[科普中国]-热解聚

通过把有机物垃圾加热加压一段时间，它们在温度、压力和水的共同作用下，就能实现超水合，变成一种泥浆状的混合物。此后，通过降压脱水，去除副产品，剩下的液体被注入第二阶段反应器。在反应器中，动物油脂被再次加热，使长分子链断开。最后，在垂直蒸馏器里实现最终产品的分流：气体从顶部散开，轻油从中上部流出，重油从中部流出，水从中下部流出，碳粉——可以用来制造轮胎、打印机墨粉——则从底部被分离出来。在理论上，可以把任何有机垃圾转化为燃油。

简介这是一个使用含水热解为减少复合有机物质的进程（通常是各种废品，往往被称为生物量和塑料）的轻质原油（石蜡基原油）。它模仿自然地质变化过程中被认为参与生产化石燃料。在压力和热，长链聚合物的氢，氧，碳分解成短链石油烃其最大长度约18碳。（18-C）

热解聚技术“热解聚技术”是美国伊利诺伊州微生物学家保罗·巴斯基斯发明的一项专利技术，可以应用于几乎所有含有碳元素的原料。

热解聚原理热解聚技术模仿的是地球缩短后的有机物转变成石油的过程。

热解聚实例美国密苏里州的一座造价2500万美元的废品加工厂，2003年末开工，由美国农业巨头康家公司和一家技术开发公司联合创办。康家公司每天要宰杀大量的鸡和其它动物，公司计划每天将200吨恐怖的动物内脏倾倒进一个大罐子里，然后将这些有机垃圾运到处理厂，经过热解聚工艺处理，出现于工厂另一端的是500桶家用燃料，还有足够运作整个工厂的天然气，以及11吨可以制造化肥的浓缩矿物质。

热解聚范围从理论上讲，热解聚工厂可处理的范围从废旧汽车轮胎到动物粪便，从废纸到医疗垃圾。这种工厂可以推广到全世界，因为不论在哪里，它的原料都十分充足。

理论和过程在CWT（Changing World Technologies）公司的应用方案中，水被用来改善加热过程，同时在反应中提供氢。

在CWT的过程中，进料首先被粉碎成小块，如果很干再混入一些水。然后投入到压力容器反应室，在那儿被匀速加热到250℃。与压力锅相似（只是压力更高），蒸汽自然的升高到4 MPa（饱和水点附近）。保持这种状态约15分钟以便充分加热混合物，然后迅速释放压力来脱除大部分水分（闪蒸）。其产物是粗制碳氢化合物和固体矿物。除去矿物，碳氢化合物被送入第二阶段反应器，在那儿被加热到500℃，进一步打破碳氢化合物的长链。然后各种碳氢化合物再被分馏存储，过程类似传统的石油精炼。

CWT公司宣称原料中15 to 20%的能量被用于维持设备运转，被转化额度产品中包含了剩余的能量。用火鸡废弃物作为原料，这一过程约有85%的收益率。换言之，85%的能量包含在这一过程的最终产品中（显然，这个能量包括原料本身的能量，也包括泵消耗的电力，以及加热用的天然气等燃料的能量）。假设原料是免费的（来自其它过程的废物），那么就可以认为15份的热能和电能消耗可以产出85份的可用能量。这就意味着在“用能量产生能量”的投资回报率上，是可以与其它能量生产过程相比的。如果应用更干燥并更加富碳的原料，如塑料，这个效率会更高。

这个过程可以破坏投入的一切原料物质。热解聚甚至可以有效的破坏多种危险物质，如毒物和难以摧毁的生物制剂，如朊病毒。

作用2003年春，《发现》杂志刊登了一篇惹人注目的文章引起很大的轰动。该文章题为《一切都可以变成石油》。文中说，一家叫做“科技改变世界”的公司在密苏里州有一所工厂，该公司声称它接收各种含碳的原材料，“包括火鸡下脚料、轮胎、塑料瓶、旧电脑、市政垃圾、玉米秸秆、造纸废水、有毒医疗废物、炼油残渣，甚至是像炭疽孢子这样的生物武器”，并将这些东西转化成三种有价值的产品：高质量的碳氢石油、清洁的碳氢天然气以及有用的矿物。他们将这种技术称为热解聚作用（TDP）。这听起来确实是一种高科技，就像是把自然界中有机物化石形成石油的过程大大加速了一样。该文章声称，“假设一个175磅重的男人从机器的一端进去，那从另一头出来的就是38磅石油、7磅天然气，还有123磅灭菌水”。从化学成分上看，从火鸡下脚料中得到的石油就像是家用采暖炉常用的2号汽油一样。工程师和投资银行家都参与进来，为这种新技术呐喊助威；联邦政府也斥资1200万美元投资这个项目的研究。

