1、熱解在城市生活垃圾處理中的應用：進展與展望平帆(浙江大學環(huán)境與資源學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境，杭州310058)摘要：熱解是目前城市生活垃圾(MSW處理處置中，相比于焚燒更為環(huán)保節(jié)能的處理技術(shù)。本文綜述了近年來研究與應用中涉及的MSV、熱解技術(shù)與反應器，并對其終產(chǎn)物和環(huán)境影響進行簡單比較。具體而言，總結(jié)反應溫度、熱耗率(HR)和滯留時間等運行參數(shù)對于熱解過程與其終產(chǎn)物的影響；并歸納比較近年來理論研究與實際應用中的熱解技術(shù)和反應器。由此得出結(jié)論：單一的熱解技術(shù)或者反應器的確能實現(xiàn)MSW勺高效處理，但其清潔環(huán)保程度有待商榷。本文最后對各項MS瀕解技術(shù)與反應器的應用前景作總體評估與展望。關(guān)鍵詞：城市生活垃圾

2、；熱解技術(shù)；反應器；熱解終產(chǎn)物Reviewonpyrolysistechnologiesformunicipalsolidwaste:progressandprospectPingFAN(CollegeofEnvironment&ResourceScienceofZhejiangUniversity,Hangzhou,ZhejiO&g0058,China)Abstract:Pyrolysishasbeenprovedtobeamoreattractiveandsustainablecomparedtoincinerationformunicipalsolidwaste(MSW)

3、disposal.Thisreviewdemonstratesthestate-of-the-artofMSWpyrolysisregardingtoitstechnologies,reactors,productsandenvironmentalimpacts.Tobespecific,theinfluenceofimportantoperatingparameterssuchastemperature,heatingrate(HR)andresidencetimeinthereactionzoneonthepyrolysisbehaviorsandproductsissummedup;th

4、enthetechnologiesandreactorsreferredinliteraturesandscale-upplantsareshownandassessed.Basedontheseinformation,weconcludedthesinglepyrolysisprocessisaneffectivewaste-to-energyconvertorexceptforitsemissionofpollutant.Finally,theprospectsofvariouspyrolysistechnologiestodealingwithMSWareexaminedandsugge

5、sted.Keywords:municipalsolidwaste,pyrolysistechnology,reactor,pyrolysisproducts1 .引言城市生活垃圾(MSW)的處理處置是目前各國最為關(guān)心的問題之一。熱解(Pyrolysis)是實現(xiàn)MSW資源化利用，獲得多種高附加值終產(chǎn)物(如石油燃料或者瀝青等)的創(chuàng)新性廢棄物處理處置方法(Malkow,2004)。相比與傳統(tǒng)焚燒，熱解能在減少氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)排放的同時，獲得清潔且利用率較高的固、液、氣態(tài)能源產(chǎn)品。熱解是指在缺氧條件下，將廢棄物置于反應器中經(jīng)高溫降解或裂解，得到可再生利用的終產(chǎn)物(如炭、石蠟、柴

6、油、汽油或燃氣等)。對于熱解反應器運行參數(shù)或環(huán)境條件的優(yōu)化，可使終產(chǎn)物中的木炭或氣液態(tài)燃料的品質(zhì)得到提升。因此，熱解反應器亦被稱之為高效的廢棄物-能源轉(zhuǎn)化器。與大規(guī)模(以千噸為單位)的傳統(tǒng)焚燒發(fā)電廠相比，熱解廠的規(guī)?？筛鶕?jù)日處理量與輻射城市面積而靈活調(diào)整。近年來，由于城市周邊焚燒發(fā)電廠或填埋場的選址制約因素較多，廢棄物長距離運輸日益成本上升，城市居民對MSW處理的環(huán)境要求越來越高，熱解的運用前景得到廣泛認同。目前，對熱解處理MSW中的輪胎和塑料已有廣泛研究，相關(guān)綜述主要以1)其反應器發(fā)展與產(chǎn)品特性為主要內(nèi)容(Sannitaetal.,2012;Williams,2013;Yangetal.,2

