辽宁抚顺大尺度油页岩热解特性的研究

辽宁抚顺大尺度油页岩热解特性的研究

摘要：通过研究油页岩热解过程和性质，对比不同尺度下其热解性质的变化。

研究表明，油页岩热解可分为三个阶段：常温至300℃为第一阶段，300℃~550℃为第二阶段，550℃~700℃为第三阶段。其中第二阶段为热解主要阶段,该阶段可

分为三个小阶段：第1阶段在300℃~400℃，油母开始热解；第2阶段在

400℃~500℃，热解进行；第3阶段在500℃~550℃，矿物质发生脱水或分解。并且尺度的增大主要影响热解过程中第一、第二阶段，会导致其失重率以及失重速

率的降低，造成产生的油气减少甚至热解不完全现象。

关键词：油页岩；大尺度；热解特性；热重分析；尺度分析

引言

人类社会的发展依赖于能源的供给，而如今煤、石油等不可再生资源在人类的大量开采

和消耗下已显得难以为继。油页岩作为化石燃料，其储量折算为发热量仅此于煤，位居第二，对其燃烧热解是高效经济利用的途径之一[[[] 闫澈,姜秀民.中国油页岩的能源利用研究[J].中国

能源,2000,(9):22-26.]][[[] 于廷云,孙桂大,张连江,刘姝.抚顺油页岩灰分的检测与利用的可能性[J].抚顺石油学院学报，1994，33（1）：12-14.]]。因此，油页岩吸引了国内外大量研究者的目光。

油页岩是一种高灰分的腐泥煤，其干馏炼油工艺技术分为地上干馏技术和地下原位干馏

技术[[[] 孙纯国,陈丽.国内油页岩开采工艺模拟研究进展[J].化工设计通讯,2018,44(1):56.]]。地

上干馏技术由于需要将油页岩开采至地面再进行加工和炼制，具有生产成本高、干馏工艺技

术和设备不完善、环境污染大的缺点。而地下原位干馏技术则不需要将油页岩开采至地面，

直接在地下进行加热干馏[[[] 方朝合,郑德温,刘德勋,王义凤,薛华庆.油页岩原位开采技术发展

方向及趋势[J].能源技术与管理,2009,02:78-80.]]，然后再用相关装置将生成的页岩油和热解气

通至地面[[[] 刘德勋,王红岩,郑德温,方朝合,葛稚新.世界油页岩原位开采技术进展[J].天然气工业,2009,29(5):128-132.]]。因此不需要井工开采，且页岩渣可留在地下，具有节约成本的优点[[[] 陈家伟，陈家全. 油页岩干馏工艺技术进展[J]. 广州化工, 2016, 44(10): 38-41.]]。但同时由

于在地下无法对油页岩进行加工破碎，只能对块体较大的油页岩进行热解，因此本文采用辽

宁省抚顺市油页岩[[[] 韩放,李焕忠,李念源.抚顺油页岩开发利用条件分析[J].吉林大学学报（地球科学版）,2006,36(6):915-922.]]，通过对不同大尺度油页岩热解对其热重规律进行研究。

1.实验部分

1.1实验样品准备

油页岩：产自辽宁抚顺，用切割机将油页岩样品切割成10×10×10mm3，30×30×30mm3、50×50×50mm3、80×80×80mm3的立方体若干。

1.2实验仪器

油页岩热解装置：主要包括电阻丝加热炉、热重仪、页岩油冷凝装置等部分。电阻丝加

热炉尺寸：外壳尺寸长80cm，宽60cm，高100cm。内炉尺寸长50cm，宽30cm，高60cm。

气相色谱与质谱仪（GCMS-QP2010）、循环水式多用真空泵、旋转蒸发器、过程气体分

析仪。

1.3实验方法

首先分别对10×10×10mm3、30×30×30mm3、50×50×50mm3、80×80×80mm3的油页岩进

行称重，记录数据。用二氯甲烷和甲醇以3：1的比例配置溶液400m1，用于页岩油的收集。利用电阻丝加热炉在氮气氛围中分别对各个尺度的油页岩进行热解，采用10℃/min的升温速率进行加热，每损失0.1kg样品质量记录一次时间，直至质量恒定不变。在炉内温度到达100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃时收集气体。炉内温度到达700℃之后调整电流以保持温度恒定，每隔30min收集一次气体，共4次，之后再每隔60min收集一次

