熱解及其原理
更新時間：2009-03-18 14:31
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熱解的定義
熱解在英文中使用“Pyrolysis”一詞,在工業上也稱為干餾。它是將有機物在無氧或缺氧狀態下加熱,使之分解為:
(1) 以氫氣、一氧化碳、甲烷等低分子碳氫化合物為主的可燃性氣體;
(2) 在常溫下為液態的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在內的可燃油;
(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 ℃) 內進行裂解。其中可燃物質于高溫缺氧下分解為短鏈有機氣體及微量氫氣,但由于缺氧,這些有機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,故需提供較長的時間供氧,使之反應成CO 或CO2 ,以達完全燃燒。一般而言,熱解式焚化爐設計的單位爐床負荷較小,且以底部供氣, 使固定碳有良好的燃燒反應環境,故具極佳之灰份品質及減量效果。
以聚烯烴類為例,其分子結構通常是以數千到數萬單位計的直鏈碳氫化合物,橫向連接的碳—碳鍵形成主鏈。當其在還原條件下加熱時,隨著溫度的上升,首先熔融軟化為液體。對熔融體進一步加熱,如果外界提供的能量大于主鏈的結合鍵能,則塑料分子將發生隨機裂解,生成低分子的碳氫化合物。將熱解生成的低分子產物再通過合成沸石催化劑, 其碳鏈進一步斷裂生成分子量更小的碳氫化合物。在不同溫度,不同條件下裂解程度不一樣,產生的產物也不同,根據所達到要求,可以在相應條件下得到不同的產品加以利用,或最大限度的熱能回收。
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