热解气化炉的反应阶段主要分为以下几个部分:
一、初始反应阶段(初次反应阶段)
在加热条件下,可燃固体废物首先发生裂解,此阶段主要分离出挥发分、焦油、甲烷、氧气等气体产物。这一过程是导致初始反应阶段失重的主要原因。
二、二级反应阶段(二次反应阶段)
随着温度的升高,大分子物质会再次裂解。这一阶段可以进一步细分为:
小分子二级反应:乙烯等小分子物质会再次分解,产生氢气等气体。
大分子二次热解反应:含有复杂结构的化合物(如含有米环的化合物、准分子化合物、氨基化合物等)会再次裂解,分解为甲烷、苯、水、碳等小分子物质。随着温度的持续升高,二次裂解的程度会加剧,导致气体产量迅速增加。
另外,从热解气化炉反应层的角度来看,其过程通常分为氧化、还原、裂解和干燥等层次:
氧化层:气化剂从炉排下部引入,通过灰层吸热后进入氧化层。碳在高温下的燃烧反应在氧化层中生成大量的二氧化碳,同时释放热量。氧化层中的燃烧是放热反应,为还原层的还原反应和物料的分解干燥提供了热源。
还原层:氧化过程中产生的二氧化碳和碳随水蒸气发生还原反应。
裂解层:氧化区和还原区产生的热气向上通过裂解区,加热生物质,使其裂解。同时,还原层和裂解反应区的气体产物上升到该区加热生物质原料,蒸发原料中的水分并吸收热量,从而降低生产温度。
需要注意的是,热解气化炉的具体反应阶段可能会因设备设计、操作条件以及处理物料的不同而有所差异。因此,在实际应用中,需要根据具体情况对热解气化炉的操作参数进行调整和优化,以实现更佳的处理效果和经济效益。