8.固体废物热解及热选技术
8.1概述
8.2热解原理
8.3热解动力学模型
8.4热解技术工程应用实例
8.5城市生活垃圾热解产物加工
8.6热选技术应用实例
8.7热解及热选气态产物的能源化利用系统
本章重点和难点
重点：热解的基本原理与特点、热解动力学模型、热解炉的炉型和特点、热解工艺流程；热选的原理、特点、工艺流程；热解及热选气态产物的能源化利用系统；热解技术和热选技术的发展趋势。
难点：热解的基本原理、热解动力学模型、热解炉的炉型和特点、热解工艺流程；热选的原理、特点、工艺流程；热解及热选气态产物的能源化利用系统。
8.1概述
热解是把含有有机可燃物的物料在无氧条件下加热，有机可燃物的化学键发生断裂，产生小分子量的气体、液体和固态残渣的过程。
热解过程中过量空气系数等于零。
图8.1固体废物不同的高温处理方法
热解与焚烧相比优点为：可把固体废物中的有机物转化为燃料、碳黑等含能物质，便于储存和远距离输送；因在无氧条件下进行，烟气量少，净化容易；
NOx产生也少；固体废物中的硫、重金属成分等有害成分绝大部分固定在碳黑中，可使三价铬Cr3+不转化为有毒的六价铬Cr6+，减少有毒有害物质的排放。
热解技术被认为使一种有前途的固体废物高温处理技术。
8.2热解原理
在热解过程中，随着热解物料温度的升高，依次经历干燥阶段、干馏阶段和气体生成阶段。
从常温到200℃为干燥阶段，水分蒸发析出，每1kg水分蒸发所需的热量为热解压力对应的汽化潜热。在温度200℃~500℃之间为干馏阶段，大分子量的有机物裂解为小分量的气体、液体和固态含碳化合物。当温度为500℃~1200℃为气体生成阶段，干馏产生的液态和固态有机化合物裂解成气体如H2、CO、CO2和CH4。
气体生成阶段的反应主要包括：
CnHm→xCH4＋yH2＋zC(8.1)
CH4＋H2O→CO＋3H2(8.2)
C＋H2O→CO＋H2(8.3)
C＋CO2→2CO(8.4)
在公式（8.1）～（8.4）中，m，n，x，y，z分别为系数。
8.2.1固体废物的热解
（1）裂解反应
含有有机物的固体废物→气体+有机液体+固体（8.5）
C2H6→C2H4＋H2（8.6）
C2H4→CH4＋C（8.7）CH4→C＋H2（8.8）
（8.9）
（2）脱氢反应
（8.10）
（8.11）
（3）加氢反应
（8.12）
（8.13）
（8.14）
（4）缩合反应
（5）桥键分解反应
（8.15）
（8.16）