7、013);2)石油燃料產(chǎn)品、特T生與其最新進展(QuekandBalasubramanian,2013；3)影響熱耗率的因素與不同熱耗率下的產(chǎn)品種類與特性(Martnezetal.,2013)和4)熱解反應機理與動力學模型的理論研究(Al-Salemetal.,2010;QuekandBalasubramanian,2012。對于MSW中的餐廚垃圾、木材、污泥的熱解處理技術(shù)與反應器亦有綜述(Fontsetal.,2012)。而對于MSW熱解技術(shù)與反應器的最新發(fā)展成果、終產(chǎn)物特性與相關(guān)污染防控、熱解廠工業(yè)設(shè)計與系統(tǒng)優(yōu)化的全面性綜述尚無。因此，本文綜述了現(xiàn)階段熱解的相關(guān)理論基礎(chǔ)研究、重點介紹當前熱

8、解技術(shù)與反應器的理論研究與應用進展。目的是為MSW熱解技術(shù)與反應器的普及與推廣，及熱解反應器能源轉(zhuǎn)化效率的規(guī)范性標準制定提供理論依據(jù)。2 .熱解過程運行參數(shù)2.1 熱解反應體系反應器中的熱解過程一般可表達為：CxHyOz+Q-Char+Liquid+Gas+HO(1)其中，Q為反應器中能量輸入量，包括三部分：2.1.1 水分汽化熱Q1在高溫降解前，廢棄物原料通常需預熱以減少其中大部分水分，此過程耗能即為Q1,其計算公式為：Q1=W亥260,kJkg-1(2)其中，W是原料含水量(),因此若需降低Q1,則要減少MSW中高濕度組分，如降低餐廚垃圾、生物質(zhì)廢棄物等的比例。此外，在熱解反應器加裝預干燥

9、前處理裝置亦可降低Q1。2.1.2 熱解熱Q2高溫降解過程中的熱解熱通常用以下公式計算(Raveendranetal.,1996：八II-II-II-III-1/C、Q2=Cp,mmMdT+Cp,ch/ichdT+Cp,v/ivdT+Qp,kJkg(3)其中，Cp,M,、Cp,ch和Cp,v分別是干物質(zhì)、炭、揮發(fā)性物質(zhì)的比熱容(Jkg-1；C-1)；mM,mch和mp,v分別是上述物質(zhì)的質(zhì)量比()。Q2可依據(jù)不同MSW組分，通過差示掃描量熱(DSC)和差分熱量分析(DTA)技術(shù)計算獲得(Heetal.,2006)。在實際應用中，Qp可忽略，即Q2主要取決于熱解溫度(Boukisetal.,20

10、07;Wangetal.,2012),溫度越高，耗能越大，對反應器的穩(wěn)定性與安全性要求也越高。2.1.3 輻射損失Q3從外部向反應器輸送能量時，反應器的熱量轉(zhuǎn)換界面設(shè)計中Q3可被忽略。但相反，當熱量輸送方向改變時，則需在Q計算中考慮Q3來保證輻射損失后的能量還能維持正常熱解溫度。綜上，熱解反應體系如等式（1）所示，即在能量供應下，控制適當?shù)姆磻獥l件來得到預期終產(chǎn)物，即液態(tài)燃料、炭和燃氣體。大多數(shù)研究在該等式的基礎(chǔ)上，探討熱解反應動力學機制、反應機理與條件以及終產(chǎn)物的性質(zhì)。2.2 影響熱解反應與其終產(chǎn)物的因素城市生活垃圾（MSW）主要組分有紙、布料、枝葉殘積物、食品殘渣、塑料，除此之外還有少量皮

