热解

热解,是指物质受热分解的反应过程，也就是热分解。许多无机物质和有机物质被加热到一定程度时都会发生分解反应。

如： 碳酸氢钠焙烧生成碳酸钠： 2NaHCO3─→Na2CO3+H2O+CO2 石灰石（碳酸钙）焙烧生成生石灰（氧化钙）： CaCO3─→CaO+CO2 氧化汞热解生成元素汞： 2HgO─→O2+2Hg 氯酸钾热解生成高氯酸钾： 4KClO3─→3KClO4+KCl。。这些无机物热解反应具有工业化意义

而具有工业意义的主要是有机物热解过程，常因具体工艺过程而有不同的名称。在隔绝空气下进行的热解反应，称为干馏，如煤干馏、木材干馏；甲烷热解生成炭黑称为热分解；烷基苯或烷基萘热解生成苯或萘常称为热脱烷基(见脱烷基)；由丙酮制乙烯酮称为丙酮裂解等。烃类的热解过程常区别为热裂化和裂解。前者的温度通常 600℃，其目的是由重质油生产轻质油，进而再加工成发动机燃料。后者则温度较高（通常 700℃），且物料在反应器中停留时间较短，其目的是获得石油化工的基本原料如乙烯、丙烯、丁二烯、芳烃等。

1、干燥阶段（温度为120—150度），对物料中的水分进行蒸发，物料只发生物理变化，而化学组成几乎不变。

2、预热解阶段（温度为150—275度），物料的热反应比较明显，化学组成开始变化，生物质中的不稳定成分如半纤维素分解成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。

3、固体分解阶段（温度为275—475度），热解的主要阶段，在缺氧条件下受热分解，生成的液体产物中含有醋酸、木焦油和甲醇；气体产物中有CO2、CO、CH4、H2等，可燃成分含量增加。

4、煅烧阶段（炭化阶段）（温度为450—500度），生物质依靠外部供给的热量进行木炭的燃烧，使木炭中的挥发物质减少，碳含量增加。

垃圾热解处理常用喷雾热解法。该法是以水，乙醇或其他溶剂将原料配成溶液，再通过喷雾装置将反应液雾化并导入反应器内，使溶液迅速挥发，反应物发生热分解，或者同时发生燃烧和其他化学反应，生成与初始反应物完全不同的具有新化学组成的纳米粒子。

喷雾热解法可以把Cu2O沉积在各种底物上做成膜，底物可以是SnO2，In2O3，CuO和CdS等。这种方法，所需仪器简单，同时能形成大尺寸的薄膜。另外，在热解中反应物能很好的控制薄膜的结构和形态。

