焚烧、气化和热解之间根本的区别在于过程中存在的氧气量。焚烧涉及在过量氧气下完全燃烧，气化使用受限制的氧气进行部分燃烧，而热解则在完全无氧的情况下进行。这一个变量决定了每种技术的化学反应、最终产品和最终目的。
选择这三种热转化方法并非哪种“最好”，而是取决于期望的结果。所用氧气量就像一个控制旋钮，决定了目标是释放热能，还是将材料转化为有价值的燃料和化学产品。
氧气的关键作用
氧气是决定热转化途径的关键反应物。通过控制其供应，我们可以将过程从简单的破坏引导到复杂的转化。
焚烧：完全燃烧
焚烧是在富氧环境中燃烧有机材料的过程。它是一种完全氧化的形式。
焚烧的主要目标是最大限度地释放热量，并实现初始材料（如城市固体废物）的最大体积减少。
主要产出是热量（用于产生蒸汽发电或供暖）、二氧化碳 (CO₂)、水和称为灰烬的固体残渣。
气化：部分氧化
气化是在高温（通常高于 700°C）下，将碳基材料暴露于有限或“缺氧”的氧气供应中。
这可以防止完全燃烧。该过程并非仅仅产生热量和二氧化碳，而是有意地产生可燃气体混合物。
主要产品是合成气，或syngas，这是一种主要由一氧化碳 (CO) 和氢气 (H₂) 组成的燃料。这种气体随后可用于发电或作为生产化学品和液体燃料的基石。
热解：无氧热分解
热解是在完全无氧的情况下，在高温下对材料进行热分解。
由于没有氧气参与反应，材料不会燃烧。相反，复杂的有机分子会分解成更简单、更小的分子。
此过程产生三种不同的产品：一种称为生物油或热解油的液体，一种称为生物炭的富碳固体残渣，以及一种类似于合成气的气体混合物。由于它是一个吸热过程（需要能量输入），因此所得产品保留了非常高的能量含量。
了解权衡
每种工艺都有一套独特的运行实际情况和战略优势。选择合适的工艺取决于平衡复杂性、成本和期望的产出。
简单性与多功能性
焚烧是三者中最成熟、技术上最简单的，使其成为废物销毁和热量产生的可靠解决方案。
气化和热解操作起来更复杂。它们需要更精确的温度和原料质量控制，但提供了一个显著的优势，即可以生产更多用途的产物，如燃料和化学原料。
能量输出：直接热量与储存燃料
焚烧产生的能量立即以热量形式释放。如果附近有直接利用这些热量或蒸汽的用途，例如在发电厂或区域供热系统中，则效率很高。
气化和热解产生中间燃料（合成气、生物油）。这些燃料可以储存、运输和更灵活地使用，但将其转化为最终能量（如电力）涉及额外的步骤和潜在的效率损失。
最终产品：灰烬与增值材料
焚烧的主要固体产物是灰烬，通常必须进行填埋。
相比之下，热解产生生物炭，这是一种有价值的产品，可用作土壤改良剂以提高肥力并固碳。这使得废物流转化为有价值的资源。
为您的目标做出正确选择
选择合适的技术完全取决于您的主要目标，无论是废物管理、能源生产还是材料回收。
- 如果您的主要重点是最大限度地减少废物量和直接产生热量：焚烧是最直接和成熟的途径。
- 如果您的主要重点是生产用于发电或化学合成的多功能燃料气体：气化是将固体原料转化为合成气的目标技术。
- 如果您的主要重点是生产液体燃料、化学品或有价值的固体副产品（如生物炭）：热解提供了将有机材料转化为不同液体和固体产物的独特能力。
最终，您的决定取决于您是将输入材料视为需要消除的问题，还是需要转化的资源。
总结表：
| 技术 | 氧气含量 | 主要目标 | 主要产品 |
|---|---|---|---|
| 焚烧 | 过量氧气 | 废物销毁与热量 | 热量、CO₂、灰烬 |
| 气化 | 有限氧气 | 燃料气生产 | 合成气 (CO, H₂) |
| 热解 | 无氧 | 材料转化 | 生物油、生物炭、合成气 |
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