熱解法

　　熱解法經(jīng)過近十年的研究建設(shè)，法國第一個熱解垃圾處理場可望于年內(nèi)在厄爾-盧瓦爾省投入使用。法國專家稱，這一新型垃圾處理場的建成使用將大大改善法國特殊垃圾的處理質(zhì)量，減少垃圾處理對大氣造成的污染。

　　簡介

　　據(jù)介紹，熱解垃圾處理場將主要負(fù)責(zé)廢舊輪胎、塑料、油漆涂料等特殊垃圾的處理。其處理過程是將這些垃圾放置在一個完全密封的爐膛內(nèi)，并將爐內(nèi)溫度加熱至450到750℃。在高溫及缺氧情況下，這些垃圾中的有機(jī)物將分解成固體垃圾和熱氣兩部分。固體垃圾主要是灰粉、礦物質(zhì)及碳化物。經(jīng)過冷卻清洗，固體垃圾中的各種金屬將被分離出來，由此產(chǎn)生的焦炭也可被重復(fù)利用。至于熱氣，其中可凝結(jié)部分將被轉(zhuǎn)化為油脂，而剩余熱氣則將被用于對爐壁進(jìn)行加熱。

　　法國大約有二百多家大型垃圾處理場，其中絕大多數(shù)使用的是高溫焚化爐。使用焚化爐處理垃圾通常要將爐內(nèi)溫度加熱至850℃，比熱解爐需要的溫度高，而且在焚化過程中容易產(chǎn)生許多有害物質(zhì)，特別是劇毒致癌污染物二惡英。法國有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)顯示，法國向大氣中釋放二惡英總量的40%是由垃圾焚燒造成的。

　　法國環(huán)保專家表示，與焚化爐相比，熱解爐釋放的廢氣總量將大大減少。此外，由于采用活性炭過濾廢氣，熱解爐所釋放廢氣中，有害酸性物將得到很好的處理。

　　分類

　　噴霧熱解法是以水，乙醇或其他溶劑將原料配成溶液，再通過噴霧裝置將反應(yīng)液霧化并導(dǎo)入反應(yīng)器內(nèi)，使溶液迅速揮發(fā)，反應(yīng)物發(fā)生熱分解，或者同時發(fā)生燃燒和其他化學(xué)反應(yīng)，生成與初始反應(yīng)物完全不同的具有新化學(xué)組成的納米粒子。 噴霧熱解法可以把Cu2O沉積在各種底物上做成膜，底物可以是SnO2，In2O3，CuO和CdS等。這種方法，所需儀器簡單，同時能形成大尺寸的薄膜。另外，在熱解中反應(yīng)物能很好的控制薄膜的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。Kosugi等把Cu(Ac)2·H2O和C6H12O6溶于水中，作為反應(yīng)開始物，把異丙醇添加到上述溶液中，溶液通過氣動噴霧系統(tǒng)霧化，將霧滴轉(zhuǎn)到熱的玻璃底物上。條件最優(yōu)化后表明：當(dāng)Cu(Ac)2·H2O為0.02mol/L、葡萄糖為0.02mol/L及異丙醇為20%且底物溫度為280°C時，獲得圓形的氧化亞銅微粒，大小為50nm，厚度為300nm，表面粗糙度為30nm左右。

　　噴霧熱解法

　　(1)干燥所需時間短，因此每一顆多組分細(xì)微液滴在反應(yīng)過程中來不及發(fā)生偏析，從而可以獲得組分均勻的納米粒子;

　　(2)由于原料是在溶液狀態(tài)下均勻混合，所以可以精確地控制所合成的化合物組成;

　　(3)可以通過不同的工藝條件來制得各種不同形態(tài)和性能的超微粒子，此法制得的納米粒子表觀密度小、比表面積大、粉體燒結(jié)性能好;

　　(4)操作簡單，反應(yīng)一次完成，可連續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。

　　常溫法

　　輕質(zhì)碳酸鎂及氧化鎂產(chǎn)品是重要的無機(jī)鹽原料，廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、電子、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)，通過降低這類產(chǎn)品的成本，有可能大規(guī)模應(yīng)用于高純耐火材料行業(yè)。 中國主要采用白云石及菱鎂礦直接碳化法生產(chǎn)碳酸鎂及氧化鎂，生產(chǎn)工藝造成高耗能，環(huán)境高污染。以白云石法為例，每生產(chǎn)一噸氧化鎂產(chǎn)品需消耗14.2噸標(biāo)準(zhǔn)煤,對于許多小型企業(yè)能耗達(dá)到10-12噸煤,尤其近年中煤價的上漲,造成了企業(yè)效益大幅度下降;另外無論白云石及菱鎂礦法，均產(chǎn)生大量廢水，生產(chǎn)一噸產(chǎn)品需要消耗150-200噸水，無法復(fù)用，只能排放到環(huán)境中，會產(chǎn)生污染。因此如何降低鎂鹽生產(chǎn)過程的能耗及降低污染,已成為企業(yè)發(fā)展瓶頸。

