摘要：在小型外熱式固定床實驗臺上，對塑料垃圾進行高溫熱解實驗研究。研究主要針對不同的熱解終溫，目的是弄清熱解過程的規律、熱解溫度對熱解產物的影響、熱解終溫和產氣量及氣體成分的組分之間的關系。尤其研究了在熱解處于末期的時候，強化水煤氣反應對結果的影響。

關鍵詞：垃圾, 熱解, 外熱式熱解爐, 二惡英

垃圾熱解氣化技術是近幾年來世界各國為解決垃圾焚燒過程中產生二惡英類毒性物質問題而提出的一種新技術，熱解技術。

是指在無氧或缺氧條件下，高溫加熱有機物，使有機物的大分子裂解成為小分子直到變為氣體，從而獲得可燃氣體以及少量油品的技術[1]。目前被廣泛認為是21 世紀的新型垃圾處理技術。

筆者在小型外熱式固定床實驗臺上，以醫療廢棄物中的輸液袋和一次性針管為實驗材料，進行了高溫熱解實驗研究。主要針對不同的熱解終溫，研究了熱解過程的規律。對熱解過程規律的研究，國內的許多研究者都做了許多工作[2-3]，但對強化水煤氣反應的研究還不多見，所以筆者對原有實驗臺進行了改進，在密封蓋上增加了一個壓力噴嘴，研究了在熱解處于末期的時候，強化水煤氣反應對結果的影響。得到了一些有益的結論。

1 實驗裝置與實驗方法

本實驗的裝置如下圖1 所示。

工作原理是：垃圾在熱解爐中經過高溫加熱，由 CO、CO2、H2、CH4、C2H4 與C2H6 組成的熱解氣體被析出。氣體經冷凝管冷凝，高溫氣體得到冷卻，冷凝下的焦油由焦油收集瓶收集。這樣較為干凈的氣體可以通過氣體流量計來計算流量，部分氣體可以由集氣囊收集進行檢測，殘余氣體流經燃燒嘴燒掉。

用電子稱稱量待熱解塑料，放入熱解實驗裝置中的熱解爐內；連接管道，安裝壓力表、熱電偶等儀表；運行電加熱裝置；按實驗計劃讀流量表讀數、瞬時產氣量、各熱電偶讀數、電表讀數，觀測到出氣量較大時，使用氣囊收集產生的氣體送氣相色譜儀處檢測氣體組分含量百分比，記錄多次測量值后求平均值；通過流量計觀察，待幾乎沒有氣體產生時停止加熱；實驗裝置徹底冷卻后，拆卸實驗裝置，稱量燒瓶中焦油的質量、熱解爐中殘碳的質量；整理實驗裝置；處理數據。

2 實驗結果與討論

2.1 熱解終溫對產氣量及瞬時產氣量的影響

從圖2 中可以看到，垃圾在高溫加熱的情況下，揮發出可燃氣體的體積隨著溫度的升高而增加。從 600℃~750℃這個溫度區間內，揮發出的可燃氣體體積增加顯著，說明這個溫度段是垃圾熱解變化最為劇烈的階段。750℃之后，氣體產量沒有明顯的增加。

瞬時產氣量是熱解過程中各個時刻物料的產氣量，從圖3 中可以看出，熱解初期的瞬時產氣量都比較小，到某一時刻后突然變大。熱解終溫在500℃和 600℃時，瞬時產氣量逐漸增大，但增長緩慢；而熱解終溫在700℃和800℃時，瞬時產氣量增大明顯。說明溫度較高時，未斷裂的大分子物質在高溫的作用下分解揮發；同時揮發分中大分子會發生二次反應，裂解為小分子氣體。從圖上也可以看出，最大瞬時產氣量都產生在熱解開始的15～30min 之間，這個時間段內是熱解反應最激烈的時間。