摘要：目前，我国的热解技术已经由实验发展到了实践，并逐步向大型油田、汽车轮胎、城市生活垃圾处理等方向发展。然而，在现有的热解技术应用中，还存在着很多问题，所以本论文将成为未来的研究热点，以期在固体废弃物的处理上有所突破。本文以国内外有关文献为基础，对热裂解技术在固体废物处理中的应用现状进行了综述。

关键词：固废处置；热裂解技术；运用分析

引言

为了减少资源的浪费，人类与自然的和谐相处，我国应该采取资源化循环的方式，选择科学、高效的固废处置技术。目前，国内对固体废物的处置方式有填埋法、焚烧法等。填埋工程不但场地要求严格，而且场地占用较大，而且其长期稳定性较差，而且由于防渗体系的老化，渗滤液会对周围的土壤及地下水造成很大的污染。利用热裂解技术，可以将固体废物中的有机物转化成具有储存能力的碳黑、燃料气体等；属于低氧分解，排放少，可以防止二次污染；固体废物中的有害物质将被吸附在炭黑中。

1.固体废弃物概述

市场上的很多物品都属于固废危险品的范畴，为保障固废危险品的储存安全性，相关储存机构和人员应加强对各类固废危险品的分类处理。固废危险品具有极大的危害性，一些固废危险品如果随意堆放在一起，可能会出现一定的化学反应，引起事故，比如，低燃点危险品和油品的随意堆放下，出现火灾的几率相对较高；低燃点危险品与受潮易发热的物品堆放选择在一起，同样会诱发火灾事故。因此，加强固废品的分类处理尤为关键，在开展分类处理的过程中，严禁将存在相互反应的危险品随意储存在一起，应结合固废危险品的性质，采取恰当的分离处理。危废品储存仓库应严格按照危废品的特性参考《建筑设计防火规范》要求进行建设，一般按照甲类、乙类和丙类仓库建设；不相容的危废要分开储存，比如强酸与强碱，氨盐与强碱，氰化物与盐酸等储存时严禁混存。

固体废物的危害。固体废物对人类的生存和环境造成了很大的影响，特别是对水资源、大气、土壤造成的破坏。传统的固废处置方式是填埋场，因为填埋场会占用大量的土地，而一旦被掩埋，就会形成一种有毒的物质，这些物质会对土壤产生一定的影响，这些废弃物会被雨水冲刷到地表，或者是地下水中。水源中含有大量的细菌、病毒和寄生虫，喝了会对人体造成很大的伤害。最后，空气污染的原因是一些含有有毒物质的固体废弃物，通过化学物理作用，会挥发到大气中，对大气造成一定的影响。运用热裂解技术能很好的解决上述污染为题。

2.固体废弃物的处理

2.1.热裂解技术

目前，国内已有几种处置固体废弃物的技术，热裂解工艺就是其中一个。热裂解技术是老式环境保护技术，可以减少固态物质对自然环境造成的影响，防止固态物质在过程中对海洋、农田产生破坏，而且这种技术具有良好的使用发展前景。

热裂解技术有着相当久远的发展历史，这种技术最常见于美国、德国等发达国家，其前身是煤炭干馏术。而随着产业化进程的不断提高，热裂解技术也被广泛应用于各个产品应用领域中，当全球能源危机来临以后，长期受到低迷经济影响的人类意识到可持续发展才是经济社会长久发展的关键，因此将大量固体废弃物变废为宝的热裂解技术也被广泛运用于固态污染处理中，目前已经达到了不错的成效。从技术层面上来看，热裂解技术能够在环境缺氧的条件下将高分子转化为低分子，从而对环境有害物质进行有效分解，从而最大限度地降低了固态污染对自然环境的损害，从而达到资源的有效回收和使用，推动社会可持续发展。所以，热裂解技术的核心内容就是对垃圾的无害化处置。热裂解的第一阶段就是干燥过程，该过程的处理水温约是200℃，而固体废弃物则会在水温逐渐上升的过程中进行烘干，并蒸发掉剩余的水份。第二步为早干馏阶段，此阶段的温度一般维持在200～500℃，但固态污染物的化学特性会随着温度的增加而改变，彼时高分子已开始溶解，而小分子结构也已开始形成。第三阶段为气态生成阶段，固态污染物不断进行裂解，最后转变为无毒无害的超临界二氧化碳等气态。

