熱解及其原理
熱解的定義
熱解在英文中使用“Pyrolysis”一詞,在工業(yè)上也稱為干餾。它是將有機(jī)物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱,使之分解為:
(1) 以氫氣、一氧化碳、甲烷等低分子碳?xì)浠衔餅橹鞯目扇夹詺怏w;
(2) 在常溫下為液態(tài)的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在內(nèi)的可燃油;
(3) 純碳與玻璃、金屬、土砂等混合形成的炭黑的化學(xué)分解過程。
熱解原理
熱解為在一次燃燒室供給不足量之助燃空氣,使在一定溫度(650 ℃～850 ℃) 內(nèi)進(jìn)行裂解。其中可燃物質(zhì)于高溫缺氧下分解為短鏈有機(jī)氣體及微量氫氣,但由于缺氧,這些有機(jī)氣體將流入二次燃燒室焚化,而留在一次爐則為固定碳及灰份。固定碳的氧化速率較慢,故需提供較長的時(shí)間供氧,使之反應(yīng)成CO 或CO2 ,以達(dá)完全燃燒。一般而言,熱解式焚化爐設(shè)計(jì)的單位爐床負(fù)荷較小,且以底部供氣, 使固定碳有良好的燃燒反應(yīng)環(huán)境,故具極佳之灰份品質(zhì)及減量效果。
以聚烯烴類為例,其分子結(jié)構(gòu)通常是以數(shù)千到數(shù)萬單位計(jì)的直鏈碳?xì)浠衔?橫向連接的碳—碳鍵形成主鏈。當(dāng)其在還原條件下加熱時(shí),隨著溫度的上升,首先熔融軟化為液體。對熔融體進(jìn)一步加熱,如果外界提供的能量大于主鏈的結(jié)合鍵能,則塑料分子將發(fā)生隨機(jī)裂解,生成低分子的碳?xì)浠衔铩峤馍傻牡头肿赢a(chǎn)物再通過合成沸石催化劑, 其碳鏈進(jìn)一步斷裂生成分子量更小的碳?xì)浠衔。在不同溫?不同條件下裂解程度不一樣,產(chǎn)生的產(chǎn)物也不同,根據(jù)所達(dá)到要求,可以在相應(yīng)條件下得到不同的產(chǎn)品加以利用,或最大限度的熱能回收。
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