气体，共4次。

利用过程气体分析仪测收集气体的组分，同时根据油页岩热解失重规律进行分析。利用

中国城市垃圾典型组分热解特性及动力学研究

收稿日期:2007-11-16; 修订日期:2008-03-12 作者简介:张 楚(1984-),男,湖北荆州人,上海交通大学博士研究生1 专题综述 文章编号:1001-2060(2008)06-0561-06 中国城市垃圾典型组分热解特性及动力学研究 张 楚,于 娟,范 狄,章明川 (上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240) 摘 要:对城市生活垃圾中的8种典型组分进行了热重分析实验,提出热解指数来表征垃圾的热解特性,热解指数越高,垃圾越容易热解。结果表明,提高加热速率有助于增大热解指数;相同加热速率和粒度条件下,8种垃圾组分的热解能力依次为:废塑料、废纸张、废皮革、瓜皮类、化纤、落叶、植物类厨余和废橡胶,其中废塑料的热解指数远远大于其它7种组分。用积分法对热解实验数据进行处理,得出反应动力学参数及反应速率控制方程,从而得到相应工况和温度区间下的动力学模型。可以看出,垃圾组分不同,其反应机理可能不同,相对应的热解动力学模型也不同。关 键 词:垃圾;组分;热解;热重分析;动力学分析 中图分类号:TK6文献标识码:A 引 言 目前我国城市生活垃圾的年 产量达113亿t,往年累计堆存量达610亿t,占地约313万km 2。而实际垃圾处理能力远跟不上垃圾产生量的增长,全国有近2/3的城市形成了垃圾包围城市的严重局面。未能有效处理的垃圾在堆积、简易填埋等过程中产生了大量的酸碱有机物,并溶解出垃圾中的重金属,这不仅对大气、水、土壤和植物等人类赖以生存 的环境造成污染,而且还要侵占 大量的土地,这对于土地资源本来就十分贫乏的我国来说,是十分沉重的负担。 垃圾热解技术以其较高的能源利用率和较低的二次污染排放而被认为是垃圾焚烧技术的下一代垃圾热化学处理技术[1~3] 。热解法也称为裂解法,是把有机废弃物在无氧或贫氧条件下加热到600~900e ,用热能使化合物的化合键断裂,由大分子量的有机物转化成小分子量的可燃气体、液体燃料和焦炭的过程。这种技术与焚烧法相比温度较低,无明火燃烧过程,重金属等大都保持原状在残渣之中,可回收大量的热能,尤其是此种方式具有二口恶英产生的逆条件,较好地解决了垃圾焚烧技术的最大难题。 热重法是在程序控制温度下借助热天平获得物质的质量与温度关系的一种技术,通常在恒定的升温速率下进行,是研究化学动力学的重要手段之一,具有试样用量少、速度快,并具有能在温度测量范围内研究原料受热发生热反应的全过程等优点。热重法测定反应动力学的实验方法通常有等温法(也称静态法)和非等温法(也称动态法)[4]。在本文研究中,将采用非等温法对生活垃圾典型组分的热解特性及反应动力 学参数进行研究。 1 热重实验 本次研究选择了垃圾中的8种典型组分进行实验,分别为:废橡胶、废皮革、废塑料、废纸张、瓜皮类、化纤、植物类厨余和落叶,其中瓜皮类选用的是香蕉皮,植物类厨余选用的是莴苣叶,其工业分析值如表1所示。由于实验材料都属于软质材料,无法用机器破碎,因此全部采用手工切割制取。 表1 城市生活垃圾组分工业分析结果(%) 水分灰分挥发分固定碳 废橡胶015380281945213518117废皮革0177812018767151 10185 废塑料0100201138798139012196废纸张51435241666313261589瓜皮类671362187424160 51165 化纤 0145268116490177016115 植物类厨余941011103041821011413 落叶 910056154468175 15171 实验仪器为WRT 22P 型微量热天平,采用高纯N 2为载气,流量为160mL/min;加热速率为 10、20和30e /min;热解终温为600e 。试样重量一般控制在4~5mg 之间,粒度大小分别为015和110mm 。为了消除水分蒸 第23卷第6期2008年11月 热能动力工程 J OU RN AL OF E NGINEERIN G FOR T HERM AL EN ERG Y A ND PO WER Vol 123,No 16 Nov 1,2008

煤粉热解特性实验研究

第28卷第26期中国电机工程学报V ol.28 No.26 Sep.15, 2008 2008年9月15日 Proceedings of the CSEE ?2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 53 文章编号：0258-8013 (2008) 26-0053-06 中图分类号：TQ 530文献标识码：A 学科分类号：470?10 煤粉热解特性实验研究 魏砾宏1，李润东1，李爱民1，李延吉1，姜秀民2 (1．沈阳航空工业学院清洁能源与环境工程研究所，辽宁省沈阳市 110034； 2．上海交通大学机械与动力工程学院，上海市闵行区 200240) Thermogravimetric Analysis on the Pyrolysis Characteristics of Pulverized Coal WEI Li-hong1, LI Run-dong1, LI Ai-min1, LI Yan-ji1, JIANG Xiu-min2 (1. Institute of Clean energy and Environmental Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering, Shenyang 110034, Liaoning Province China; 2. School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Minhang District, Shanghai 200240, China) ABSTRACT: The pyrolysis characteristics of different particle size Hegang(HG) and Zhungaer(ZGE) coal were investigated by non-isothermal thermogravimetry in high purity argon. The results show that there are four stages (dehydration, holding, rapid weight-loss and slow weight-loss) during the non-isothermal weight loss process of different granularity coal powders, the differential thermo- gravimetry(DTG) curve has two weight loss peaks when temperatures lower than 1400℃. There was no differences in the weight-loss characteristics of various samples at the temperature below 400℃. For the pyrolysis characteristics of HG coal with rising heating-up rate , the initial release temperature decreases, the maximum weight loss rate and pyrolysis index D increase. Therefore the heating-up rate increase is favorable to improving pyrolysis characteristics of pulverized coal. In addition, comparison between similar particle size HG and ZGF coal at 10℃/min heating rate shows that the pyrolytic characteristics of HG coal with high ash and similar volatile is better than ZGE coal. KEY WORDS: pulverized coal; pyrolysis characteristics; particle size; thermogravimetric analysis 摘要：利用热天平，以高纯氩气为气氛气体，研究了细化鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性。实验结果表明，不同粒度的细化和超细煤粉的热失重过程可以分为4个阶段，在1400℃之前热失重微分曲线有2个失重峰。室温~400℃，各样品的失重特性无明显区别。400~980℃，粒度对煤粉失重速率间存在较好规律性。升温速率对鹤岗细煤粉热解特性的影响表现在，随着升温速率的提高，挥发分的初析温度降低；热 基金项目：国家高技术研究发展计划基金项目(2002AA527051)；辽宁省教育厅A类计划项目(2004D079)。 The National High Technology Research and Development of China (863 Programme)(2002AA527051)．解最大失重速率增大，达到最大失重速率的温度升高，煤粉的热解特性指数D值增大，即升温速率的增加有利于细煤粉的热解。此外，在10℃/min加热条件下，对比了平均粒径基本相同的鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性，发现挥发分含量接近，而灰分含量较高的鹤岗煤的热解特性明显优于准噶尔煤。 关键词：煤粉；热解特性；颗粒粒度；热分析 0 引言 煤的热解作为煤燃烧过程中的一个重要的初始过程，对煤粉着火有极大的影响，也影响到燃烧的稳定性及后期的燃尽问题。由于煤本身具有复杂性、多样性和不均一性，因此影响煤热解的因素繁多，如煤阶[1]、矿物成分和含量[2]、粒径[3-4]、升温速率[5]、温度[6-7]、停留时间[5]、压力[8-9]、煤的显微组分[10]、气氛[11]等。超细煤粉燃烧技术是目前一种重要的有效控制NO x排放的燃烧技术(在电站煤粉锅炉燃烧方面，将超细化煤粉定义为20μm以下的煤粉[12])，美国2000年清洁煤技术项目中将超细煤粉再燃作为降低燃煤NO x排放的主要技术之一。本文采用非等温热重分析方法，研究了粒度、升温速率和煤种对细化和超细化煤粉的热解特性的影响，由微分热重曲线计算热解反应动力学参数。 1 实验部分 1.1 样品的选取和制备 实验采用鹤岗(HG)，准噶尔(ZGE)煤，经过碾磨，不进行筛分制成细化和超细化煤粉，原煤的煤质分析数据见表1。

