热解法经过近十年的研究建设，法国第一个热解垃圾处理场可望于年内在厄尔－罗亚尔省投入使用。法国专家称，这一新型垃圾处理场的建成使用将大大改善法国特殊垃圾的处理质量，减少垃圾处理对大气造成的污染。

基本介绍

• 中文名 ：热解法
• 外文名 ：Pyrolysis method
• 温度 ：450到750℃
• 主要 ：灰粉、矿物质
• 数量 ：二百多家大型垃圾处理场
• 原料 ：水，乙醇

简介,分类,喷雾热解法,常温法,乾式法,热分解法,实例,技术指标,效益分析,

简介

据介绍，热解垃圾处理场将主要负责废旧轮胎、塑胶、油漆涂料等特殊垃圾的处理。其处理过程是将这些垃圾放置在一个完全密封的炉膛内，并将炉内温度加热至450到750℃。在高温及缺氧情况下，这些垃圾中的有机物将分解成固体垃圾和热气两部分。固体垃圾主要是灰粉、矿物质及碳化物。经过冷却清洗，固体垃圾中的各种金属将被分离出来，由此产生的焦炭也可被重复利用。至于热气，其中可凝结部分将被转化为油脂，而剩余热气则将被用于对炉壁进行加热。 热解法 法国大约有二百多家大型垃圾处理场，其中绝大多数使用的是高温焚化炉。使用焚化炉处理垃圾通常要将炉内温度加热至850℃，比热解炉需要的温度高，而且在焚化过程中容易产生许多有害物质，特别是剧毒致癌污染物二恶英。法国有关部门的统计显示，法国向大气中释放二恶英总量的40%是由垃圾焚烧造成的。 法国环保专家表示，与焚化炉相比，热解炉释放的废气总量将大大减少。此外，由于采用活性炭过滤废气，热解炉所释放废气中，有害酸性物将得到很好的处理。

分类

喷雾热解法是以水，乙醇或其他溶剂将原料配成溶液，再通过喷雾装置将反应液雾化并导入反应器内，使溶液迅速挥发，反应物发生热分解，或者同时发生燃烧和其他化学反应，生成与初始反应物完全不同的具有新化学组成的纳米粒子。 喷雾热解法可以把Cu2O沉积在各种底物上做成膜，底物可以是SnO2，In2O3，CuO和CdS等。这种方法，所需仪器简单，同时能形成大尺寸的薄膜。另外，在热解中反应物能很好的控制薄膜的结构和形态。Kosugi等把Cu(Ac)2·H2O和C6H12O6溶于水中，作为反应开始物，把异丙醇添加到上述溶液中，溶液通过气动喷雾系统雾化，将雾滴转到热的玻璃底物上。条件最最佳化后表明：当Cu(Ac)2·H2O为0.02mol/L、葡萄糖为0.02mol/L及异丙醇为20%且底物温度为280°C时，获得圆形的氧化亚铜微粒，大小为50nm，厚度为300nm，表面粗糙度为30nm左右。 相关曲线图

喷雾热解法

(1)干燥所需时间短，因此每一颗多组分细微液滴在反应过程中来不及发生偏析，从而可以获得组分均匀的纳米粒子； (2)由于原料是在溶液状态下均匀混合，所以可以精确地控制所合成的化合物组成； (3)可以通过不同的工艺条件来制得各种不同形态和性能的超微粒子，此法制得的纳米粒子表观密度小、比表面积大、粉体烧结性能好； (4)操作简单，反应一次完成，可连续进行生产。

常温法

轻质碳酸镁及氧化镁产品是重要的无机盐原料，广泛套用于橡胶、塑胶、电子、造纸、医药等行业，通过降低这类产品的成本，有可能大规模套用于高纯耐火材料行业。 中国主要采用白云石及菱镁矿直接碳化法生产碳酸镁及氧化镁，生产工艺造成高耗能，环境高污染。以白云石法为例，每生产一吨氧化镁产品需消耗14.2吨标准煤,对于许多小型企业能耗达到10－12吨煤,尤其近年中煤价的上涨,造成了企业效益大幅度下降；另外无论白云石及菱镁矿法，均产生大量废水，生产一吨产品需要消耗150－200吨水，无法复用，只能排放到环境中，会产生污染。因此如何降低镁盐生产过程的能耗及降低污染,已成为企业发展瓶颈。 流程图 分析轻质碳酸镁及氧化镁产品的主要能耗分布发现：热分解过程是氧化镁生产过程主要的能量消耗所在，原因是通常碳化得到重镁水中氧化镁的浓度仅为5－8g/L，要将如此低浓度的重镁水加热到1000℃以上热解，从而造成氧化镁生产的高能耗，如能常温实现重镁水的分解得到碳酸镁，将大幅度降低生产的能耗，提高企业的经济效益。清华大学于1996年开始致力于利用菱镁矿生产镁盐系列产品的研究。又开展重镁水常温分解，菱镁矿轻烧粉直接碳化生产高纯度氧化镁，卤水-石灰生产高纯度方面的研究，并取得了突破性的进展，在常温下实现了重镁水分解，分解率达到90%以上(废水循环使用后回收率在99%以上)，水可100%复用，可大量减少排放，符合我国目前大力倡导的循环经济的要求。该技术不但适合于菱镁矿直接碳化生产高纯度氧化镁及碳酸镁（可提供全套技术服务），同时也适合于白云石法及卤水石灰生产氧化镁的企业（对热解段进行技术改造），为企业节能降耗，通过计算每吨氧化镁产品可降低50%以上，效益在2000－3000元，同时减少了废水及燃煤排放的污染，因此经济效益及社会效益十分显著。

