确切地说，热解是热分解过程，而不是燃烧。 因此，它不会像烟囱那样产生“排放物”。相反，它将单一的输入材料转化为三种不同的有价值的产品类别：固体、液体和气体。这些产物的确切组成完全取决于初始材料和所使用的特定工艺条件。
核心的误解是将热解产物视为废气排放。在适当控制的系统中，产物是工程化的产品——固体（如生物炭）、液体（如生物油）和气体（如合成气）——每种都有特定的工业或能源应用。
热解产物的三个状态
热解在缺氧的环境中分解有机材料或碳氢化合物。这可以防止燃烧，而是将材料分解成其组成部分，然后将它们捕获为不同的产品流。
固体产物（生物炭和焦炭）
主要的固体产物是富含碳的材料，称为生物炭（来自生物质）或焦炭。
这种固体是在大多数挥发性组分汽化后剩下的物质。其主要成分是稳定的固体碳。
较低的热解温度，通常在 400–500 °C 左右，专门用于最大化这种固体产物的产率，以用于农业、过滤或能源压块等应用。
液体产物（生物油和焦油）
随着工艺温度的升高，会形成复杂的冷凝气体混合物。当这种蒸汽冷却时，它会变成液体产品。
这种液体通常被称为热解油（或生物油），但根据原料的不同，也可能包括木醋或焦油等馏分。
这种油可以用作替代的工业燃料，或进一步精炼成更高等级的产品，如生物柴油。
气体产物（热解气）
在液体分离后剩下的不可冷凝气体形成了第三种产品流，通常称为热解气或合成气。
这种气体是一种混合物，可能包括氢气 (H2)、甲烷 (CH4)、一氧化碳 (CO)、二氧化碳 (CO2) 和各种其他碳氢化合物。
至关重要的是，这种气体具有重要的能源价值。在大多数现代热解装置中，这种气体被捕获并用于提供维持热解反应所需的热量，使系统具有很高的能源效率。
为什么热解产物不是一成不变的
固体、液体和气体的特定比例和化学成分不是固定的。它们是通过控制两个关键变量来刻意调节的。
输入材料（原料）的作用
起始材料从根本上决定了潜在的产出。热解木材产生的产物与热解其他材料产生的产物截然不同。
例如，废塑料的热解会产生不同的油和蜡。甲烷的热解是一个专门的过程，旨在生产两种清洁产品：固体碳和气态氢。
工艺条件的影响
温度是最关键的控制杆。作为一个一般原则，操作员可以根据他们的目标来引导产出比例。
较低的温度（400–500 °C）有利于生产固体生物炭。
较高的温度（高于 700 °C）会更彻底地“裂解”材料，有利于提高液体和气体燃料的产率。
理解权衡：产品与逸散排放
虽然受控的热解系统将输入物转化为产品，但主要的环保问题是潜在的失控或逸散排放。
闭环系统至关重要
一个设计良好的热解设施的目标是成为一个闭环系统。所有三种输出流——固体、液体和气体——都被容纳并引导进行收集或使用。
系统中的任何泄漏都可能释放出挥发性有机化合物 (VOCs) 或其他未经处理的气体，这些将被视为有害排放物。因此，设备的完整性至关重要。
下游排放仍然重要
重要的是要记住，热解产品本身在使用时具有排放特征。
燃烧生物油或合成气以获取能源将产生排放物，例如 CO2，这与其他燃料相当。环境效益根植于原料，例如将废料转化为有用的燃料。
根据您的目标做出正确的选择
热解的“排放物”最好理解为工程化的产出。应根据所需的最终产品来选择工艺。
- 如果您的主要重点是碳封存或土壤改良： 您应该利用生物质的低温热解来最大化稳定固体生物炭的产出。
- 如果您的主要重点是通过废物生产能源： 您应该利用高温热解来最大化富含能量的生物油和可燃合成气的产率。
- 如果您的主要重点是生产清洁氢气： 您应该研究专门设计用于将天然气分解为固体碳和氢气的甲烷热解。
归根结底，理解热解的产出就是控制一个强大的转化过程，以创造价值而不是浪费。
总结表：
| 产品流 | 通用名称 | 主要用途/应用 |
|---|---|---|
| 固体 | 生物炭（来自生物质）/焦炭 | 土壤改良剂、过滤、能源压块 |
| 液体 | 生物油/焦油 | 工业燃料，精炼成生物柴油 |
| 气体 | 合成气/热解气 | 现场能源，燃料 |
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