*白云石的主要成份為CaCO3和MgCO3,不同地方出產(chǎn)的白云石成份略有不同。
從上面三種典型催化結(jié)果比較可知,鎳基催化劑的效果最好,在750℃時(shí)即有很高的裂解率,而其他材料在750℃裂解的效果還不理想,但由于鎳基催化劑較昂貴,成本較高,一般秸稈氣化技術(shù)難以應(yīng)用,所以只能在氣體需要精制或合成汽油的工藝中使用。木炭的催化作用實(shí)際上在下吸式氣化爐中即有明顯的效果,但由于木炭在裂解焦油的同時(shí)參與反應(yīng),所以消耗很大(在1000℃時(shí)達(dá)0.1kg/Nm3),對(duì)大型秸稈氣化來(lái)說(shuō)木炭作催化劑不現(xiàn)實(shí),但木炭的催化作用對(duì)氣化爐的設(shè)計(jì)及小型氣化爐有一定的指導(dǎo)意義,因?yàn)槟咎靠蓞⑴c化學(xué)反應(yīng),與水蒸汽反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣,并能與燃?xì)庵猩傻亩趸挤磻?yīng)生成一氧化碳,二者都是可燃?xì)怏w,這樣最終能大大增加燃?xì)獾臒嶂怠?/p>
化學(xué)反應(yīng)式: C+H2O(水蒸汽)=CO+H2 C+CO2=2CO
白云石(dolomite)是目前為止研究得最多和最成功的催化劑,雖然各地白云石的成份略有變化,但都有催化效果,一般當(dāng)白云石中CaCO3 / MgCO3在1~1.5時(shí)效果較好。白云石作為焦油裂解催化劑的主要優(yōu)點(diǎn)是催化效率高,成本低,所以具有很好的實(shí)用價(jià)值。
五、焦油催化裂解的工藝條件
焦油催化裂解除要求合適的催化劑外,還必須有嚴(yán)格的工藝條件。和其他催化過(guò)程一樣,影響催化效果最重要因素有溫度和接觸時(shí)間,所以其工藝條件也是根據(jù)這方面的要求來(lái)確定的。下面以白云石為例,分析這些工藝條件的特點(diǎn)
溫度:任何催化過(guò)程必須在合適的溫度下才能進(jìn)行,白云石對(duì)焦油的裂解在800℃以上即有很高的裂解率,而在900℃左右即可得到理想的效果,這一溫度和秸稈氣化的溫度相近,所以比較容易實(shí)現(xiàn),這也是白云石被廣泛使用的主要原因之一。
接觸時(shí)間:焦油和催化劑的接觸時(shí)間是決定催化效果的另一重要因素。由于接觸時(shí)間又是由氣相停留時(shí)間和催化劑的比表面積決定的,所以氣相停留時(shí)間和白云石和顆粒大小成為催化裂解的重要工藝條件。在同一條件下,氣相停留時(shí)間越長(zhǎng),裂解效果越好。
對(duì)于不同的接觸方式,氣相停留時(shí)間的要求不同,例如,在800℃時(shí),對(duì)dp?5mm的固定床,氣相停留時(shí)間一般要求在0.5s左右,而對(duì)于dp?1.5mm的流化床,氣相停留時(shí)間僅需0.1~0.25s即可。同樣的白云石的直徑越小,催化效果越好,但顆粒直徑太小,對(duì)固定床來(lái)說(shuō),阻力太大,而對(duì)流化床來(lái)說(shuō)飛灰損失太嚴(yán)重,所以白云石的直徑有一合適范圍,一般dp為2.0~7.0mm為好。
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