有机垃圾热解是在高温条件下对有机废物进行裂解,实现快速、显著减容的同时,对废物中有机成分加以充分利用,从而实现减量化和资源化;热解过程是一个吸热反应,产物有液态焦油、固态焦炭和燃料气等。热解是任何热化学处理过程的必经阶段,同时热解作为一种独立的固体废物热化学处理技术近年来也得到了一定程度的发展。
城市生活有机垃圾热解炼油设备
一般认为固体废物热解过程中随温度变化状况为:100~200°C,加热变干,水分物理分离;250°C开始脱氧、脱硫、结构水与二氧化碳分裂,代谢解聚作用,硫化氢开始分裂;340°C后,脂肪族键断裂,甲烷与其他的脂肪类物质分裂;380°C,碳化阶段,碳类干馏物质富集;400°C,C-O键和C-H键断裂;400~600°C,沥青类物质转变成千馏焦油;600°C,沥青类物质裂化成热量稳定的物质(气态、短链的碳氢化合物),形成芳烃物(苯衍生物),600°C后,烯烃聚合成丁烯,脱氢成丁二烯,芳烃化成汽油和高沸点的芳烃类物质。
在生活中最常见的三种废塑料热解处理对比中,PE结合度比较高,热解温度和时间更长,产物以链状大分子为主,芳香化的倾向小;PS结合度比较低,热解产物基本接近单体聚苯乙烯,芳香化倾向大;PVC的结合度介于两者之间,产物以氯代烷烃小分子为主。
不同材质废塑料裂解出油率
在废塑料和废橡胶的热解处理对比中,塑料热解失重温度区间为440~510°C,峰值温度为480°C,橡胶热解失重温度区间为290~480°C,峰值温度为380°C,塑料热解温度范围跨度比橡胶的小。
城市生活有机垃圾主要由C、H、O、N、S等元素组成,而塑料类物质中Cl元素含量较高,在热解过程中这些元素将以CH4、CO、C02、H20等气体形态析出,而且也含有少量有毒有害或腐蚀性气体,如S02、H2S、HCl、HCN、NH3等,这些气体的存在不仅影响热解气体作为能源的利用,而且会污染大气,影响该项技术进一步应用和发展,如氯化物在热解过程中会产生HCI气体,从而腐蚀金属设备,HCI和SO2排放到空气中还会形成酸雨。
PVC不论燃烧还是热解条件下,气体中几乎全是HCl气体,没有其他含氯物质存在,由于各个键断裂所需的能量不同,热解的第一阶段中C-Cl键比C-C和C-H键先断裂,当C-Cl键断裂后C原子表现为失电子或者自由基状态,从而影响与C原子相连的H原子,使其容易脱除,然后迅速与Cl原子结合生成HCl;由于C-Cl键的键能为431KJ/mol,与其他元素或基团相比,C-Cl键能要大很多,因此热解产物中氯元素主要以HCl形式析出。