乾式法

用途：本技术可以从废旧轮胎等废旧橡胶制品中高效率的回收油、碳黑、废钢等半成品。 相关数据 简单介绍：这是一项回收处理废旧轮胎的技术，所用工艺是从乌克兰引进的“乾式热解法”。 工艺流程如下: 原料准备（分级）→原料给送→热加工→蒸汽混合物的分离→碳的加工。 采用本工艺生产的处理装置通过对固体有机物的处理得到以下产品： 液烃，经进一步裂解可以获得汽油、重油、柴油燃料； 热解气，热值接近天然气，可以作为居民用气或发电用气使用； 碳黑,经过活化处理后可以得到活性炭。 优势：与国内使用的其它各种处理废旧轮胎的方法相比主要有以下优点： 安全环保，无三废排放； 出油率高，可达45%-50%； 节水节能，实现了热动力资源的高效循环和经济使用； 生产自动化； 产能弹性大，模组化设计便于控制生产规模。 目前国内对于废旧轮胎的裂解也取得了一些进展，但整体技术水平特点不明显，裂解配方不科学，产生大量的废气，对环境产生很大的污染，且均处在实验室阶段，要达到工业化生产还需要较长的时间。

热分解法

热分解法是金属的冶炼方法之一。加热金属氧化物、碘化物、羰基化合物等使其分解制取纯金属。

实例

例如，碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳加热时： CaCO3 = CaO + CO2 ↑ 另一方面，部分化合物，只是分解成它们的组成元素。水，当加热到超过2000℃，分解成其组成部分 - 氢气和氧气： 2 H2O = 2 H2 + O2 ↑ 分解可借助于一个催化剂。例如，过氧化氢分解更迅速，使用的二氧化锰： 2 H2O2(aq) = 2 H2O(l) + O2(g)↑

技术指标

从菱镁矿直接碳化生产氧化镁技术指标： 纯度：99.5%铁含量：于0.05%钙含量：小于0.1%氯含量：于0.01%硫酸根：0.01%重金属：于0.01% 流程图 粒径：均粒径30纳米。本研究得到的典型的氧化镁产品的电镜照片及粒度分布见下图： 能耗的主要指标： 白云石法：每吨氧化镁产品需6吨标准煤（用于煅烧及干燥）； 菱镁矿法：若利用菱镁矿生产轻烧粉尾气进行生产：每吨氧化镁产品需3吨标准煤（用于煅烧及干燥）。碳酸镁及氧化镁主要用于橡胶等日用化工品的添加剂，陶瓷或电子产品中使用的填料；在高纯度氧化镁可作为矽钢的涂料，价格较高，一般在20,000－26,000元/吨。

效益分析

氧化镁及碳酸镁国内市场容量5－8万吨左右，在陶瓷企业的用量也在3万吨以上，近几年在国内市场中用量增长比较快，一直维持在10%以上的增长，价格基本保持稳定。对于高纯度，微细化的产品的需求增长更加明显，而氧化镁及碳酸镁主要由一些乡镇企业生产，有些厂家难以保证其质量稳定，因此不能满足市场对于高品质镁盐的要求。矽钢板为消除加工应力要经过高温退火,为避免钢板之问的相互粘结，在退火前预先涂一层隔离剂MgO（组成在水中之悬浮液涂敷）。干后在钢板表面形成一层牢固的MgO膜。高温退火时与矽钢表面的Si分子化合，形成矽酸镁玻璃体绝缘膜。此膜均匀密致地附着于矽钢表面，有很大的阻抗，可使矽钢片在层叠套用时，减少涡流损耗，对矽钢晶粒取向成长也有助益。为了保证涂层质量，对MgO在纯度，活性，粒度三个方面有严格要求。目前国内矽钢氧化镁的需求在1000－2000吨/年，价格在2.2－2.6万元/吨，由少数几个厂家提供，但生产成本较高。本项目生产的纳米氧化镁完全能满足这些苛刻的要求，同时有可能进一步矽钢的质量，加上这几年钢铁行业效益好,因此这是一个很好的市场切入点。同时，高纯度氧化镁在医药、高级陶瓷材料、电气绝缘材料、化妆品、香粉、橡胶填充剂、催化剂载体等领域的市场需求一直保持15%以上的增长，在这些领域的国内市场需求为5000吨左右，国外的需求量更大。因此建立2000吨/年高纯度纳米氧化镁的没有太大市场风险。对现有的白云石法企业而言，具有固定的市场，对工艺技术进行改造，不会增加市场风险；加之清华大学作为公司的坚强的技术后盾，具有进一步开发镁盐系列产品及其它高新无机基础材料的能力，可进一步降低该项目的风险。对于大型菱镁矿矿产地及卤水资源丰富的地域，可考虑利用低品位菱镁矿及廉价的卤水资源开发耐火材料行业用高纯镁砂，本研究的工艺将合成成本控制在2000元人民币/吨以下，这样可大幅度拓展高纯度氧化镁的市场容量，为我国镁资源开发走出一条新路。本项目第一期工程按生产氧化镁2000吨计（暂时不生产碳酸镁，待市场及生产的情况稳定后，在扩建过程中加以考虑）。企业总产值为2000万元，利税为1096万元。设备投资为500万元人民币。对年产3000吨白云石法生产氧化镁企业进行技术改造，可节省燃煤2－3万吨，经济效益在600万元以上。 垃圾 催化剂化脱卤和热解法的比较

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