第

2 期                                                袁浩然等：城市生活垃圾热解气化技术研究进展 

 

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热式，对物料具有很强的适应性，适用于各种尺寸

及形状的固体和液体、气体废弃物，同时具有控制

方便、操作简单的优点，缺点是热解反应不够充分，

回转窑出口处易产生燃气泄漏

[9]

。

 

2.4  其它反应器 

在固定床、流化床反应器的基础上，针对其使

用过程中的缺点形成一些改进型反应器，如旋转床

反应器、多级循环流化床。旋转床反应器克服了固

定床原料内部搭桥、架空的问题。多级循环流化床

每段圆锥体首尾相连，锥体底部形成流化床，气体

和固体间的回混被有效地阻止，气滞留时间的比例

比一般流化床的高很多，气化效率相应提高

[10]

。但

同时，改进后的反应器结构更为复杂，操作难度加

大，实际应用不多。

 

3  热解技术研究进展 

3.1  塑料类废弃物热解 

废 塑 料 约 占我 国 城 市 生活 垃 圾 中的

10%～

15%，是城市生活垃圾中的主要有机组分之一，众
多实验研究表明热解温度和加热方式直接影响废塑

料热解产物产量、产物分布及污染物浓度。左禹

等

[11]

在小型固定床聚乙烯（

PE）热解实验中发现，

提高热解温度可以促进分子链的断裂以及二次反应

的进行，进而提高产气率、碳转化率和热效率，

800 

℃时，产气率达到

56.04%，碳转化率达到 51.26%，

热效率达到

57.18%；热解气热值开始随温度的升高

而升高，在

700 ℃时达到最大值 38712 kJ/m

3

，随后

又随着温度的升高而有所下降。张研等

[12]

通过热重

法（

TG）和差示扫描量热法（DSC）研究了低密度

聚乙烯（

LDPE）的热解过程，同样发现提高热解

温度有利于促进分子链的断裂，可提高热解产物中

乙烯等小分子的含量，在

800  ℃时热解产物中

C

2

H

4

、

C

3

H

6

的浓度已接近

80%。 

对于各种废塑料混合物，目前研究重点为热解

过程中的各物质间的相互影响作用。

Chowlu 等

[13]

发现聚丙烯（

PP）含量达到 40%以上时，PP 与 LDPE

热解相互影响作用加强，

PP 与 LDPE 质量比为

65%

∶

35%时，热解活化能较小，热解产物中 C

10

及以下产物含量明显提高。

Ciliz 等

[14]

发现在

PP、

PE 混合物中增加 PP 含量，热解产物中 C

2

、

C

3

烃类

含量会升高，

PP、PE 混合物以及 PP、PS（聚苯乙

烯）混合物热解产物中

C

2

H

4

、

C

3

H

6

会增加，

C

2

H

6

、

C

3

H

8

会减少。

Aguado 等

[15]

发现萘烷可改变高密度

聚乙烯（

HDPE）的降解机理，在低温快速（350～

375  ℃、1～3 h）热解条件下促进气态烃的生成，
在慢速中温热解（

400～425  ℃、5～7 h）条件下催

进

C

5

～

C

32

大分子烃的生成。随着热解温度和停留

时间的增加，气态烯烃和

C

5

～

C

32

中

α 型烯烃含量

都会增加，

5 h、375  ℃条件下烯烃含量最高，占气

态产物的

96.5%；5 h、425  ℃条件下 α 型烯烃含量

最高，占

C

5

～

C

32

产物中的

76%。Bhaskar 等

[16]

发现

热解温度为

430℃时，PP、PE、PS、聚氯乙烯（PVC）、

高抗冲击聚苯乙烯（

HIPS-Br）

（质量比为

3

∶

3

∶

2

∶

1

∶

0.5）塑料混合物热解产物中液态产物、气态产

物、焦炭含量分别为

71%、17%、12%，热解原料

中加入

0.5 mol/L 的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）

后，热解产物中液态产物、气态产物、焦炭含量分

别为

60%、12%、25%，另外出现了 2%的石蜡。 

在污染物排放方面，王志等

[17]

的

PVC 固定床

热解实验发现，

HCl  析出过程可分为 3 个阶段，首

先是析出少量

HCl 的活化阶段，接着是析出大量

HCl 的等温分解阶段，最后是仍有少量 HCl 析出的
二次裂解阶段；快加热方式下析出的

HCl 量几乎是

慢加热方式的

2 倍。Brebu 等

[18]

研究了催化剂对

PP、

PE、PS、PVC、ABS-Br 混合物热解油中溴、氯的
去除效果，发现

FeOOH、Fe-C 对溴的去除效果较

好，可达到

90%～95%，CaCO

3

、

Ca-C 对氯的去除

效果较好，可达到

93%～98%。Bhaskar  等

[19]

研究

了

Ca-C、Fe-C、K

2

CO

3

-C 催化剂对 PVC 热解过程

中析出

HCl 的吸收效果，发现 Ca-C 的吸收效果最

好，最优条件下，可达到理论吸收值的

63%。 

3.2  纸类废弃物热解 

废纸约占我国较发达城市生活垃圾总质量的

4.5%～6.5%，实验发现热解温度同样是影响热解过
程的重要因素。温俊明等

[20]

在热重实验中发现，废

纸的热解失重波段分别是

160～570  ℃、380～800 

℃，失重率分别为

81%、19%。Wu 等

[21-22]

在废纸

热重实验中发现，随着热解温度的提高，热解气中

碳氢化合物和非碳氢化合物分别增加，

665  ℃时，

热解气占热解产物的

80.73%，其中非碳氢化合物达

到

79.10%。肖刚等

[23]

在流化床热解实验中发现，废

纸的最佳热解温度为

600～700  ℃，此时，热解产

物中热解气占

55%～65%，热解油占 25%～30%，

焦炭占

15%～20%。