熱解裂變爐熱解溫度對析出氣體的影響分析

丝瓜视频无限看的固廢熱解爐首創性地將干餾、炭化為一體,生活垃圾、醫療垃圾、廢舊輪胎等固體廢物在熱解爐內在高溫低氧條件下可分解出可燃氣體并最終減量為炭黑、橡膠油等,在用作農林生物質(木材、稻殼、秸稈等)的熱解作業時可回收有機肥料、木焦油、木醋酸、可燃氣體等。熱解裂變爐內部的溫度對于熱解、炭化效果起著決定性的作用,但云南垃圾熱解爐技術工程師在對客戶進行回訪時發現部分用戶對這一點沒有清醒的認識,現在我們就組織昆明熱解爐技術組的專家以生物質熱解爐為例,做一個熱解裂變爐內溫度對熱解效果的影響做一個系列性的技術普及,共分三部分,這是第一篇。

1、垃圾熱解爐內部溫度對熱解氣體成分影響

我們先來看下,在熱解裂變爐的研發過程中,昆明熱解爐工程師系列實驗研究中形成的一個數據表,表內為不同熱解溫度下,木材、稻殼熱解氣體中的成分分布:

物料熱解溫度(℃)熱解裂變爐分解氣體的平均成分(%)
H2COCH4CO2C2H4C2H6
木塊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
稻殼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

從上表中,我們可以看出兩者熱解出來的氣體成分基本類似,含氧氣體(CO2和CO)的含量合計占比達到60%以上,這也是可以理解的,因為木材和稻殼的分子結構中含有大量的羰基、羥基、羧基等含氧官能團,這些成分隨著葡基轉移、脫水和消去而裂解成小分子氣體。

丝瓜视频无限看CO2在較低溫度生成,所以隨著熱解溫度的提升,CO2的含量不斷降低;

丝瓜视频无限看而H2的含量則隨著熱解文圖的提升而增加,這是因為高溫促進了后續芳香化縮合反應,析出更多的H2;

CH4來源于低溫時的脫甲基反應和高于500℃時的醚鍵斷裂,此外熱解揮發產物的二次裂解反應來源之一,所以CH4的含量隨熱解溫度的提高而增多,根源就在這里發生了二次裂解反應;

丝瓜视频无限看C2H4和C2H6的含量則很特別,隨著熱解溫度的不斷升高呈現出一個先升后降的波峰形狀,這是因為較高的溫度促使C2H4和C2H6的發生了高溫裂解。

總而言之,在熱解氣體成分方面,生物質熱解出來的燃氣與廢舊輪胎熱解爐(以及PE熱解)熱解出的燃氣相比,CH4、C2H4和C2H6的含量較低,而含氧氣體類的CO2和CO的含量要高得多,所以在可燃性方面,生物質熱解爐出來的氣體品質遠低于廢舊輪胎熱解爐。

2、熱解溫度對氣體密度和熱值的影響

丝瓜视频无限看我們先來看下云南熱解爐技術專家的技術數據:

云南垃圾熱解爐工程師的實驗數據:熱解溫度對氣體密度和熱值的影響

丝瓜视频无限看上圖中就是熱解裂變爐溫度變化導致的熱解氣體的密度和熱值變化,從中我們可以看出,隨著熱解溫度的升高,熱解氣體的密度不斷下降,這是由于較高溫度下促使更多的低密度氣體(H2、CH4)的析出,而密度較大的CO2、C2H4、C2H6的含量則不斷下降,這一點我們可以在表1中看到,因此整個熱解氣體也被稀釋而密度下降。

丝瓜视频无限看在昆明熱解爐專家組的系列實驗中,稻殼析出燃氣的平均熱值在熱解溫度750℃時達到峰值;而木塊熱解析出氣體的平均熱值則650℃時較高。這就說明,我們不能一味地想當然認為提高熱解溫度可以促使反應更徹底,其實不然,越高的熱解溫度反而會降低燃氣熱值,這個根源在于更高溫度下,高熱值的C2H4、C2H6會發生強烈的二次裂解反應,降低了燃氣的熱值。

3、熱解溫度對熱解氣體能量份額的影響

丝瓜视频无限看這個計算方式非常復雜,我們在這里就不列示出來了,有興趣的可以通過0871-63540976和云南垃圾熱解爐技術工程師聯系獲取更加詳盡的技術資料。我們直接來看圖:

來自昆明熱解爐生產廠家的技術資料:熱解溫度對熱解氣體能量份額的影響

丝瓜视频无限看圖中顯示的是熱解氣體產物熱含量占原始物料熱含量的份額隨熱解終溫的變化分布圖。氣體產物熱含量占原始物料熱含量的份額隨熱解溫度的升高而增大,但需要注意的是,這并不說明越高的熱解溫度越有利于氣體析出,因為熱解裂變爐內發生的是吸熱反應,高的熱解溫度意味著要消耗掉更多的熱能。最佳的熱解溫度需要綜合考量物料特性、加熱方式、熱解爐型等多個因素。

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