废旧塑料的热解-新

废旧塑料的热解 废塑料热解是将已清楚杂质的塑料置于无氧或者低氧的密封容器中加热，使其裂解为低分子化合物。其基本原理是将塑料制品中的高聚物进行彻底的大分子裂解，使其回到低分子量状态或单体态。按照大分子内键断裂位置的不同，可将热解分为解聚反应型、随机裂解型和中间型。解聚反应型塑料受热裂解时聚合物发生解离，生成单体，主要切断了单分子之间的化学键。这类塑料有α-甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等，它们几乎100％地裂解成单体。随机裂解型塑料受热时分子内化学键的断裂是随机的，产生一定数目的碳原子和氢原子结合的的分子化合物，这类塑料有聚乙烯、聚丙烯等。大多数塑料的裂解两者兼而有之，属于中间型，但在合适的温度、压力、催化剂条件下，能使其中某些特定数目链长的产物大大增加，从而获得有一定经济价值的产物，如汽油、柴油等。 裂解所要求的温度取决于塑料的种类及回收的目的产物，温度超过600℃，热解的主要产物是混合燃料气，如CH4、C2H4等轻烃。温度在400～600℃时，主要裂解产物为混合轻烃、石脑油、重油、煤油及蜡状固体，PE、PP的裂解产物主要是燃料气和燃料油，PS热解产物主要是苯乙烯单体。 热解反应主要表现为C-C键的断裂，同时伴有C-H键断裂，热效应为吸热过程。即外界必须提供大于C-C键能的能量，反应才能顺利进行。因此，早期的塑料热解方法均为简单的热裂解，即单纯通过加热，使废塑料发生裂解。但这种方法存在明显的缺陷，即能耗高、效率低、选择性不强。因此人们迅速开发出了催化裂解法，在热解阶段假如催化剂，不但可以降低反应所需的活化能、提高效率，而且可以提高产物的选择性，相对于高温热解有着明显的优势。由于催化剂的使用增加了成本，而且催化剂容易积炭失活，而且催化剂本身不易回收。之后人们又开发出了热裂解-催化改质工艺，使得催化热解工艺得到进一步的完善。综上所述，废塑料热解主要包括热裂解法、催化热裂解法、热裂解-催化改质法，其中又有不同的工艺形式，如图1-1所示。 一、废塑料热裂解的分类 1热裂解 热裂解法是最简单的塑料裂解方法，它通过提供热能，克服塑料聚合物裂解所需的活化能，并产生以下三种反应：（1）聚合物通过解聚生成单体；（2）聚合物分子链无规则断裂，产生低分子化