　　分析輕質(zhì)碳酸鎂及氧化鎂產(chǎn)品的主要能耗分布發(fā)現(xiàn)：熱分解過程是氧化鎂生產(chǎn)過程主要的能量消耗所在，原因是通常碳化得到重鎂水中氧化鎂的濃度僅為5-8g/L，要將如此低濃度的重鎂水加熱到1000℃以上熱解，從而造成氧化鎂生產(chǎn)的高能耗，如能常溫實(shí)現(xiàn)重鎂水的分解得到碳酸鎂，將大幅度降低生產(chǎn)的能耗，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。清華大學(xué)于1996年開始致力于利用菱鎂礦生產(chǎn)鎂鹽系列產(chǎn)品的研究。又開展重鎂水常溫分解，菱鎂礦輕燒粉直接碳化生產(chǎn)高純度氧化鎂，鹵水-石灰生產(chǎn)高純度方面的研究，并取得了突破性的進(jìn)展，在常溫下實(shí)現(xiàn)了重鎂水分解，分解率達(dá)到90%以上(廢水循環(huán)使用后回收率在99%以上)，水可100%復(fù)用，可大量減少排放，符合我國目前大力倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。該技術(shù)不但適合于菱鎂礦直接碳化生產(chǎn)高純度氧化鎂及碳酸鎂(可提供全套技術(shù)服務(wù))，同時也適合于白云石法及鹵水石灰生產(chǎn)氧化鎂的企業(yè)(對熱解段進(jìn)行技術(shù)改造)，為企業(yè)節(jié)能降耗，通過計(jì)算每噸氧化鎂產(chǎn)品可降低50%以上，效益在2000-3000元，同時減少了廢水及燃煤排放的污染，因此經(jīng)濟(jì)效益及社會效益十分顯著。

　　干式法

　　用途：本技術(shù)可以從廢舊輪胎等廢舊橡膠制品中高效率的回收油、碳黑、廢鋼等半成品。

　　簡單介紹：這是一項(xiàng)回收處理廢舊輪胎的技術(shù)，所用工藝是從烏克蘭引進(jìn)的“干式熱解法”。

　　工藝流程如下:

　　原料準(zhǔn)備(分級)→原料給送→熱加工→蒸汽混合物的分離→碳的加工。

　　采用本工藝生產(chǎn)的處理裝置通過對固體有機(jī)物的處理得到以下產(chǎn)品：

　　液烴，經(jīng)進(jìn)一步裂解可以獲得汽油、重油、柴油燃料;

　　熱解氣，熱值接近天然氣，可以作為居民用氣或發(fā)電用氣使用;

　　碳黑,經(jīng)過活化處理后可以得到活性炭。

　　優(yōu)勢：與國內(nèi)使用的其它各種處理廢舊輪胎的方法相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　安全環(huán)保，無三廢排放;

　　出油率高，可達(dá)45%-50%;

　　節(jié)水節(jié)能，實(shí)現(xiàn)了熱動力資源的高效循環(huán)和經(jīng)濟(jì)使用;

　　生產(chǎn)自動化;

　　產(chǎn)能彈性大，模塊化設(shè)計(jì)便于控制生產(chǎn)規(guī)模。

　　目前國內(nèi)對于廢舊輪胎的裂解也取得了一些進(jìn)展，但整體技術(shù)水平特點(diǎn)不明顯，裂解配方不科學(xué)，產(chǎn)生大量的廢氣，對環(huán)境產(chǎn)生很大的污染，且均處在實(shí)驗(yàn)室階段，要達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)還需要較長的時間。

　　技術(shù)指標(biāo)

　　從菱鎂礦直接碳化生產(chǎn)氧化鎂技術(shù)指標(biāo)： 純度：99.5%鐵含量：于0.05%鈣含量：小于0.1%氯含量：于0.01%硫酸根：0.01%重金屬：于0.01%

　　粒徑：均粒徑30納米。本研究得到的典型的氧化鎂產(chǎn)品的電鏡照片及粒度分布見下圖：

　　能耗的主要指標(biāo)：

　　白云石法：每噸氧化鎂產(chǎn)品需6噸標(biāo)準(zhǔn)煤(用于煅燒及干燥);

　　菱鎂礦法：若利用菱鎂礦生產(chǎn)輕燒粉尾氣進(jìn)行生產(chǎn)：每噸氧化鎂產(chǎn)品需3噸標(biāo)準(zhǔn)煤(用于煅燒及干燥)。碳酸鎂及氧化鎂主要用于橡膠等日用化工品的添加劑，陶瓷或電子產(chǎn)品中使用的填料;在高純度氧化鎂可作為硅鋼的涂料，價格較高，一般在20,000-26,000元/噸。