2.2.固废处置运用热裂解技术的优势

国家将因地制宜，采用资源化再利用的方式，选择科学有效的固废处置技术，以减少资源的浪费，实现人与自然的和谐共存。目前中国对固体废物的处置方法主要有填埋法、燃烧法等。填埋场不但场地条件苛刻，占地面积大，长期稳定性差，而且在防渗系统老化后，渗滤液还会对周围的土壤和地下水造成严重的污染。另外，垃圾焚烧并不能将固体废物全部焚化，特别是危险废物，会产生有毒的二恶英，对人体造成很大的危害，而且在焚烧过程中，还要不断的添加燃料，这就增加了运行成本，违背了环境保护的理念。

热裂解工艺技术的使用，可以很好地解答以上提问。因为相比于传统燃烧法，热裂解工艺技术可以使固废中的有机物转化为以碳灰、燃料气体等为首的高贮存性能量；NOx生产较少且处于缺氧分解，故排放较低，因此能减少二次污染；而固废中的有害成份则会固化在碳灰里。

3.热裂解技术分析

3.1.热裂解设备

热裂解装置包括进料系统、一次燃烧室、二次燃烧室、除尘系统、废热回收系统等。进料系统是将原料经处理后送入一次燃烧室内，起到机械外辅助作用，起到挤压和运送物料的作用。一次燃烧室是整个设备的核心技术，物料在高温、缺氧的环境下进行反应，然后进入二次燃烧，在此期间，再进行一次烘干。一次燃烧室中残余的固体物质经过处理后，会与烟气排放到室内，从而形成残渣。通过调节二次燃烧炉的温度和时间，以及采用合适的工艺，可以得到所需要的产品。

3.2.影响热裂解应用的因素

影响高温裂解法应用效果的因素比较多，时间、温度、压力等可对固体废弃物的处理结果产生一定的影响，其中以高温是较为重要的影响。二次燃料室通常是使用高温方式进行固态污染处置，而不同的高温又对应着不同的生产工序，因此可以认为高温直接决定了固态污染的降解效率。而研究的结果也表明，最适宜的热裂解高温约为800～900℃，在这种高温下，热裂解工作能够进行的比较顺畅，而固体废弃物则可以形成更丰富的碳氢气化产物，从而可以大大地减少了食品残渣的遗留。除了高温以外，时效也是影响高温裂解效率的主要原因。因为固体废弃物在设备里的反应时间越长，有机物溶解得也就越充分。反之，当固态污染物在装置内的反应时间越短，其分解过程越较不完全，所留下的残渣也就会愈来愈多。因此，当对废弃的轮胎进行高温裂解处置时，一旦载气的速度固定，而反应时间越短，固态污染物所留下的残渣就会愈来愈多，而反应时间越长，固态污染物所留下的残渣也就会愈小。

3.3.热裂解研究现状

与国外先进国家相比，我国的热裂解技术起步较晚，其主要原因可能在于其工业化进程明显落后于欧美国家。20世纪初，美国的城市化进程已经进入了白热化的阶段，当时美国的居民生活在城市垃圾之中，为了解决环境问题，美国政府一直在研究利用热裂解技术来处理城市的废弃物。美国政府在数十年的摸索中，对热裂化技术的关键技术和成熟的应用进行了深入的研究。近年来，随着世界能源形势的恶化，美国政府也在不断加大对热裂解技术的研究，希望通过热裂化技术提高燃料的利用率，从而达到长远的发展目标。

