一文读懂究竟什么是“热裂解技术”?

发布时间:2021-04-22浏览人次:46

热裂解技术的概念

热裂解(pyrolysis)是指利用固体废物中有机物的热不稳定性,在缺氧、高温的条件下,通过分解与缩合的共同作用,使得大分子有机物转化为相对分子质量较小的气态、液态、固态组分的过程。其实质是加热有机大分子,使之裂解成小分子析出,是由一系列化学和物理转化构成的非常复杂的反应过程。目前,国内外热脱附技术、热解析技术、热相分离等有机废弃物处置技术与热裂解技术为相同原理及概念。


热裂解技术的基本原理

废轮胎裂解为例:

废轮胎裂解是在无氧或缺氧的环境中,废轮胎中的大分子橡胶组分受热转化成分子量较小的热解油、少量热解气的过程,橡胶组分裂解完成后,原添加在轮胎中的炭黑和钢丝成为裂解的固体产物。

其中:裂解所得常温下不凝的气体为热解气,主要以甲烷为主,还含有少量C2-C4 的烃类物质和氢气,其成分类似天然气;裂解所得有机液体为热解油,是一种包含汽油馏分、柴油馏分和重油的混合再生油,一般作为炼油厂的原料油,用于提取汽柴油组分的基础油,或直接作为燃料油使用;裂解所得固体为炭黑和钢丝,炭黑的几项主要指标达到或超过工业炭黑 N660 和 N772 标准,可用于斜胶轮胎中的内层帘布胶层、内衬胶层等配方中,此外,还可以广泛用于电缆、胶带、密封件等橡胶制品中;钢丝可以作为喷砂钢丸等使用。


热裂解技术的发展历程

热裂解技术是一种具有较长历史的工业化生产技术,大量应用于木材、煤炭、重油、油母页岩等燃料的加工处理。例如木材通过热解干馏可得到木炭;以焦煤为主要成分的煤通过热解碳化可得到焦炭;气煤、半焦通过热解气化可得到煤气;重油也可进行热解气化处理;油母页岩的低温热解干馏则可得到液体燃料产品。20 世纪 70 年代起,热裂解技术在国外固废处理领域开始得到实际应用。固体废物经过热解处理除可得到便于贮存和运输的燃料及化学产品外,在高温条件下所得到的碳渣还会与物料中某些无机物与金属成分构成硬而脆的惰性固体产物,使其后续的填埋处理作业可以更为安全和便利地进行。实践证明,热裂解处理是一种有发展前景的固体废物处理方法,其工艺适宜于包括城市垃圾、污泥、废塑料、废树脂、废橡胶等具有一定能量的有机固体废物采用。

废塑料及污油泥


废油漆桶及工业废盐


各国对热裂解技术的开发主要集中在两个方面:一个是以回收贮存性能源(燃料气、燃料油和炭黑)为目的,以美国为代表;另一个是减少焚烧造成的二次污染和需要填埋处置的废物量,以无公害型处理系统的开发为目的,以日本为代表。


热裂解技术在国内的发展

随着我国经济生活的不断改善,城市垃圾中的有机物含量越来越多,其中废塑料、废轮胎等高热值废物的增加尤为明显。城市垃圾中的废塑料、废橡胶成分不仅会在焚烧过程中产生炉膛局部过热,从而造成炉排及耐火衬里的烧损,同时也是二噁英的主要发生源。由于各国对焚烧过程中排放限制的严格化,废弃物的焚烧处理越来越成为关注的焦点问题,在此背景下,废弃物的热裂解处理技术已成为我国研究开发的热点。我国对热解技术的研究始于 20 世纪 80 年代。随着《固体废物污染环境防治法》的颁布实施,国内热裂解技术在固体废物处理和处置领域的研究也快速发展起来。


热裂解技术在固废、危废处理领域的应用日趋成熟

相对于再生橡胶、橡胶粉等其他有机废弃物的传统处理方法,工业连续化裂解处理工艺是近年来逐渐开始规模化投入应用的新兴技术,其可以在安全、环保的前提下,实现对有机废弃物的资源化、无害化、减量化处理。

废轮胎 技术参数


市场需求较大,应用领域不断拓展

对有机废弃物进行裂解处理系在无害化/减量化处理的前提下,对相关固废、危废进行资源化利用,该过程集环保处理与再生资源利用为一体,可同时实现较好的经济效益和社会效益。随着世界各国对环境保护的日益重视,环保处理的广度和深度都会得到显著提升,并进而带动环保装备制造业的快速发展。


顶立科技结合多年深耕热工装备领域累积的经验,研制的有机固废裂解装备广泛应用于废漆包线、废线路板、废锂电池、废轮胎、废包装物、含油污泥等有机固废领域。为环保领域企业及科研单位提供有机固废无害化、减量化、资源化处理的成套装备及整体解决方案。                

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