在典型的热解过程中，热解气体的产率占初始原料质量的 20% 到 35%。这个数字并非固定不变；它高度依赖于所处理材料的成分，例如废物流中塑料的具体类型，以及操作的精确条件。
热解气体的产率是一个可变的结果，而不是一个静态的数字。核心要点是，输入材料（原料）的成分和工艺温度是决定您生产更多气体、油还是固体残渣的主要因素。
为什么热解产率是一个范围，而不是一个单一数字
要了解热解气体的产率，您必须首先了解热解过程本身。这是在三种潜在产出之间取得平衡的行为，您可以影响这种平衡。
热解的核心原理
热解是在缺氧环境下，材料在高温下进行热分解的过程。由于没有氧气，材料不会燃烧；它会分解成更小、不同的分子。
三种主要产出
这种分解会产生三种不同的产品：
- 热解气体（合成气）：氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等不可冷凝气体的混合物。
- 热解油（生物油）：各种冷凝有机化合物的液体混合物。
- 热解残渣（焦炭/生物炭）：一种富含碳的固体材料。
这三种产品的产率是相互依存的。气体组分的增加必然意味着油和/或残渣组分的减少。
影响气体产率的关键因素
20% 到 35% 的范围是一个通用指南。实际产出由有意的选择和原料的性质决定。
原料成分至关重要
最重要的单一因素是您投入的化学物质构成。不同的材料分解方式不同。例如，处理混合塑料废物流会产生与处理均匀农业生物质不同的气油比。
污染物的影响
不可热解材料（如土壤、灰烬或金属）的存在直接影响产率。这些污染物不会分解成气体或油；它们只是作为固体残渣的一部分离开过程，从而降低了有价值燃料组分的潜在产率。
工艺温度和速度
较高的工艺温度（例如，>600°C）和较快的加热速率倾向于进一步“裂解”较大的分子，有利于生产较轻的、不可冷凝的气体。相反，较低的温度和较慢的加热速率通常有利于生产液体热解油。
理解权衡
优化一种产出通常意味着在另一种产出上做出妥协。不可能孤立地评估气体产率。
气-油-残渣平衡
旨在最大化气体产率的工艺必然会产生更少的油。如果您的目标是生产液体燃料（油），您将在不同的条件下运行系统，这反过来会降低气体产率。您总是在用一种产出换取另一种产出。
其他产品的质量
此外，副产品的质量也很重要。例如，热解油通常是酸性的、不稳定的，并且与传统燃料不混溶。管理或升级这种油是一个重要的运营和经济考量，与气体的利用并存。
根据您的目标做出正确选择
“理想”的气体产率完全取决于您项目的主要目标。
- 如果您的主要重点是最大化气体生产以获取能源：您将需要选择高氢含量的原料，并在较高温度下运行系统，接受较低的油产率。
- 如果您的主要重点是生产液体燃料：您应该针对较低的温度条件，这些条件有利于油的冷凝，这自然会导致气体产率处于典型范围的较低端。
- 如果您的主要重点是减少废物量：关键指标是将固体废物转化为有价值的气体和油，从而最大限度地减少可能需要处置的最终固体残渣。
最终，控制您的热解产出始于深入了解您的输入材料并精确控制您的工艺参数。
总结表：
| 因素 | 对气体产率的影响 |
|---|---|
| 原料成分 | 高氢含量材料（例如，某些塑料）会增加气体产率。 |
| 工艺温度 | 较高温度（>600°C）有利于气体生产而非油生产。 |
| 加热速率 | 较快的加热速率会进一步“裂解”分子，增加气体产率。 |
| 污染物 | 惰性材料（土壤、金属）通过增加固体残渣来降低潜在气体产率。 |
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