11、革、橡膠、金屬、玻璃、陶瓷和其他混雜物等等。其中，紙、布料、枝葉殘積物、塑料等是熱解中參與裂化或裂解反應的主要原料。高濕度食物殘渣需預先分離以降低Qio近來，大量實驗室研究針對上文提及的不同原料，分析了單一組分下，熱解過程中的運行參數(shù)與終產(chǎn)物性質(zhì)（Luoetal.,2010a;Zhaoetal.,2011;Atesetal.,2013;Miskolczietal.,2013）。而不同MSW組分比例下的研究亦有進行（GriecoandBaldi,2012;Dingetal.,2013）。綜合上述研究成果，影響MSW熱解過程與終產(chǎn)物的關(guān)鍵運行參數(shù)有熱解溫度、熱耗率（HR）、在反應區(qū)的停留時間和反應

12、物尺寸等。下面就不同參數(shù)進行分析：2.2.1 熱解溫度據(jù)報道，不同熱解技術(shù)與反應器中的熱解溫度范圍為3002000c，但實際應用中運行溫度為500550C,其終產(chǎn)物以液態(tài)燃料為主。當溫度超過700c時，終產(chǎn)物中合成氣比例提高，成為主要燃料產(chǎn)品。大多研究針對合成氣與液態(tài)燃料為終產(chǎn)物的熱解為主，因二者的經(jīng)濟價值與附加值更高。反應溫度在1000c以上的，大多是針對MSW中有毒有害物質(zhì)的處理。2.2.2 停留時間在反應區(qū)中的停留時間則是另一個重要的運行參數(shù)。據(jù)不同研究，停留時間范圍在幾秒至兩小時之間。停留時間越長，重油裂化反應程度越完全，終產(chǎn)物中燃氣越多；但同時也會降低液態(tài)燃料中的水分含量與蠟質(zhì)成分（

13、Velgheetal.,2011）,有利于其燃料品質(zhì)的提高。從等式（1）分析可得，停留時間越長，Q輸入量越大，多余的熱量或者使得水分蒸發(fā)量增加、重油裂化反應加劇等。這些因素都會使得終產(chǎn)物中燃氣成分增加。2.2.3 熱耗率（HR）不同熱解中，HR范圍在4C/min670C/s。HR越高，熱解產(chǎn)生的重油與輕油越多，而炭的比例則會下降。理論上HR的計算公式為：HR=AT-a/mvC/s（4）其中，T是原料與反應器溫差（C）；a是反應器熱轉(zhuǎn)換效率（Wm-2C-1）；m是每kg原料與反應器的接觸加熱面積（kgm-2）；Cp是根據(jù)原料不同的特殊參數(shù)，Jkg-1C-1。根據(jù)等式（4）,HR由上述運行參數(shù)決定

14、。在實驗室研究中，HR根據(jù)緩慢熱解或快速熱解所需的T或m不同而不同。但實際應用中，HR大多由反應器種類不同而造成的T和a不同而不同。2.2.4 反應物尺寸關(guān)于反應物尺寸對MSW熱解的影響，相關(guān)研究資料比較少。但一般地，尺寸越小，反應物的接觸面積越大，HR越大，終產(chǎn)物中液體燃料和燃氣比仞越高。反應物表面越粗糙，HR越低，在反應器中停留時間越長。但是，當熱解溫度足夠高時，能量轉(zhuǎn)化率極大，反應物接觸面積對終產(chǎn)物影響可忽略。除上述提及的影響因素外，實驗室條件中的熱解反應體系末端都有終產(chǎn)物冷卻收集裝置，大多通過液氮降低裝置溫度，維持內(nèi)氣壓平衡。若冷卻溫度較高，終產(chǎn)物的裂化反應在冷卻階段仍會進行，從而會對

15、終產(chǎn)物的產(chǎn)量造成影響（Fontetal.,1995J。液氮的流速和停留時間也會影響終產(chǎn)物的冷卻效率。3 .熱解技術(shù)與反應器3.1 熱解技術(shù)熱解技術(shù)理念主要在RWE-ConTherm?處理方法中體現(xiàn)(Hauketal.,2004),它以回轉(zhuǎn)窯為反應器，以粉碎機為預處理裝置，熱解得到的燃氣與殘渣炭在末端爐中收集(圖1)。Malkow(2004)總結(jié)了歐洲生產(chǎn)運用或者研究試驗中，典型熱解體系所涉及的主要過程技術(shù)(圖2)?，F(xiàn)將當前熱解技術(shù)進展與存在問題總結(jié)如下(表1):Ruegislohuler工陟InivratpdPynitishh*rlEtrPlai*師同),邛ofhi的calprifkERf姓h

