热解裂变炉热解温度对析出气体的影响分析

云南昆明滇重矿机的固废热解炉首创性地将干馏、炭化为一体,生活垃圾、医疗垃圾、废旧轮胎等固体废物在热解炉内在高温低氧条件下可分解出可燃气体并最终减量为炭黑、橡胶油等,在用作农林生物质(木材、稻壳、秸秆等)的热解作业时可回收有机肥料、木焦油、木醋酸、可燃气体等。热解裂变炉内部的温度对于热解、炭化效果起着决定性的作用,但云南垃圾热解炉技术工程师在对客户进行回访时发现部分用户对这一点没有清醒的认识,现在我们就组织昆明热解炉技术组的专家以生物质热解炉为例,做一个热解裂变炉内温度对热解效果的影响做一个系列性的技术普及,共分三部分,这是第一篇。

1、垃圾热解炉内部温度对热解气体成分影响

我们先来看下,在热解裂变炉的研发过程中,昆明热解炉工程师系列实验研究中形成的一个数据表,表内为不同热解温度下,木材、稻壳热解气体中的成分分布:

物料热解温度(℃)热解裂变炉分解气体的平均成分(%)
H2COCH4CO2C2H4C2H6
木块5505.7436.3514.8037.553.072.45
6507.8033.5517.2233.904.503.05
75011.7233.9018.5030.104.331.45
85011.7637.4118.3027.254.151.14
稻壳5504.5628.0211.2053.001.252.01
6505.0528.9713.5047.501.853.11
7508.0331.1014.9039.452.713.95
8509.0130.3015.3041.202.501.85

从上表中,我们可以看出两者热解出来的气体成分基本类似,含氧气体(CO2和CO)的含量合计占比达到60%以上,这也是可以理解的,因为木材和稻壳的分子结构中含有大量的羰基、羟基、羧基等含氧官能团,这些成分随着葡基转移、脱水和消去而裂解成小分子气体。

CO2在较低温度生成,所以随着热解温度的提升,CO2的含量不断降低;

而H2的含量则随着热解文图的提升而增加,这是因为高温促进了后续芳香化缩合反应,析出更多的H2;

CH4来源于低温时的脱甲基反应和高于500℃时的醚键断裂,此外热解挥发产物的二次裂解反应来源之一,所以CH4的含量随热解温度的提高而增多,根源就在这里发生了二次裂解反应;

C2H4和C2H6的含量则很特别,随着热解温度的不断升高呈现出一个先升后降的波峰形状,这是因为较高的温度促使C2H4和C2H6的发生了高温裂解。

总而言之,在热解气体成分方面,生物质热解出来的燃气与废旧轮胎热解炉(以及PE热解)热解出的燃气相比,CH4、C2H4和C2H6的含量较低,而含氧气体类的CO2和CO的含量要高得多,所以在可燃性方面,生物质热解炉出来的气体品质远低于废旧轮胎热解炉。

2、热解温度对气体密度和热值的影响

我们先来看下云南热解炉技术专家的技术数据:

云南垃圾热解炉工程师的实验数据:热解温度对气体密度和热值的影响

上图中就是热解裂变炉温度变化导致的热解气体的密度和热值变化,从中我们可以看出,随着热解温度的升高,热解气体的密度不断下降,这是由于较高温度下促使更多的低密度气体(H2、CH4)的析出,而密度较大的CO2、C2H4、C2H6的含量则不断下降,这一点我们可以在表1中看到,因此整个热解气体也被稀释而密度下降。

在昆明热解炉专家组的系列实验中,稻壳析出燃气的平均热值在热解温度750℃时达到峰值;而木块热解析出气体的平均热值则650℃时较高。这就说明,我们不能一味地想当然认为提高热解温度可以促使反应更彻底,其实不然,越高的热解温度反而会降低燃气热值,这个根源在于更高温度下,高热值的C2H4、C2H6会发生强烈的二次裂解反应,降低了燃气的热值。

3、热解温度对热解气体能量份额的影响

这个计算方式非常复杂,我们在这里就不列示出来了,有兴趣的可以通过0871-63540976和云南垃圾热解炉技术工程师联系获取更加详尽的技术资料。我们直接来看图:

来自昆明热解炉生产厂家的技术资料:热解温度对热解气体能量份额的影响

图中显示的是热解气体产物热含量占原始物料热含量的份额随热解终温的变化分布图。气体产物热含量占原始物料热含量的份额随热解温度的升高而增大,但需要注意的是,这并不说明越高的热解温度越有利于气体析出,因为热解裂变炉内发生的是吸热反应,高的热解温度意味着要消耗掉更多的热能。最佳的热解温度需要综合考量物料特性、加热方式、热解炉型等多个因素。

以上就是关于垃圾热解炭化炉热解温度对析出燃气的影响分析,云南昆明滇重矿机以技术为先导、以服务为核心,全力打造系列环保除尘设备、零污染的垃圾处理设备和高效的尾矿综合处理回收设备,助力国家环保事业,为了我们更加绿色、健康的环境贡献自己的技术和能力。