生物质与煤共热解特性研究

生物质与煤共热解特性研究 摘要：选取一种典型生物质样品（棉秆），并将生物质样品与煤分别以1:9、3:7、5:5的质量比混合。采用热重分析法，在相同升温速率下，对各样品进行热解实验，探讨了生物质与煤热解特性的差异以及它们共热解时生物质对煤热解过程的影响。研究表明，生物质与煤的热解特性差异很大：生物质热解温度低，热解速度快，而煤相对热解速度慢，热解温度高；在生物质与煤混合热解时，总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征；随混煤中生物质比例的增加，热解温度降低，热解速度变快。 关键词：热重分析生物质煤热解共热解 随着人们越来越关注化石能源的使用对生态环境的不利影响，生物质能源的利用份额逐年上升[1]。但是，由于生物质分布分散、能量密度低、收集运输和预处理费用高、热值低、水分大、转化利用需要外热源等缺点[2]，使得单独利用生物质燃料的设备容量较小、投资费用较高、系统独立性差和效率低。为了使生物质在较短期内实现大规模有效利用，并具有商业竞争力，生物质与煤混合燃烧和转化技术在现阶段是一种低成本、大规模利用生物质能源的可选方案。 1 生物质能的转化 生物质的利用转化方式主要有直接燃烧、热化学转化和生物转化[3]。热化学转化是指高温下将生物质转化为其它形式能量的转化技术，包括气化(在气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下对生物质进行部分氧化而转化成气体燃料的过程)、热解(在没有气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下，单纯利用热使生物质中的有机物质等发生热分解从而脱除挥发性物质，常温下为液态或气态，并形成固态的半焦或焦炭的过程)和直接液化(在高温高压和催化剂作用下从生物质中提取液化石油等)；生物转化法是指生物质在微生物的发酵作用下产生沼气、酒精等能源产品。 固体生物质的热解及其进一步转化是开发利用生物质能的有效途径之一。在生物质热化学转化过程中，热解是一个重要的环节。生物质形态各异，组成多为木质素、纤维素等难降解有机物，与矿物燃料不同，因此生物质热解过程是一个复杂的过程，影响生物质热解的运行参数有终端温度、加热速率、压力和滞留时间等[4]。生物质的组成、结构等对热解也都有影响。研究生物质与煤共同作为燃料所具有的特性可为更广泛的利用生物质能提供参考依据。 2 试验 2.1 试验仪器及性能指标 采用美国Perkin-Elmer公司生产的热重－差热联用仪（TG/DTA），其性能指标如下：

(完整版)花生壳生物质热解特性研究毕业设计

毕业论文 学院：材料科学与工程学院 专业年级：08级高分子二班 题目：花生壳生物质热解特征研究 指导教师：杨素文博士 评阅教师： 2012年5月

摘要 生物质能是重要的可再生资源之一，而热解是未来最有前景的生物质利用方式之一。通过对生物质的热解动力学研究，可以获得热解反应动力学参数，对于判断热解反应机理和影响因素以及优化反应条件具有重要意义。利用热分析仪，在氮气气氛下，采用不同升温速率对花生壳热解行为进行了研究。通过热重分析实验了解生物质受热过程中的基本变化规律及其影响因素，结果表明，随升温速率的增大，达到最高热解速率时所对应的温度也越高，且升温速率越高热解越快，达到相同热解程度所需的时间越短。通过热重曲线研究花生壳的热解动力学，求出动力学参数。 关键词：生物质, 热解、热重分析，动力学 ABSTRACT Biomass energy is one of most important renewable energies. Paralysis is one of most promising methods of biomass utilization in the future. Study on biomass paralysis kinetics which can obtain paralysis kinetic parameters is of great important significance toward judging paralysis mechanism and influence factors and optimizing reaction

固体废物的热解

第七学习单元 第七学习单元（8课时）：固体废物的热解 7.1 固体废物热解原理 7.2 固体废物热解方式 7.3 影响热解的主要因素 7.4 几种固体废物的热解工艺流程 本学习单元的重点和难点： 固体废物的热解原理 固体废物热解的主要影响因素 7.1固体废物热解原理 7.1.1导言 1、为什么要学习本单元？ 让大家了解热解的概念、原理、过程及产物、热解工艺、热解方式、热解的主要因素、典型固体废物的热解工艺流程的相关知识。 2、本单元学习内容 热解的概念、原理、过程及产物、热解工艺、热解方式、热解的主要因素（反应温度、反应湿度、加热速率、反应时间、废物组成）、典型固体废物（如：塑料、橡胶、城市垃圾、污泥）热解的产物及工艺流程。

3、学习目标 掌握固体废物热解概念、原理、热解过程与工艺；了解固体废物的热解方式；掌握影响热解的主要因素；了解典型固体废物的热解技术；掌握焚烧与热解技术的异同点。 7.1.2 热解的概念 热解是一种古老的工业化生产技术，该技术最早应用于煤的干馏，所得到的焦炭产品主要作为冶炼钢铁的燃料。在工业上称之为干馏。 热解(pyrolysis)：固体废物热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。热解法与焚烧法相比是完全不同的二个过程，焚烧是放热的，热解是吸热的，焚烧的产物主要是二氧化碳和水，而热解的产物主要是可燃的低分子化合物：气态的有氢、甲烷、一氧化碳，液态的有甲醇，丙酮、醋酸，乙醛等有机物及焦油，溶剂油等，固态的主要是焦炭或碳黑。焚烧产生的热能量大的可用于发电，量小的只可供加热水或产生蒸汽，就近利用。而热解产物是燃料油及燃料气，便于贮藏及远距离输送。 7.1.3热解的原理 热解原理应用于工业生产已有很长的历史，木材和煤的干馏、重油裂解生产各种燃料油等早已为人们所知。但将热解原理应用到固体废物制造燃料，还是近几十年的事。国外利用热解法处理固体废物已达到工业规模，虽然还存在一些问题，但实践表明这