16、2,JJCrxic爐6Rcmj/v的My而ITippi鵬bunlerJ.Finemuerulbuokffsiusev7,Rumr.卜比mrexidUL9.FanM式,cIcMJE啪1喳上_pjsk"boitcr吟小網(wǎng)社MeloIwikr(TechTrade,201。圖1RWE-ConTherm?熱解過程原理流程圖其中，為回轉(zhuǎn)窯反應器、為粉碎機、為殘渣炭收集器、為燃氣收集管道。Fig.1 SchematicflowsheetofRWE-ConTherm?process1.1.1 復合熱解技術(shù)當前，在生產(chǎn)實踐中的熱解反應器與熱解廠幾乎很少以單一的熱解裂化反應得到終產(chǎn)物，大多數(shù)技術(shù)會包含氣

17、化、氧化和熔化反應等其他類型。其中，裂化與氣化反應的結(jié)合能提高終產(chǎn)物中高熱值燃料氣的比例，因此在近期研究中受到關(guān)注(Lietal.,2007;Yi,2007;Ohmukaietal.,2008)。但與此同時，復合熱解技術(shù)反應器成本昂貴，在二三線城市的小規(guī)模MSW處理中并不適用。1.1.2 預處理技術(shù)當前所有熱解技術(shù)中都配備了MSW原料預處理裝置。預處理主要包括對原料的分類與剔除，對原料尺寸的調(diào)整與規(guī)整，部分技術(shù)中也會設(shè)置干燥裝置來降低原料中的水分含量。上文提到的RWE-ConTherm?處理方法在Hamm熱解廠得到運用，但2009年煙囪倒塌后該廠停產(chǎn)至今。事故主要原因是由于投入反應器的原料組分

18、與原先設(shè)計的運行參數(shù)不符合，從而使得熱解過程中原料內(nèi)部溫度超出反應器耐受極限。借鑒此次事故，之后熱解反應器對運行參數(shù)的設(shè)置，放寬了對原料組分的要求，以此來提高熱解反應器運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性與安全性。FiMtdbt4li.ifcsrjndp尸仃依M事爐忸f(l-Hjbvtttel-fNCtotE3bietcchjg?r;4$pQCionunit.5-wjtrmp;6電jhHownieter:7-ratarnetsr)Refenence聞。cl4,(2013),Mi由ukfictdl.(201)1Ficedbrdpyid、*，s”rciM：IMuirmc%?-pyi出、泄、irMio*3-1hcriix)

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21、Jrilubeihe門iiAdn忙*1lunvmui圖2理論研究中典型城市生活垃圾（MSW）熱解反應器與體系Fig.2 TypicalMSWpyrolysisreactorsandsysteminliteratureshroewsmm?Kcjctar&upeQh口口c0ndlihQnsMjite-ri4hinputAproductstcchnologjAppIkdEjoniuivironmcntj國審tDaiarit.EJITIrpledeviceTable1Mainpyrolysisinvolvedunitsandtechnologiesusedinpilot,demonstrati

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43、wkmnow)TkaoUilmklunfiumihcdiyschAiMkm9hmfor加:郵IdiipwMinmjnChMKi(li1.2W7)As1-rowpl-KlpyrM*i$Tlicmamireactor&KrrwMd心ctnandtiku(節(jié)plin曲。tubcidiaiymct«Nq中悔nr制ig薛ef-yrlytisKiupcrjture.$代h：2prEr?時MM5WQuip胤：3.ynfAiwiihBlowcjforific皿wchoTiwii射，kjnd力由號加州，&INrttal配加品餐后口Tlwxitn.Chin*awithN200斥h1G&#

