什么是熱裂解？熱裂解在固廢處置中有哪些具體應用？

1什么是熱裂解？

熱裂解是指在加熱物質時，經過系列反應生成可燃油、可燃氣體等物質。反應過程，第一階段（干燥階段），溫度為200℃，固廢會在溫度升高時烘干，揮發多余的水分;第二階段（干餾階段），溫度200～500℃，固廢性質隨著溫度升高發生變化，大分子被裂變成小分子，隨后生成含碳化合物；第三階段（氣體生成階段），固廢持續裂解，最終生成甲烷、氫氣等氣體。

2熱裂解需要用到哪些設備？

熱裂解需要諸多專業的設備，主要包括進料系統，該系統為外配套設備，主要對固廢處理，對其進行擠壓和傳輸，送至一次燃燒室；一次燃燒室是熱裂解的核心區域，固廢在缺氧、高溫環境下生成有機氣體，干燥處理后送至二次燃燒室。在一次燃燒室殘留的固廢經工藝處理后，和輸送的氧氣燃燒生成殘留物。一般來講，二次燃燒室的時間、溫度可調整，經過科學的生產工藝，生成所需產物。

熱裂解設備

3熱裂解在固廢處置中有哪些具體應用？

油泥熱裂解處理

油泥熱裂解處理現場

石油開采過程中通常會產生很多的含油污泥，若得不到及時、有效的處理，將嚴重破壞環境。目前，熱裂解法針對含油污泥的處置，已從試驗轉變為實踐。熱裂解屬于無害化技術，相較于焚燒法，雖然專業性、投資高，但是處置效果好。具體操作中，先對含油污泥進行脫水干燥處理，然后送至爐窯熱解，此時要求溫度處于500～600℃。在無氧環境下，含油污泥重組，此過程需添加氮氣。經由熱裂解處理后，污泥殘渣可達排放標準。總之，熱裂解技術是一種相對成熟的處置含油污泥的技術，我國多數的油田已開始使用該技術處置含油污泥，并取得一定的效果，說明熱裂解技術大范圍推廣成為可能。

廢輪胎熱裂解處理

廢輪胎熱裂解處理現場

隨著汽車行業的發展，居民購車量不斷增加，汽車逐漸成為出行必備品。此背景下，廢舊輪胎的數量持續上漲。對于廢舊輪胎的處理，目前也有很多種方法，如制膠、翻新、熱裂解等，其中熱裂解憑借諸多優勢，得到多個國家的認可。輪胎的成分是橡膠，熱裂解過程中會產生炭、油和氣。其中，熱解氣的主要成分是碳氫、氫氣組合烴類，含氧量極少。熱解氣為熱能，可以重復使用，是一種價值極高的分解產物，有助于實現垃圾的無害化處理。熱解油黏度低，熱度高，芳香烴含量高，在一次和二次反應時易受時間和溫度影響。現階段，熱解油已作為燃料廣泛使用。熱解炭是輪胎熱解過程中產生的，溫度達500℃時產量更高。可通過不同工藝回收利用，但是熱解炭有害元素多，利用程度有限。利用熱裂解技術處置廢舊輪胎，可有效回收利用相關資源，但考慮到此工藝復雜，影響因素多，目前尚未大范圍地應用，在未來的研究實驗中，應重點提高對廢液、廢氣體的回收率，提升熱解炭的質量。

生活垃圾熱裂解處理

生活垃圾裂解處理現場

現階段，生活垃圾的處置方法比較多，但是處置結果均影響著生態環境。基于此，開始利用熱解氣體焚燒法進行處置，此方法是各種方法結合后形成的。生活垃圾經過熱解后分離有害金屬，殘留物再進行燃燒（在無氧環境下操作），減少有害物質的氧化和殘留。同時，無氧環境下進行燃燒，不會生成CuCl2，更不會生成二噁英。熱解過程在反應器內進行，常用反應器為回轉窯反應器、流化床反應器、固定床反應器，這些反應器各有優點和缺點，其中回轉窯反應器操作簡單，熱解反應不徹底；流化床反應器效率高，物料用量少，但對設備的要求較高，增加成本；固定床反應器效率高，適用于多種原料，但單次處理量較小。因此，在選擇處置設備時，應結合實際情況。而借助熱裂解技術處置生活垃圾過程中，可直接借助垃圾處理產生的熱量發電，有助于節約電能，避免環境污染。

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