*白云石的主要成份為CaCO3和MgCO3,不同地方出產的白云石成份略有不同。
從上面三種典型催化結果比較可知,鎳基催化劑的效果最好,在750℃時即有很高的裂解率,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,一般秸稈氣化技術難以應用,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參與反應,所以消耗很大(在1000℃時達0.1kg/Nm3),對大型秸稈氣化來說木炭作催化劑不現(xiàn)實,但木炭的催化作用對氣化爐的設計及小型氣化爐有一定的指導意義,因為木炭可參與化學反應,與水蒸汽反應生成一氧化碳和氫氣,并能與燃氣中生成的二氧化碳反應生成一氧化碳,二者都是可燃氣體,這樣最終能大大增加燃氣的熱值。
化學反應式: 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,一般當白云石中CaCO3 / MgCO3在1~1.5時效果較好。白云石作為焦油裂解催化劑的主要優(yōu)點是催化效率高,成本低,所以具有很好的實用價值。
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,還必須有嚴格的工藝條件。和其他催化過程一樣,影響催化效果最重要因素有溫度和接觸時間,所以其工藝條件也是根據(jù)這方面的要求來確定的。下面以白云石為例,分析這些工藝條件的特點
溫度:任何催化過程必須在合適的溫度下才能進行,白云石對焦油的裂解在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,所以比較容易實現(xiàn),這也是白云石被廣泛使用的主要原因之一。
接觸時間:焦油和催化劑的接觸時間是決定催化效果的另一重要因素。由于接觸時間又是由氣相停留時間和催化劑的比表面積決定的,所以氣相停留時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,氣相停留時間越長,裂解效果越好。
對于不同的接觸方式,氣相停留時間的要求不同,例如,在800℃時,對dp?5mm的固定床,氣相停留時間一般要求在0.5s左右,而對于dp?1.5mm的流化床,氣相停留時間僅需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,對固定床來說,阻力太大,而對流化床來說飛灰損失太嚴重,所以白云石的直徑有一合適范圍,一般dp為2.0~7.0mm為好。
我公司精心研制的豎流多管焦油裂解器滿足了裂解工藝中的一切要求,介質白云石,通過使用驗證達到脫焦油效率99%以上。