44、174;1cg依齒dliltfii(Chener>L2013Muitceclvonjlrotjry依舊工pyrol”件才Unwer【PHipecxurcofJipfMOJfini.i'djr300-450CmcM*MrEie«transftiJiegasisbmuflnl-wwu?lyUichm,Scv%3Mnput:心whl匕Wwiltitxjtil？k白reOnt依.indgttc工膽馴切式1Duri:nilchfir.clrariert另口、(Furrw，有即/必皿以3方雪dloncSIuhjlLhffia.withapxitforiooton/c加irnnmii

45、onphntiyrcjlifMs擲蝌犯scrubtxxlh?fnrrburrmi.Chiirw出qunthcMandscpdmedfremMIH冰CNlt$H位門力白中l(wèi)OnMMilconvettoi2«7)AcubtlirMCfiliiiiK1由rrtMtochtitedbyclmilicionoflhotDite-E&轉(zhuǎn)5行o附！g辭！xtrncrwirhiin上由i«uble才mved口pe.F?mlidEoniinunuslyWvanccs匣yribro-flJid-SEiEranspan；Rhw口時up:o50kfjliKimninfmm耳ml狀代tnro

46、nhitrionwirhipmjMTJtrrrliwggfrcin411)k>r(InpurGwundMSMn'OutpiM；卻口顰3orflueadcp/ndi祚$cmwh猊IhcrcqrIjm3Mori>tri£舞為supplied：JccardJiiily己u:qrJ&hOJLpuL苧出丫*3AlonehloHCirithc-iiUiiJMOCiMwiMidltuW3.1.3 終產(chǎn)物二次處理技術(shù)在實際商業(yè)運用中，熱解處理設(shè)備末端都會配備終產(chǎn)物二次處理的設(shè)備，這也說明現(xiàn)階段熱解反應的終產(chǎn)物并不符合市售燃料的規(guī)定與標準。終產(chǎn)物中的可燃性氣體會輸送至末端二

47、次處理設(shè)備中，通過氣化反應與篩選凈化來保證二次處理后合成氣的品質(zhì)。殘留炭則需通過淬火、篩選、金屬分離等步驟后，得到碳含量較高的工業(yè)炭。根據(jù)不同熱解體系對終產(chǎn)物的要求不同，二次處理設(shè)備的復雜程度也不同。3.1.4 減排處理技術(shù)當前所有熱解技術(shù)中都配置了與焚燒發(fā)電廠類似的減排裝置，以減少熱解反應副產(chǎn)物，特別是廢氣（如HCl、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）和多環(huán)芳煌等）和廢渣對環(huán)境造成的負面影響。典型的廢氣控制管道設(shè)備包括顆粒物過濾器、冷卻塔、濕法清洗器等。但與焚燒廠不同的是，這些廢氣廢渣處理設(shè)備容量都比較小。3.1.5 工業(yè)化熱解處理技術(shù)Honghoo（圖3）是一種純熱解處理技術(shù)，其主要以

48、多模塊的回轉(zhuǎn)窯反應器為關(guān)鍵技術(shù)。其中模塊I、II的反應溫度分別為300和500Co而模塊III則是終產(chǎn)物后續(xù)處理設(shè)備。在試點熱解廠中，原料為未分類的MSW,其終產(chǎn)物為合成氣、石油產(chǎn)品與炭。根據(jù)之前試運行的相關(guān)參數(shù)分析（Chenetal.,2013）,終產(chǎn)物中不含水的石油產(chǎn)品與炭產(chǎn)率在分別為3%和20%。但是，由于未部分未經(jīng)預處理的MSW含水率高達60%,這會提高熱解反應耗能中的Qi。且該廠原先設(shè)計的日均處理量為100噸，而實際投入生產(chǎn)后僅為30噸。筆者建議，對于FuelHonghoo處理技術(shù)的相關(guān)運行參數(shù)亟待提升與標準化，且需對該技術(shù)配置簡單的MSW預處理裝置。一=3人人人8曲汕Ort廿*MQ

