熱解氣化爐的反應階段主要分為以下幾個部分:
一、初始反應階段(初次反應階段)
在加熱條件下,可燃固體廢物首先發生裂解,此階段主要分離出揮發分、焦油、甲烷、氧氣等氣體產物。這一過程是導致初始反應階段失重的主要原因。
二、二級反應階段(二次反應階段)
隨著溫度的升高,大分子物質會再次裂解。這一階段可以進一步細分為:
小分子二級反應:乙烯等小分子物質會再次分解,產生氫氣等氣體。
大分子二次熱解反應:含有復雜結構的化合物(如含有米環的化合物、準分子化合物、氨基化合物等)會再次裂解,分解為甲烷、苯、水、碳等小分子物質。隨著溫度的持續升高,二次裂解的程度會加劇,導致氣體產量迅速增加。
另外,從熱解氣化爐反應層的角度來看,其過程通常分為氧化、還原、裂解和干燥等層次:
氧化層:氣化劑從爐排下部引入,通過灰層吸熱后進入氧化層。碳在高溫下的燃燒反應在氧化層中生成大量的二氧化碳,同時釋放熱量。氧化層中的燃燒是放熱反應,為還原層的還原反應和物料的分解干燥提供了熱源。
還原層:氧化過程中產生的二氧化碳和碳隨水蒸氣發生還原反應。
裂解層:氧化區和還原區產生的熱氣向上通過裂解區,加熱生物質,使其裂解。同時,還原層和裂解反應區的氣體產物上升到該區加熱生物質原料,蒸發原料中的水分并吸收熱量,從而降低生產溫度。
需要注意的是,熱解氣化爐的具體反應階段可能會因設備設計、操作條件以及處理物料的不同而有所差異。因此,在實際應用中,需要根據具體情況對熱解氣化爐的操作參數進行調整和優化,以實現更佳的處理效果和經濟效益。