废塑料热解制油设备

塑料制品充满市场，占据了我们生活乃至生产的各个领域，给我们带来方便，带来各种好处。然而放心塑料真让人头痛。它扔在水里化不掉，埋在土里沤不烂。天长日久，废塑料积累多了，成为一大公害。人们形象地称之为白色污染。 废旧塑料热解制油设备价格 废旧塑料热解制油设备多少钱一台呢，主要看客户用的材质，和机器的大小，郑州卓功机械的生产的大中小，高、低温热解炭化机，废旧塑料热解制油设备通过可燃气管道连接的炉体和可燃气处理部分组成，前者包括上层裂解室、中层半裂解半煅烧室、下层煅烧室及底层燃烧器等部件，后者则包括环保无烟气化炉、烟尘处理器、可燃气净化器、可燃气冷凝器及引风机等部件。环保无烟炭化炉主要针对环保无烟的处理彻底且速度快；设备的制炭效果好。 废旧塑料热解制油设备是一种新型高效节能环保型制炭设备，该设备适用于环保无烟、环保无烟、环保无烟、环保无烟、垃圾等细小粉末状的炭化，不易用于炭化较大的材料，运用先进的炭化技术，是整个流程不产生有害气体，不污染环境。 废旧塑料热解制油设备工作原理是将物料先经过气化炉燃烧，产生烟气，经过烟气净化系统顾虑出木焦油烟等气杂质后，将烟气传输进炭化机进行燃烧，达到一定温度时，炭化机添加需要炭化的物料，经过管道的传输，使物料在炭化机内燃烧，有机物燃烧需要满足三点：热量、氧气和有机物，因为炭化机内几乎是密闭空间，满足不了氧气的

需求，使物料在炭化机内部800度高温下，经过对炭化机内部输送装置快慢的调整不会燃烧成灰，只会燃烧成炭。在炭化机内燃烧的物料所产生的烟气经过烟气净化的处理后，重新回到炭化机内进行燃烧，使机器的热能连续运转，达到无烟、环保、连续的效果。最后炭经过冷却机的输送，进行降温，使炭出来时温度只有50-80度，炭在出来后进行输送的过程中，因为炭充分接触空气，如果物料密度大，比较厚，虽然表面无明火，在物料内芯可能会有火星，也有可能会自燃。需要加装雾状喷淋设备，对出来的炭进行二次降温，达到完全杜绝火源。 连续废旧塑料热解制油设备优点 1.此设备采用了智能控制系统节约了劳动力，迈向了高效/ 自动化/智能化发展 2突破传统碳化设备不能连续碳化的难题智能连续上料|碳化|连续出碳新工艺 3实现了碳/气/油/肥联产的生产工艺，解决了传统高能耗/污染大/效率低缺陷 4碳化过程中可自动收集焦油/木醋液及可燃气体等，实现再生能源高效利用 5环保：不砍伐树木，利用有机质废料生产，变废为宝。而生产普通木炭要砍伐树木，破坏生态环境。 6清洁卫生：易燃、无烟、无炭头、燃烧无火花、燃烧期间残灰自然落下不飘起来、灰份3%或6%左右燃烧后残灰

医疗废物典型组分的热解特性研究

硕士学位论文 论文题目 医疗废物典型组分的热解特性研究 作者姓名苏鹏宇 指导教师岑可法教授 马增益副教授 学科(专业) 工程热物理 所在学院机械与能源工程学院 提交日期 2005年1月

Study on Pyrolysis Characteristics of Typical Components in Medical Waste Candidate: Su Pengyu Supervisor: Professor Cen Kefa Associate Professor Ma Zengyi Thermal Physics Engineering Clean Energy and Environmental Engineering Key Laboratory of Ministry of Education Institute of Thermal Power Engineering Zhejiang University, Hangzhou, China Jan.2005

学号 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解浙江大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：电话： 通讯地址：邮编：

废塑料处理新思路 裂解油化技术

废塑料处理新思路裂解油化技术 2013年11月20日中国行业研究网https://www.wendangku.net/doc/6f16139759.html, 裂解油化技术便是处理废塑料的手段之一，在我国，废塑料油化技术上世纪90年代就开始了，普经一度仅江苏省兴化市大小塑料炼油厂就有十几家，但大多是作坊形式，但我国之前的废塑料油化技术工艺系统化差，设备简陋，技术水平低，没有规模化，缺少高值回收技术和产品高值化，以塑料边角料和经过人工挑选的废塑料为原料。目前，随着裂解油化新技术的出现，在市场上饱受追捧。 日本是热解油化工艺开发最多的国家，如川崎重工、三菱重工等大公司和许多小公司都在开发热解油化技术并已产业化。美国的全球资源公司Envion公司、加拿大JBI公司、英国的SITA 公司、意大利的FISSOREAGENCY公司等都已实现热裂解油化技术的商业化。 设备为釜式燃煤或燃油的反应器，在运行过程中遇到的最大问题是釜底清渣和管道中结胶，不能连续生产。在生产过程中经常出现胶质物质堵塞管道，釜压会迅速升高，存在安全隐患，所以只能熄火降温，清渣后再生产。这样既不能连续生产又浪费大量能源，工人的劳动强度非常大，生产成本很高，产量又小，很难产业化。 为此，“十一五”国家科技技术支撑技术中专门列入“城乡生活垃圾中废塑料高效稳定裂解技术的研究”。经过三年多的努力，

上海同济大学与北京裂源环保技术设备有限公司、上海纤和环保科技有限公司、中国石油大学联合攻关，已取得重大进展。 裂解炉为三段式复合动静态硫化热床，内部通过机械手和气流导向相结合，不断搅动并推动塑料流动，进行全混悬浮式均匀加热，同时加入催化剂，使塑料在特定温度压力条件下充分催化裂解转化成碳、焦油和可燃气。生产装置可连续进料、出料，稳定连续生产。工艺流程图所示，可燃气产率约15-20%（wt%），在线燃气可做为裂解装置的燃料循环使用，不需要消耗外部燃油，整个工艺属于能源净产出过程。 燃油产品产出率达到65%以上（按塑料量计）燃油产品指标优于CST180.炉底焦渣可制成炭黑和活性炭出售。 该装置的生产能力：可以处理废塑料含量在30%以上的生活垃圾100吨/天，年处理量达3万吨以上。整个系统废塑料裂解的油、气、碳产品转化率不低于废塑料自身质量的99%. 该技术运行费用不超过100元人民币/吨，生活垃圾环保成本费用200元人民币/吨，所生产的裂解油平均售价3000元人民币/吨以上。很显然该废旧塑料高效稳定裂解高值化技术具有明显的社会效益和经济效益。