49、CIVt01IIt©MOG”,Solcohwer圖3Honghoo熱解處理技術(shù)示意圖(Chenetal.,2013筆者文中提到的模塊I、II、III分別對應上圖中白熱解主反應器(Mainreactorforpyrolysis)子反應器(Subsidiaryreacto前后續(xù)處理裝置，而模塊IV是固態(tài)炭渣粉塵冷卻裝置(Ash&charsieving)Fig.3Honghootechnologyschematic(I,IIandIIIarethefirst,secondandthirdsectionofthepyrolysisreactor,respectively,andIVi

50、sthecharcoolingdrum).以上，提到的多為國外熱解技術(shù)的進展現(xiàn)狀，而在中國天津則有一家專門處理MSW的熱解廠，日處理量達5噸（Lietal.,2007）。它所運用的熱解技術(shù)以經(jīng)分類的MSW為原料，由主反應器與子反應器構(gòu)成（圖4）。主反應器為管狀反應器，分類后的MSW由螺旋傳送帶輸送，熱解反應則在整段管道中進行，而外部供熱由固體燃料如煤炭或木炭燃燒實現(xiàn)。終產(chǎn)物在離開主反應器后進入子反應器，在輻射管道冷卻釋放的熱量又能為原料供熱。試運營時，該熱解廠所用的MSW原料組分為橡膠8.27%、PVC8.51%、餐廚垃圾24.32%、蔬菜7.30%、布料5.35%、紙18.25%和鋸削4.8

51、7%。在主反應器熱解溫度500700c下，燃料氣產(chǎn)率在24.438.9%,石油產(chǎn)品產(chǎn)率在2116.4%。600c時，燃料氣的平均熱值為7.5464MJm-3,其中，出含量為15.2%,而C2H4、C2H6、C3H6、CH4總含量約為10%,可見其燃料氣經(jīng)濟價值較高。但該熱解廠對原料的要求限于經(jīng)分類的MSW,因此，對其終產(chǎn)物并無二次處理等提高附加值的設(shè)備。3.2熱解反應器目前，熱解反應器可分為固定床、回轉(zhuǎn)窯、流化床和其他新型反應器（表1）。以下提及的反應器為實驗室研究和工業(yè)應用中的反應器：Ir-T一匚fuiilrpcTiliii,p4crii3心g.k<-o-itzmJjivitmmmA山

52、加顯中亞Fig.4SchematicofthepilotMSWpyrolysisplantinTianjin,China.igig】wmi圖4中國天津試點熱解廠原理流程圖（Lietal.,2007）,OilI:-,Jfa-1Hr田tCIllL-3.2.1 固定床反應器固定床反應器的特點是HR較低，這主要與等式（4）中的傳熱系數(shù)較低有關(guān)。當MSW原料投入量較大時，其組分內(nèi)部的溫度并不均一（Wangetal.,2006）,因此原料的熱解溫度與產(chǎn)物亦不相同。在理論研究中，固定床反應主要用于研究單一原料前提下，不同運行參數(shù)對熱解終產(chǎn)物的影響。但關(guān)于不同原料之間比較的報道較少。由于其反應器效率較低，一般

53、不用于規(guī)?；O(shè)施。3.2.2 回轉(zhuǎn)窯反應器及其系統(tǒng)相比固定床反應器，回轉(zhuǎn)窯反應器在加熱原料時更有效率，即HR稍高。低速自傳的傾斜化窯爐能促進原料的攪拌與混合，使其內(nèi)外部受熱均勻化。目前，回轉(zhuǎn)窯反應器在實際生產(chǎn)中應用最為廣泛。與其他反應器相比，它存在許多優(yōu)點：1）原料混合充分；2）停留時間彈性大；3）反應器一次性投料量大，且能處理非均勻物質(zhì)。因此，回轉(zhuǎn)窯反應器無需配備預處理設(shè)備，且運營與維護成本較低。但其缺點是HR仍較低，屬于緩慢熱解反應器。絕大多數(shù)回轉(zhuǎn)窯的HR低于100Cmin-1,停留時間超過1h。其原因是，在升溫過程中，只有回轉(zhuǎn)窯反應器側(cè)壁能間歇性地接觸原料，將外界熱量傳導給反應物。反應物

