很 不完全。
热解工艺主要由：前处理－熔融－热分解－油品回收－残渣 处理－中和处理－排气处理等七道工序组成
橡胶的热解处理
废轮胎高温热解靠外部加热使化学链打开, 有机物得以分 解或液化、汽化。热解温度在250℃～500℃范围内，当温 度高于250℃时, 破碎的轮胎分解出的液态油和气体随温度 升高而增加，400℃以上时依采用的方法不同, 液态油和固 态炭黑的产量随气体产量的增加而减少。
3. 废物中的硫、重金属的有害成分大部分被固定在炭黑中； 4. 由于保持还原条件，Cr(III)不会转化为Cr(VI)； 5. NOx的产生量少。
焚烧 生物质、塑料类、橡胶等 热解
需氧
氧需求
无氧或缺氧
热放热解来自能量吸热与
二氧化碳、水
产物
焚
气、油、炭黑
烧
就地利用
比
利用
贮存或远距离运输
较
二次污染大
二次污染较小
4% NaOH 溶液是最常用的废轮胎热解催化剂, 它能加速高 分子链的断裂, 在相同的温度下可以增加液态油的产量, 同 时提高产品的质量。
橡胶的热解处理
主要是指天然橡胶生产的废轮胎、废皮带、废胶管等； 而对人工合成的氯丁橡胶、丁腈橡胶，因在热解时会产生 HCl及HCN，不适宜热解。 天然橡胶制品的热解产物： 气体（22%）：甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、水、CO2、H2、 丁二烯等； 液体（27%）：苯、甲苯及其它芳烃； 炭灰（39%）； 钢丝（27%）。