熱解氣化爐的反應(yīng)階段主要分為以下幾個(gè)部分:
一、初始反應(yīng)階段(初次反應(yīng)階段)
在加熱條件下,可燃固體廢物首先發(fā)生裂解,此階段主要分離出揮發(fā)分、焦油、甲烷、氧氣等氣體產(chǎn)物。這一過(guò)程是導(dǎo)致初始反應(yīng)階段失重的主要原因。
二、二級(jí)反應(yīng)階段(二次反應(yīng)階段)
隨著溫度的升高,大分子物質(zhì)會(huì)再次裂解。這一階段可以進(jìn)一步細(xì)分為:
小分子二級(jí)反應(yīng):乙烯等小分子物質(zhì)會(huì)再次分解,產(chǎn)生氫氣等氣體。
大分子二次熱解反應(yīng):含有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的化合物(如含有米環(huán)的化合物、準(zhǔn)分子化合物、氨基化合物等)會(huì)再次裂解,分解為甲烷、苯、水、碳等小分子物質(zhì)。隨著溫度的持續(xù)升高,二次裂解的程度會(huì)加劇,導(dǎo)致氣體產(chǎn)量迅速增加。
另外,從熱解氣化爐反應(yīng)層的角度來(lái)看,其過(guò)程通常分為氧化、還原、裂解和干燥等層次:
氧化層:氣化劑從爐排下部引入,通過(guò)灰層吸熱后進(jìn)入氧化層。碳在高溫下的燃燒反應(yīng)在氧化層中生成大量的二氧化碳,同時(shí)釋放熱量。氧化層中的燃燒是放熱反應(yīng),為還原層的還原反應(yīng)和物料的分解干燥提供了熱源。
還原層:氧化過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳和碳隨水蒸氣發(fā)生還原反應(yīng)。
裂解層:氧化區(qū)和還原區(qū)產(chǎn)生的熱氣向上通過(guò)裂解區(qū),加熱生物質(zhì),使其裂解。同時(shí),還原層和裂解反應(yīng)區(qū)的氣體產(chǎn)物上升到該區(qū)加熱生物質(zhì)原料,蒸發(fā)原料中的水分并吸收熱量,從而降低生產(chǎn)溫度。
需要注意的是,熱解氣化爐的具體反應(yīng)階段可能會(huì)因設(shè)備設(shè)計(jì)、操作條件以及處理物料的不同而有所差異。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體情況對(duì)熱解氣化爐的操作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)更佳的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。