干式热解是一项用于回收处理废旧轮胎的技术，可以从废旧轮胎等废旧橡胶制品中高效率的回收油、碳黑、废钢等半成品。所用工艺是从乌克兰引进的“干式热解法”。

其工艺流程为：原料准备（分级）→原料给送→热加工→蒸汽混合物的分离→碳的加工。干式热解采用本工艺生产的处理装置通过对固体有机物的处理得到以下产品：

液烃，经进一步裂解可以获得汽油、重油、柴油燃料；

热解气，热值接近天然气，可以作为居民用气或发电用气使用；

碳黑,经过活化处理后可以得到活性炭。

热解与气化都是将可燃废弃物分为气体、液体和固体三部分的过程。但二者的区别是：

(1）氧气量不同。热解是完全无氧，气化是缺氧．即不足。

(2）产物不同。热解产物是可燃气体、焦油和炭黑，气化产物是可燃气体、焦油和无机残渣。

与垃圾直接焚烧柑比，热解气化技术具有以下两个优点：

(l）垃坡热解气化过程中，废弃物中的有机物成分能转化为可燃气体、焦油等不同的可利用能量形式， 其经济性更好；

(2）垃圾气化时空气系数较低，大大降低排烟量，提高能量利用率、降低氨氧化物的排放量， 减少烟气处理设备投资及运行费；

(3）还原气氛下，金属未被氧化，便于回收利用． 同时Cu 、Fe 等金属不易生成促进二恶英形成的催化剂；

(4）热解气化法产生的烟气中，重金属、二恶英类等污染物的含量较少， 二次污染小，污染控制问题得到简化，对环境更加安全

热解垃圾处理是将废旧轮胎、塑料、油漆涂料等特殊垃圾的热解气化处理。其处理过程是将这些垃圾放置在一个完全密封的炉膛内，并将炉内温度加热至450到750摄氏度。在高温及缺氧情况下，这些垃圾中的有机物将分解成固体垃圾和热气两部分。固体垃圾主要是灰粉、矿物质及碳化物。经过冷却清洗，固体垃圾中的各种金属将被分离出来，由此产生的焦炭也可被重复利用。至于热气，其中可凝结部分将被转化为油脂，而剩余热气则将被用于对炉壁进行加热。

热解碳和热解石墨是一种热解碳按其特性可以分为高密度的致密热解碳与低密度的疏松热解碳和各向同性与各向异性热解碳。热解碳按其特性可以分为高密度的致密热解碳与低密度的疏松热解碳和各向同性与各向异性热解碳。其性能和结构取决于热解温度。800-1000℃以下热解的是热解碳,在 1400-2000 ℃ 热解或更高温度下处理的叫热解石墨。热解碳的性质结构取决于其制造条件，其中以沉积温度为重。

从反应机理上说,制备热解碳要经历两个阶段:

1)、发生炭化过程, 生成焦碳和分离的挥发产物；

2)、生成的产物降解成热解碳、水、气体。

金属的冶炼方法中就包括热解法。加热金属氧化物、碘化物、羰基化合物等使其分解制取纯金属。比如碘化钛在钨丝上加热分解，沉积出金属钛。

例如，碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳加热时：

CaCO3 = CaO + CO2 ↑

另一方面，部分化合物，只是分解成它们的组成元素。水，当加热到超过2000℃，分解成其组成部分 - 氢气和氧气：

2 H2O = 2 H2 + O2 ↑

分解可借助于一个催化剂。例如，过氧化氢分解更迅速，使用的二氧化锰：

2 H2O2(aq) = 2 H2O(l) + O2(g)↑

热解吸是通过直接或间接热交换，将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度（通常被加热到150~540℃），以使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离的过程。热解吸，不是热解析，热解析只是笔误或者打错。热解吸技术室一种无溶剂，干净，通用，高灵敏度的样品前处理技术。 通常分为两大类： -土壤或沉积物加热温度为150~315℃的技术为低温热解吸技术； -温度达到315~540℃的为高温热解吸技术。目前此类修复工程涉及的污染物包括：苯、甲苯、乙苯、二甲苯或石油烃化合物（TPH）。

热解吸，是通过加热来解除吸附质在吸附剂上的吸附状态的过程，区别在解字，热解是受热分解的意思。因此热解吸过程存在热分解反应。

热脱附技术是指在真空条件下或通入载气时，通过直接或间接热交换，将土壤中的有机污染物加热到足够的温度，以使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离，进入气体处理系统的过程。作为一种非燃烧技术，热脱附过程污染物处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用，特别是对含氯有机物，非氧化燃烧的处理方式可以避免二恶英的生成，广泛用于有机污染物污染土壤的修复。目前，污染土壤传统热脱附技术为滚筒式热脱附，新兴热脱附技术包括流化床式热脱附、微波热脱附技术和远红外线热脱附。

可见热脱附过程不需要发生热分解反应，这是和热解的主要区别。

热解吸可以用在广泛意义上的挥发态有机物（VOCs）、半挥发态有机物（SVOCs）、农药，甚至高沸点氯代化合物如PCBs、二噁英和呋喃类污染土壤的治理与修复上。待修复物除了土壤外，也包括污泥和沉积物等，但是热解吸技术对仅被无机物如重金属污染的土壤、沉积物的修复时无效的。 

通常，以下四种类型样品基质中有可热解吸的挥发性组分时，可使用热解吸技术： 

①食品中的挥发性香味和风味化合物组成； 

②固体基质中可热降解的化合物组成，诸如聚合材料中