废塑料热解机理及低温热解研究_李向辉

再 生资源与循环经济 而且可以将废塑料还原成燃料和化学品，从而有效地回收废物资源。但是废塑料热解反应通常需要很高的温度，使得热解法回收废塑料过程变得复杂。分析比较了热解回收废塑料相对于其他方法的优势，并系统地阐述了塑料热降解的机理。 在综合国内外研究的基础上提出两种低温热解废塑料的方法：加催化热解和共热解。并利用塑料降解的自由基理论，分析了催化热解和共热解法降低塑料降解温度的机理。 关键词：废塑料；热解机理；催化热解；共热解中图分类号：X783.2 文献标志码：A 文章编号：1674-0912（2011）06-0037-05 作者简介：李向辉（1979-），男，河南洛阳人，工程师，学士，研究方向：废水治理与固废资源化。 塑料因具有许多优越的品质（如轻质、廉价、不生锈、耐腐蚀、可重复利用等）而在世界范围内得到了广泛应用。调查表明，1950年以来，塑料消耗量几乎以每年10%的速度在递增。随着我国经济的快速发展，塑料的人均消费量大幅度增长。目前我国已经成为世界第一大塑料消费国，塑料消费总量超过6000万t ，约占世界消费总量的1/4。世界各地的塑料平均消费量比较见图1。 塑料的日益广泛应用给人们生活带来极大方便的同时，也造成了大量的白色污染。塑料垃圾质轻且体积庞大，被丢弃后不易分解，造成土地板结，妨碍作物呼吸和吸收养分；在紫外线作用和燃烧时，排放出CO 、氯乙烯单体、HCl 、甲烷、NOx 、SO 2、烃类、芳烃、碱性及含油污泥、粉尘等污染水体和空气，含氯塑料焚烧释放二 恶英等有害物质[1]。 废塑料的处理显得越来越迫切和必要。回收利用是解决废塑料问题的最根本途径，其中利用化学热解法可以将废塑料转化为燃料和化学品。热解是指在无氧或缺氧的条件下进行的不可逆热化学反应,有机固体废弃物的热解最终可生成可燃气、热解焦油和焦炭。研究表明，废塑料通过加热裂解作用可以生成大量的高热值的液化油产物及气体产物[2]。由于塑料的耐热性能，塑料热解通常需要很高的温度（400℃）。有时为了获得高产量的化学原料，热解温度将高达700~900℃[3]。目前，国内外有关塑料热解的研究有很多，而有关低温热解法回收废塑料却鲜有报道。塑料热解过程大多在高温条件下进行，苛刻的反应条件是这项技术不能广泛应用的一个重要原因，因此探究低温条件下热解回收废塑料的方法及其机理具有十分重要的意义。文中系统地分析了塑料热降解过程中的反应机理，并在此基础上研究了低温热解废塑料的方法及其机理，旨在为低温条件下热解回收废塑料提供理论依据。 1目前我国常用的塑料处理方法比较 废塑料处理的主要方法包括填埋法、机械回收和热化学回收法。其中热化学回收又分为回收热能和回收燃料物质。目前我国常用的塑料处理方法如图2所示。 世界亚洲非洲西欧东欧美国日本中国印度 1980年 2000年 2010年 160140120100806040200 塑料的平均消费量k g /a 图1世界各地的塑料平均消费量比较

生物质组分热解气化特性研究现状

生物质组分热解气化特性研究现状 摘要：为了提升生物质气化气热值，减少焦油产率，越来越多的研究者开始试图从生物质组分的角度对热解气化 特性进行探索.概述了碱金属、温度、压力、升温速率在热解气化过程中对生物质组分造成的影响，以及纤维素、半纤维素、木质素、萃取物和组分间相互作用对生物质热解气化过程造成的影响.提出了在二组分相互作用研究的基础上，应继续开展三组分相互作用的实验研究，以及生物质模化物和生物质原料化学结构差异对生物质原料热解气化特性的影响.此外，提出了采用单变量对照实验方法研究单变量的作用大小. 关键词：三组分；萃取物；相互作用 中图分类号：TK 6 文献标志码： A Abstract：In order to improve the heating value of the gaseous product and decrease the yield of tar from the pyrolysis and gasification of biomass，the pyrolysis and gasification characteristics of biomass components are investigated widely.The effects of the alkali，temperature，pressure，and heating rate on the pyrolysis and gasification are summarized.The effects of cellulose，hemicellulose，lignin and

the interactions between them on the gasification and pyrolysis are also discussed.Besides those，the effects of the interactions among three components，the difference among the biomass model compounds，and the chemical structure of the biomass on the gasification characteristics require some further investigations on the foundation of the two components experiments.At last，the single variable controlled experiments are proposed to study the effect of the single factor. Key words：three component；extract；interaction 生物质气化和热解是将生物质能源转换为高品位气体 燃料时使用的一种有效利用生物质能源的方式之一[1].但其 也存在着诸多问题，以生物质气化为例，主要有气化气低热值以及焦油等问题.气化气热值过低导致气化气成本上升，阻碍了气化技术的推广.提高热值的传统方法包括提高气化温 度和当量比（ER）、加入催化剂、改变物料特性[2].焦油对气化过程以及相关的设备和实验人员造成很大危害.去除焦油 的传统方法包括催化裂解、烘培、低温慢速热解处理等.催化裂解主要是在气化过程中加入镍基催化剂、白云石等，催化剂抑制焦油生成或使已生成的焦油再分解[3].此外，提高温度、改变ER也可促进焦油的分解. 近年来越来越多的研究者试图从生物质原料角度找出 提高气化气热值和去除焦油的方法，主要是从纤维素、半纤

