PDF《热解技术在有机固废能源化清洁利用方面的 应用潜力分析》

后者指含有害物质对环境有 污染的有机固废 ,如化工厂污水处理后污泥、医疗固 废、 工业废渣、塑料垃圾等[ 4]

3 ,

4 .无机固废是不含碳 元素的无机盐等固废 .

1 .

3 常规处置技术

1 .

3 .

1 填埋填埋需要占用大量土地,资源化水平极低, 含有 ・

67 ・ 沈海萍等 热解技术在有机固废能源化清洁利用方面的应用潜力分析 D OI : 10. 15985/ j . cn ki .

1001 - 3865. 2008. 07.

018 各种有 毒有害物 质, 侵蚀、渗漏、污染地 下水环 境[4]

230 ,

231 ,以水土恶化、 国土侵占 、 资源浪费为重大代 价,形成不可逆的大范围生态系统长期污染, 引发渗 滤液、 病原菌 、 恶性气体、重金属等问题,另外还存在 因自生沼气导气困难而导致燃气爆炸等安全隐患 . 德国对进入填埋的固废有着极其严格的规定和 限制 ,对环境存在隐患并可作为能源化利用的有机 固废严禁填埋, 可燃物小于

10 % ( 质量分数) 的有机 固废才准许填埋 .

1 .

3 .

2 焚烧焚烧是有机固废处置中减量缩容效果较好的处 置方案.中国一般采用循环流化床技术, 该技术具 有强烈的湍流、较长的气体停留、均匀的温度分布、 能在相对较低的温度和较少的过剩空气下进行高效 率的焚烧等特点 .但废物需破碎及炉内压力损失较 大造成动力消耗大[ 5]

66 ,

67 . 焚烧并非安全的处置方式 ,存在烟气净化设施 投资大、运行费用高、二次污染控制难等问题.首先,焚烧是富氧反应, 需鼓入过量空气, 由此产生大 量烟气 ,且在固废的湍动焚烧中 ,不稳定工况极易产 生二f英、呋喃、多氯化合物等有毒有害物质 [ 6] , 需 要庞大的烟气处理装置来净化 ;

其次, 循环流化床出 渣量较少 ,大多固体物质都形成飞灰为除尘装置收 集.在焚烧中, 大量重金属在飞灰中被收集, 或是直 接随烟气排放到空气中, 最后随降雨贮存在土壤里, 致使焚烧电厂周围土壤重金属超标.由于飞灰对重 金属没有凝固作用, 因此必须将焚烧后的飞灰作为 危险废物谨慎处置[ 7]

69 ,

70 .

2 热解的工艺过程和适用范围

2 .

1 工艺过程 热解是利用有机固废的热不稳定性, 在无氧或 缺氧条件下热分解成小分子的过程[ 8] .完整的工艺 过程分

3 个阶段 : 干燥 、热解、气化.最终的产物是 高品质的可燃热解气( C H4 、CO 、 CO2 、H2 等) 及少量 焦油和焦炭 .以污泥为例, 干燥阶段温度达到

350 ~

400 ℃,完成污泥中水份的蒸发 ;

热解阶段温度达 到570 ~

770 ℃,完成高分子有机物裂解 ;

气化阶段 温度高于

770 ℃, 固态碳和液态有机物转变成稳定 的气态氢、碳的氧化物、 碳酸和 CH4 [ 9] .污泥在不同 温度下的化学反应见表

1 . 由表

1 可知 ,污泥随着温度的升高,在热解中主 要发生了干馏、焦化、裂解等反应 ,是相当复杂的稳 定化固化的熔融过程[ 10] . 表1污泥在不同温度下的化学反应 Table

1 Chemical reactions of wastew ater sludge occurring at different temperatures 温度/ ℃ 化学反应 100~

200 水分继续蒸发

250 脱氧 、脱硫 , 化学结合水分分离

340 脂肪烃裂解 , 产生 CH

4 等短链碳氢化合物

380 干馏 , 固体物质碳化

400 碳氧化合键与碳氮化合键断裂 400~

600 产生干馏焦油 >

600 继续碳化 , 产生抗热物质 , 继续裂解成不饱和烃 , 结合 成高沸点物质如芳香烃