垃圾熱解法是將垃圾中的有機成分在無氧或缺氧的情況下加熱,使之分解為燃氣、焦油和半焦的化學過程。熱解技術分為內(nèi)熱式和外熱式兩種。內(nèi)熱式熱解技術是利用少量的助燃空氣,使部分垃圾燃燒氧化,釋放的熱量加熱未反應的垃圾,使其發(fā)生分解,產(chǎn)生可燃氣體;外熱式熱解技術利用堅壁結(jié)構,使垃圾在無氧的條件下發(fā)生熱解。產(chǎn)生熱值較高的可燃氣體,可燃氣體回收燃燒,為垃圾熱解提供熱源。垃圾熱解過程中廢棄物的有機成分轉(zhuǎn)化為能量,具有較好的經(jīng)濟性;熱解系統(tǒng)的二次污染小,環(huán)境更安全。熱解在無氧或缺氧的條件下進行, 減少了二噁英的生成。熱解的固體產(chǎn)物是垃圾碳,腐植性物質(zhì)少,分揀后分別可作為化工或建材原料使用。
生活垃圾熱解產(chǎn)物的利用方式
垃圾熱裂解產(chǎn)物主要由生物油、不凝氣體及垃圾碳組成。影響垃圾熱解過程和產(chǎn)物組成的最重要因素是溫度、固態(tài)向揮發(fā)物滯留時間、顆粒尺寸、垃圾組成及加熱條件。提高溫度和固相滯留期有助于揮發(fā)物和氣態(tài)產(chǎn)物的形成。
隨著垃圾直徑的增大,在一定溫度下達到轉(zhuǎn)化率所需的時間也增加。因此揮發(fā)物可和熾熱的碳發(fā)生二次反應,所以揮發(fā)物滯留時間可以影響熱解過程。加熱條件的變化可以改變熱解的實際過程及反應速率。
溫度決定著垃圾熱解最終產(chǎn)物中氣、油、碳的比例,并隨反應溫度的高低和加熱速度的快慢而變化。研究表明溫度對垃圾熱解產(chǎn)物中組成及不凝氣體的組成有著顯著的影響。低溫、長滯留期的慢速熱解主要提高垃圾碳的產(chǎn)量,低于600℃的熱解過程,其產(chǎn)物中生物油、不凝氣和垃圾碳的產(chǎn)量基本相等,高溫快速熱解不凝氣體可達80%。
垃圾中組成的含量對熱解產(chǎn)物比例的影響很大,這種影響相當復雜,與熱解溫度、壓力、升溫速度等外部條件共同作用,在不同的程度上影響熱解過程。
垃圾被加熱時,固體顆粒因化學鍵斷裂而分解,在初始階段主要形成產(chǎn)物是揮發(fā)分。氣相滯留期長,可使揮發(fā)分在固體顆粒的內(nèi)部與固體顆?;蛱歼M一步反應,形成高分子產(chǎn)物。當揮發(fā)分離開固體顆粒后,焦油和其他揮發(fā)產(chǎn)物還將發(fā)生二次裂解。壓力的大小將影響氣相滯留期,從而影響二次裂解,最終影響熱解產(chǎn)物產(chǎn)量的分布。較高的壓力,揮發(fā)物滯留時間增加,二次裂解較大;而壓力低,揮發(fā)物可迅速離開固體顆粒表面,從而限制了二次裂解的發(fā)生。較低的升溫速度有利于碳的生成,高的升溫速度有利于焦油的產(chǎn)生。