垃圾處理方式隨著技術的更新和發展逐漸優化,從一開始的填埋,到生物質利用,再到現在減量化效果最好的焚燒,每一步的技術更新都引領著行業的發展方向。和垃圾焚燒一樣,能做到真正3R原則的處理方式,是垃圾熱解法。但據統計,國內垃圾主要以填埋、焚燒和堆肥為主。填埋是目前的主要處理方式,占比近一半,焚燒占12%左右,堆肥不到10%,仍有30%的生活垃圾未能處理。那么為什么和垃圾焚燒一樣能達到3R原則的垃圾熱解技術卻沒能占得市場先機呢?我們先來了解什么是垃圾熱解技術。
定義及作用原理
熱解法和焚燒法是兩個完全不同的過程。焚燒是一個放熱過程,而熱解需要吸收大量熱量。焚燒的主要產物是二氧化碳和水,而熱解的主要產物是可燃的低分子化合物:氣態的氫氣、甲烷、一氧化碳;液態的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機物及焦油、溶劑油等。固態的主要是焦炭和炭黑。
熱解法是利用垃圾中有機物的熱不穩定性,在無氧或缺氧條件下對其進行加熱蒸餾,使有機物產生裂解,經冷凝后形成各種新的氣體、液體和固體,從中提取燃料油、可燃氣的過程。熱解產率取決于原料的化學結構、物理形態和熱解的溫度與速度。
熱分解過程由于供熱方式、產品形態、熱解爐結構等方面的不同,熱解方式各異。
按熱解溫度不同,1000ºC以上稱為高溫熱解,600 -700ºC稱為中溫熱解,600ºC以下稱為低溫熱解。
按供熱方式不同,分為直接加熱法和間接加熱法。直接加熱法指垃圾部分直接燃燒,或向熱解反應器提供空氣、富氧或純氧作為補充燃料。純氧作催化劑會產生CO2、H2O等氣體,其混在熱解可燃氣中,稀釋了可燃氣,會降低熱解氣的熱效應。采用空氣作催化劑則含大量N2,更稀釋了可燃氣,使熱解可燃氣的熱值大大降低。以美國城市垃圾實驗數據為例,用空氣作催化劑其熱值一般在5500KJ/m3左右,而采用純氧一般在11000KJ/m3左右。間解加熱法可利用干墻式導熱或一種中間介質來做傳熱。產熱值可達18630 KJ/m3,相當于用空氣作氧化劑的直接加熱法產生熱值的三倍多,完全可當成燃氣直接利用。
標簽:垃圾熱解氣化
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