我国企业最初是将秸秆作为热解工艺的主要应用对象，但随着经济社会的不断发展，我国的企业也在不断地深入研究其技术，从传统的热解工艺转向以废旧轮胎等固体废弃物为主。经过长时间的摸索与研究，国内的公司在应用热裂解技术上取得了较大的进步，一些公司已能熟练应用于固体废物的热解。但是，从宏观上讲，国内的热裂解技术仍处于萌芽状态，很难在市场上得到推广。因此，要使我国的经济持续发展，必须加大研究力度，使其在实际应用中取得长足的进步。

4.热裂解技术在固废处置中的应用

4.1.废橡胶处置

目前，工业界使用的废橡胶处置主要包括填埋、燃烧、热裂解炼油和再生技术。填埋占用土地，欧美和日本等发达国家主导的燃烧和我国主导的热裂解炼油都存在资源浪费问题，特别是热裂解炼油后的炭黑高值化处置仍是难题。而作为原材料再生利用最有价值和发展前途。将废轮胎橡胶粉高效浅度裂解为微纳功能化橡胶（溶胶含量＞50%，尺度为微纳），可加工成液体橡胶、橡胶制品、TPE、纳米补强填料、改性沥青或替代沥青等。以改性沥青为例，可35%以上替代沥青，根本上改变了沥青易老化、易脆裂的本质，是一种优质的耐久型、环保型的道路和防水建筑材料。采用的清洁浅裂法能够提高橡胶再生效率，得到高溶胶含量的微纳再生橡胶。该法尽量断裂橡胶交联键且适当破坏主链，其产物中橡胶交联网断裂后与炭黑解离，其溶胶含量高（＞60%，Mn～10000g/mol），解离后炭黑为微纳尺度。浅裂法利用新型双螺杆挤出机作为自清洁、防粘、防结炭反应器，在弱剪切力下实现较高的再生效率和绿色连续生产，降低浅裂温度及摆脱成本较高的脱硫剂，从而能够降低工艺能耗并改善产品质量不稳定的问题，以及减少污染问题。

4.2.油污泥处理

在热裂解技术的支持下，含油淤泥对人类的影响能够减至最低点，因此工人们只需对含油淤泥先经过风干处理过程，而后再经过热解，以使设备工作的温度维持在500～600℃左右。在过程中，工人还必须添加氮气，以将含油淤泥在缺少空气的情况下，加以再次合成。经过热裂解处置之后，废水的残渣已能满足可利用的要求，并完成了无害化改造。从总体来看，热裂解技术已经是一项比较成熟的含油污水处置工艺技术，目前我国的部分油田也已开始使用热裂解技术对含油污水加以处置，并取得了良好的经济效益，说明这种工艺技术已具有了大面积应用的可行性。

4.3.城市垃圾处理

现阶段，城市垃圾的处置方法比较多，但是处置结果均影响着生态环境。基于此，开始利用热解气体焚烧法进行处置，此方法是各种方法结合后形成的。城市垃圾经过热解后分离有害金属，残留物再进行燃烧（在无氧环境下操作），减少有害物质的氧化和残留。当其在无氧状态下燃烧时，并不会出现CuCl2，也不会生成二氧化碳。热解过程可以在反应器内完成，且反应器多为回转窑反应器、流化床反应器、固定床反应器。这些反应器均具备一定的优势以及不足，如回转窑其实际操作比较简单，但热解反应不够彻底。流化床反应器的工作效率稍高，但其所用物料比较少，对于设备的要求稍高，显著提升建设成本。固定床反应器的效果稍高一些，其可以用于多种原料内，但单次处理的数量较小。因此，在选择处置设备时，应结合实际情况。而借助热裂解技术处置城市垃圾过程中，可直接借助垃圾处理产生的热量发电，有助于节约电能，避免环境污染。

5.结束语

综上所述，我国应当根据自己的现实情况，立足于具体发展实际国情，选择最适合经济建设需要的资金循环使用模式，并采用最有效、科学的技术手段加以固体废弃物管理，尽量减少对资金的耗费，以维护好当地的自然环境和城市环境安全，从而真正地达到人与自然的和谐共赢。

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