这种机械就像是传统炼油厂所用的一样——不过其规模要小很多。该公司表示，对于火鸡下脚料这样的材料，整个加工过程的能源效率可以达到85%。这就是说，只需消耗15个热量单位，就能从原料中生产100个热量单位。像火鸡下脚料这样的潮湿材料中的水分可以在加工过程的第一个阶段起到很大的帮助作用，将脂肪、蛋白质、碳水化合物转变成羧酸。压力急剧下降时，大约90%的自由水分会被去掉。这样就不用再通过加热和蒸发作用来去除水分了。加工过程的第二个阶段是进一步分解碳氢链，将它们最终变成轻石油。第三个阶段实际上类似传统的石油蒸馏。碳氢化合物会根据分子量分成煤油、汽油、石脑油等，而获得的易燃气体可用来保持整个加工过程的运转。而那些干燥的原材料（比如从碾碎的电器、建筑材料中获得的PVC塑料）与水混合加工，会生产出有用的化学材料，比如盐酸以及碳氢燃料。不同的原材料要有不同的加工“工艺配方”和加工时间。科技改变世界公司说，它可以安全地将任何材料进行再加工，只要不是核废料就行。该公司的第一座具有商业规模的加工厂设在密苏里州的迦太基(Carthage，Missouri)，投资2000万美元，紧邻康尼格拉（ConAgra）农业食品加工厂。公司发言人表示，借助这种方法，他们能够生产每桶只有10美元的石油（按2003年的美元币值计算）。

任何听起来说是天方夜谭的事情往往就是天方夜谭，这里所说的的热解聚作用也不例外。其言外之意跟19世纪的永动机概念没什么两样。垃圾进去，石油出来。（肯定总会有大量垃圾的，不是吗?）事实上，这个过程就相当于一个循环利用项目。根据热力学第二定律，热解聚作用接受我们高信息量的、依赖石油的经济体系所产生的垃圾，然后将它们变回石油的过程（假设）只有15%的能量损失。

问题在于，整个过程的前提是必须有一个石油经济平台。比如说，康尼格拉公司经营的那些大型火鸡饲养场只能在以廉价石油和天然气为基础的农业体系中存在。只有这样的农业体系才能生产足够的肥料来种植谷物以养活那些火鸡。此外，场地、加工、冷冻、运输和销售过程都是如此，直到最后这些火鸡到达一家占地15万平方英尺的大型超市的冷库中。没有了化石燃料，火鸡养殖的规模将会大为缩减，也将更加地方化，其产生的废物(比如羽毛、内脏、粪便等)将不足以供应哪怕是仅供展示所用的TDP蒸馏厂所需（如果你打算到那些分散的地方火鸡养殖户去收集那些假设的火鸡下脚料，并把这些原料带回假设中的TDP工厂的话，在这个过程中所消耗的汽油、柴油燃料成本可能会比这些火鸡下脚料所能产生的石油还要多）。

对于其他所有假想的TDP加工过程中所需“原料”（比如轮胎、旧电脑、市政垃圾等等）都会遭遇同样的问题。所有这些东西之所以能存在，是因为它们都是丰富石油资源的产物。离开了廉价石油，这些原材料迟早都将不复存在。TDP技术至多是在现有条件下加工现有垃圾的高效方法。但是现有条件不会存在太长时间。用不了多久，我们以化石燃料为基础的经济体系就将出现动荡。当这种局面真正来临时，我们就无法从那些散落四处的废物和垃圾中获得足够的石油，将现有生活方式延续下去。即使二十世纪初全美国每天产生的垃圾都经过TDP生产石油，最终也只能生产出我们每天所消耗石油的5%。因此，你可能会得出一个结论，那就是如果我们减少95%的能源消耗量，TDP技术也许还有点用处——但是如果我们真的把能源消耗减少到那么多，我们就不能产生足够的垃圾，也就无法产生前面所说的那5%的石油。1

本词条内容贡献者为:

蒲富永 - 教授 - 西南大学