54、粗糙程度較大、側(cè)壁接觸面積過小、自傳速度較低等都會降低HR。據(jù)報道（Lietal.,2002）,對回轉(zhuǎn)窯反應器中在MSW熱解，實驗對比了在以均一性沙石和不規(guī)則MSW為原料下，回轉(zhuǎn)窯反應器特性（如窯爐粗糙程度、出口端和內(nèi)部構(gòu)件）和運行參數(shù)（窯爐傾斜率、回轉(zhuǎn)速度）對物料停留時間（MRT）和物料積流量（MVF）的共同影響，由此建立了預測MRT和MVF的模型（Mastraletal.,2002,2003;Daietal.,2001a,b）。這為回轉(zhuǎn)窯反應器的工業(yè)標準化運用提供了理論依據(jù)。3.2.3 流化床反應器流化床反應器的特點是HR較高，原料混合較充分，屬于快速熱解反應器。因此，在理論研究中，此類反

55、應器在研究熱解溫度與停留時間對于熱解過程與終產(chǎn)物的影響中為主要反應器。特別地，在研究影響快速熱解或是探究重油二次裂化反應的停留時間，流化床經(jīng)常被選為相應實驗的熱解反應器。雖然，流化床反應器在實驗室條件下使用較多，但其在實際生產(chǎn)運用中并不如回轉(zhuǎn)窯反應器常見。其原因是，反應器內(nèi)部物料翻炒，外部供熱與循環(huán)系統(tǒng)較為復雜。然而，在MSW高聚物裂解產(chǎn)物的標準化中，流化床反應器遠遠優(yōu)于其他反應器。這主要與其他反應器中，高聚物的低導熱性和高粘性有關(guān)，這會降低反應器外部供熱的利用率，從而使得高聚物受熱不均勻，裂解產(chǎn)生的終產(chǎn)物變異性較大。因此，流化床反應器逐漸成為處理MSW中塑料、布料等高聚物的新型反應器，例如在

56、Kaminsky(2006)提到的Hamburg熱解廠和Al-Salemetal(2010)所提出的BP高聚物熱解處理體系均采用該反應器。ArenaandMastellone(2006)在對運行參數(shù)與終產(chǎn)物種類分析后得出，流化床反應器對于塑料的處理表現(xiàn)出優(yōu)越性能。但該反應器也存在原料分離過程繁瑣，外供熱與再循環(huán)系統(tǒng)復雜，運行成本過高等弊端。3.2.4 管狀反應器管狀反應器的主體為固定化管道，原料在投入反應器后會以不同運動方向傳送。管狀反應器通常由外部供熱，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式多樣。例如：1)螺旋裂解器(Aguadoetal.,2002);2)管狀直線反應器(Marculescuetal.,2007)

57、,其通過液化振動傳輸裝置將原料統(tǒng)一向前邊反應邊傳輸(圖2);3)內(nèi)置攪拌裝置的管式反應器(Walendziewski,2002)。在表1中，Thermoselect熱解技術(shù)(Malkow,2004)中CompactPower和CNRS熱化學轉(zhuǎn)化所用裝置均為管狀反應器。其優(yōu)點有焦化持續(xù)時間長、導熱面積大、合成氣生成量大等。若原料的傳熱系數(shù)已知，管狀反應器在工業(yè)設(shè)計及產(chǎn)業(yè)化運用中將更為便捷與安全。在管狀反應器所用的管道中，螺紋管因其造價低廉、運營成本小而具有廣闊的運用前景。根據(jù)工業(yè)設(shè)計需要，螺紋管的彳輸速度在0.525rpm,進而可以通過改變傳輸速度來調(diào)節(jié)物料停留時間。管狀反應器在廢棄塑料的催化裂化和熱解裂化中都有實際應用(Aguadoetal.,200?。但與流化床反應器一樣，管狀反應器對于MSW預處理要求較高，因其傳輸管道容量有限。此外，MSW中腐蝕性物質(zhì)與高硬度物質(zhì)對管道的侵蝕或磨損，均會影響管狀反應器的正常