废轮胎废塑料热裂解介绍

关于废轮胎废塑料热裂解处理的介绍资料 随着人类社会的发展和人民生活水平的提高,汽车工业得到迅速发展,废轮胎量亦随之大量增加。2004年,国内废轮胎已超过 1.12 亿条, 约320(万吨,预计到,2015年将达到2.15亿条,约,643万吨。 据中国轮胎循环利用协会会长朱军介绍，2015年全国废旧轮胎产生量在3.3亿条左右，重量达1200万吨。事实上，废旧轮胎“一身是宝”，可以生产出再生橡胶、橡胶沥青、防水材料等产品，在高温下，还可以分离提取燃气、油、炭黑、钢铁或直接热能利用，产业潜力很大。 目前来看，国内轮胎循环利用行业起步较晚，规模小且分散，行业发展水平低。四川每年产生废轮胎约50万吨，大部分通过中小型回收企业处理加工，新的应用技术难以得到推广应用。“好消息是，最近四川已有两个轮胎循环利用产业园启动建设，有助于形成产业链规模效应。”朱军说。7月以来，绵阳市盐亭县和广安市先后签下轮胎循环利用产业园项目，投资额均在10亿元以上，建成后每年可处理35万吨的废旧轮胎。 废轮胎属于高分子聚合物材料,自然条件下很难降解, 长期弃于地表或埋于地下都不会腐烂变质。传统的废轮胎处理方法主要包括。就地堆放、填埋和简单焚烧。废轮胎就地堆放不但占用土地和空间资源,易引起火灾,而且危害人的健康,人们将其形象称之为“黑色污染”。 填埋需要大量的土地资源, 且难以自然分解。简单焚烧虽可有效减少废轮胎的数量和体积, 但其在燃烧过程中所产生的有毒气体会严重污染大气环境, 危害人畜的健康。为此,如何解决废轮胎所引起的一系列社会环境问题, 已成为亟待解决的重要问题。 目前废轮胎处理的方法主要包括：整体利用、再生利用和热利用。整体利用通常包括旧轮胎翻新利用和废旧轮胎改制利用。再生利用通常包括用废轮胎制胶粉和再生胶。热利用主要包括废轮胎的焚烧和热解。 日前，工信部公布了《废旧轮胎综合利用指导意见》。该意见的相关内容显示，到2015年，我国巨型工程轮胎翻新率要进步到30%，载重轮胎翻新率要进步到25%，轿车轮胎翻新实现零的突破；再生橡胶(39130,-730.00,-1.83%)年产量

几种常见塑料热解研究

几种常见塑料热解研究 摘要本文利用热分析法(DSC)和直接加热法对常见塑料进行了 热分析研究，对含碳氢、氮、氧、卤素等不同元素塑料的热分解行为进行分析，发现含阻燃元素( 如含氮、卤元素)的塑料分解温度较高，而含碳氢、碳氢氧的塑料分解温度低且容易燃烧。塑料随初始环境温度的升高，分解速度加快，但不同塑料的变化情况不同。 关键词 DSC 热分解塑料 1 前言 塑料是以合成树脂为基本成分，在一定条件(温度、压力)下可以流动成型，成型后能保持其形状的材料。随着高分子学科的创立，石油化工工业的飞速发展，成型加工技术的开拓，使得以高分子材料为基础的塑料跻身于金属、纤维和硅酸盐的三大传统材料之列，被称为重要的新型材料之一。塑料的原材料丰富，制造容易，性能优异，成本低廉，适应性强，从最初作为部分金属、木材、皮革及无机材料的代用品，发展到从国防建设到日常生活与国民经济密切相关的各个新领域。在建筑内部装修以及人们日常生活中应用都十分广泛，需求量也越来越大。但塑料又具有可燃性，且在燃烧过程中具有热量大、温度高、燃烧快以及释放出大量有毒气体的特点，这就给火灾扑救、人员逃生带来许多问题。因此，研究塑料在高温下的热分解特性，对

进一步了解其使用的消防安全性是很重要的。 2 实验部分 2 1 原材料 聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚甲醛、聚胺脂泡沫、有机玻璃、聚氯乙烯 规格：20目左右(空气中热裂解测试)，100目(DSC分析) 2 2 实验仪器 差式扫描量热仪：在空气气氛中用瑞士Mattle TA4000系统、DSC25、升温速率10.0℃/min ，标准铝坩埚，以α-Al2O3为参比物，DSC曲线由GraphWare TA72软件处理进行测定。 可控温马伏炉、电子天平。 2 3 测试方法 23 1 热现象的测试方法 参照GB/T 13464-92《物质热稳定性的热分析方法》。 23 2 空气中热裂解测试方法 将各种塑料置于规定温度的马伏炉中，间隔一定时间取出，冷却称量，计算失重率。 2 4 实验方法 24 1 DSC分析 (1)将各种塑料加工成碎屑，使之通过100目筛，然后置于干燥皿中待用

