為什么說熱裂解環保與實用并存

　　熱裂解是再相對溫度低的環境中實現的，而且反應速度比較快，所以熱裂解環保與實用并存。
 

　　根據反應溫度和加熱速度的不同，生物質熱解工藝可分為慢速、常規、快速或閃速集中。慢速裂解工藝具有幾千年的歷史，是一種以以生成木炭為目的的炭化過程，低溫和長期的慢速裂解可以得到30%的焦炭產量；低于600℃的中等溫度及中等反應速率(0.1～1℃/s)的常規熱裂解可制成相同比例的氣體、掩體和固體產品；快速熱裂解大致在10～200℃/s的升溫速率，小于5s的氣體停留時間；閃速熱裂解相比于快速熱裂解的反應條件更為嚴格，氣體停留時間通常小于1s，升溫速率要求大于103℃/s，并以102～103℃/s的冷卻速率對產物進行快速冷卻。熱解是指利用固體廢物中有機物的熱不穩定性，在氧氣不足的氣氛下于熱解反應器中燃燒，由此產生的熱作用所引起的化學分解過程。熱解的實質是加熱有機大分子，使之裂解成小分子析出，熱解技術也稱為熱分解技術或熱裂解技術。
 

　　裂解溫度過低或者過高都難以形成反映高聚物結構的裂解產物特征譜。這固然要通過實驗(一般以500℃開始)去摸索，使樣品達到瞬間的*裂解。當然一般推薦的溫度為400-900℃，其中500-600℃是對大多數高分子化合物都比較適宜的溫度。
 

　　生物質快速熱解過程中，生物質原料在缺氧的條件下，被快速加熱到較高反應溫度，從而引發了大分子的分解，產生了小分子氣體和可凝性揮發分以及少量焦炭產物?？赡該]發分被快速冷卻成可流動的液體，稱之為生物油或焦油。生物油為深棕色或深黑色，并具有刺激性的焦味。通過快速或閃速熱裂解方式制得的生物油具有下列共同的物理特征：高密度(約1200Kg/m^3)；酸性(pH值為2.8～3.8)；高水分含量(15%～30%)以及較低的發熱量(14～18.5MJ/Kg)。
 

6200 全自動熱裂解圖
 

　　熱裂解器是熱裂解氣相色譜儀的關鍵部件，有管式爐裂解器、熱絲裂解器和居里點裂解器等。
 

　　1、管式爐裂解器：管式爐裂解器通常由一個外壁加熱的石英管制成，采用電熱絲加熱，裂解溫度在300～1000℃，恒溫精度高。當爐溫達到設定溫度時，將樣品置于鉑金小舟內，用推桿將鉑金小舟送人裂解爐，樣品不與管壁接觸。管式爐裂解器結構簡單，可定量進樣，操作方便，裂解溫度連續可調。但升溫速率不可調，死體積大，容易產生二次反應。
 

　　2、熱絲裂解器：熱絲裂解器通常由直徑0.2～0.5mm、長50mm左右的鉑絲或鎳鉻絲繞成螺旋狀而成，樣品涂在金屬熱絲上，熱絲用穩定電壓加熱到所需溫度，可使樣品裂解。熱絲裂解器結構簡單，加熱時間短，二次反應少。但不易定量進樣，一般只用于定性分析。
 

　　3、居里點裂解器：居里點裂解器是一種高頻感應加熱裂解器，采用鐵磁性材料作加熱元件。將它置于高頻電場中，會吸收射頻能量而迅速升溫，當達到居里點溫度時，鐵磁質變為順磁質，不再吸收射頻能量，溫度穩定在居里點溫度。當切斷高頻電源后溫度下降，鐵磁性又恢復。將樣品附著在加熱元件上，樣品可在居里點溫度裂解。不同鐵磁質的居里點溫度不同，通過調節鐵磁質合金的組成可獲得所需溫度的加熱元件。
 

　　高分子材料本身是熱的不良導體，因此如何使樣品瞬間受到均勻的加熱溫度并能發生裂解這是實驗中應當注意的問題。GC/MS的檢測靈敏度通常在ng數量級，考慮到實驗中的分流比，樣品量在1-100ug足夠了，小于10ug是一般推薦值。過多的量不僅導致一部分樣品不能在預定的熱解溫度下分解，而且因為是非瞬間的氣化而留有較多的殘渣于裂解室內，影響下一個樣品的分析。通常將樣品溶解在溶劑中，然后加到樣品導入裝置中以形成薄膜，這是最為理想。如果高聚物是不溶解的，則需研磨成極細的粉末并均勻鋪放。