熔融热解工艺在钢铁行业固废处理上的应用

echnology 技 术 44 T 熔融热解工艺在钢铁行业固废处理上的应用 Application of melt pyrolysis process in solid waste treatment in steel industry 钢铁企业生产过程中产生大量固体废弃物（以下简称固废），一般情况下，每生产1吨钢要产生高炉水渣、钢渣、含铁尘泥等各类固废约650kg，根据生产工艺及产品的不同，还同时产生电炉灰、含油污泥、废石棉等危险废物。钢铁生产中的固废处理一直是钢铁行业企业关注的重点问题。随着环保要求的提高，传统的粗放处理模式将逐渐被取缔，委托外部企业处理不仅需要支付一定的处理费用，同时多数外部企业的处理产线水平低，环保不达标，往往形成二次污染。 钢铁企业固废一般富含金属、含碳等生产过程中必须的元素，随着技术进步，将钢铁企业固废中的不同资源进行回收利用，不仅能够节约资源、降低排放，而且能够带来较好的经济效益。 一、钢铁行业企业固废利用的现状 1.炉渣利用 钢铁生产过程中产生的高炉渣、钢渣等主要用于生产矿渣微粉、水泥熟料、混凝土添加剂和砖块等，其主要资源化利用新技术有高炉渣生产微晶玻璃、热态高炉渣制备矿渣棉、高炉渣生产硅肥以及高炉渣修复海洋生态环境等，高炉渣综合利用率在95%以上。钢渣主要用于筑路、工程回填料、厂内循环利用及用于水泥或建材，钢渣综合利用率约为30%。 2.尘泥利用 钢铁企业含铁尘泥发生量约为100~130kg， 主要在钢铁厂内部返生产利用。尘泥产生的工序不同，主要包括 原料粉尘、烧结粉尘、瓦斯灰、转炉尘泥、电炉粉尘和轧钢氧化铁皮等，根据不同工序段产生尘泥的成分及性质，返回不同工序利用，主要包括以下３类：1）尘泥压块返炼钢。尘泥压块返炼钢， 直接回收利用尘泥中的铁、CaO 资源，此部分约占尘泥发生总质量的30%，要求尘泥中含铁、CaO 较高，含硫较低，主要包括高炉炉前除尘灰、氧化铁皮和热轧污泥等。2)均质化返烧结配料。均质化返烧结配料，利用尘泥中的铁、碳、CaO 等资源，约占尘泥发生总质量的40%，要求尘泥中锌含量较低， 主要包括低锌的高炉瓦斯灰、烧结除尘灰、原料除尘灰和转炉尘泥等。3)含锌粉尘资源化利用。随着钢铁生产过程废钢比的提高，钢铁粉尘中的锌含量逐渐升高，锌在高炉冶炼过程中会在高炉炉内或高炉-烧结之间循环富集，影响高炉顺行和高炉寿命。 目前，高炉对入炉锌负荷进行了严格的控制，为了降低高炉入炉锌负荷，部分高锌粉尘进行单独处理，回收其中的铁和锌，主要包括电炉粉尘、锌含量高的转炉粉尘及高炉瓦斯灰(泥），约占尘泥发生总质量的30%。部分企业由于没有单独的高锌粉尘处理设施，此部分粉尘也返回烧结系统。高锌粉尘处理目前采用最多的为转底炉工艺，将含铁尘泥、黏结剂以及焦粉或混匀后进行压球或造球，烘干得到冷态球团，通过布料装置加入至炉内，转底炉采用煤气加热，炉内温度为1300℃，加热过程中铁氧化物被逐步还原成直接还原铁，锌氧化物还原成锌蒸气随烟气带走，在后续烟气降温过程中被氧化收集，形成氧化锌产品。转底炉还原时间约为30min，产品金属化率为70%，TFe 文/陈 明

固体废弃物处理与处置工艺介绍

固体废弃物处理与处置工艺介绍

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固体废弃物处理与处置工艺介绍

目录 一、固体废弃物的相关介绍...................................... 错误!未定义书签。 1．１、固体废弃物的来源 ................................ 错误!未定义书签。 １.2、固体废弃物的危害?错误!未定义书签。 1．３、固体废物污染控制策略 ............................ 错误!未定义书签。 二、固体废弃物处理与处置工艺介绍.............................. 错误!未定义书签。 2.1、预处理?错误!未定义书签。 ２.１.1、压实.................................... 错误!未定义书签。 2．1.2、破碎?错误!未定义书签。 2.1.3、分选...................................... 错误!未定义书签。 12 ２.２、物化处理? 12 2．２.1、溶剂浸出? 2.2.2、固体废物稳定化/固化处理?错误!未定义书签。 2.3、生物处理 .......................................... 错误!未定义书签。 2.3.1、好氧堆肥?错误!未定义书签。 15 2.3.2、厌氧消化? 2.3.3、微生物浸出（生物冶金技术） (17) 2.3.4、其它生物技术—蚯蚓床技术.................. 错误!未定义书签。 2.4、固体废物的最终处置?错误!未定义书签。 2.4.１、海洋处置................................. 错误!未定义书签。 2.4.2、陆地处置?错误!未定义书签。 2.4.2.1、土地填埋......................... 错误!未定义书签。 2.4.2.2、安全土地填埋..................... 错误!未定义书签。 2.5、污泥处置?错误!未定义书签。 ２.5.1、浓缩?错误!未定义书签。 2.5.2、污泥稳定?错误!未定义书签。 2.5．3、脱水 ........................................... 错误!未定义书签。 2.5．４、干燥与焚烧 .................................... 错误!未定义书签。 2.5.５、资源化利用与处置 ............................... 错误!未定义书签。