[发明专利]一种垃圾焦油催化裂解催化剂活性测试的装置及其方法

摘要

本发明公开了一种垃圾焦油催化裂解催化剂活性测试的装置及其方法，包括顺序连接的空气压缩机、空气过滤器、空气流量控制器、气化炉、催化反应器、冷却器、过滤器、氢气浓度检测器、一氧化碳浓度检测器、二氧化碳浓度监测器、甲烷浓度检测器和乙烷以上烃类浓度检测器；其中，气化炉内装有用于热裂解的垃圾或生物质，催化反应器内装有用于对垃圾焦油进行催化裂解的催化剂颗粒；并且，气化炉和催化反应器内分别设置有温度控制器。本发明可以正确地测定催化剂的活性和动力学参数，优选合适的催化剂对垃圾焦油进行催化裂解。

主权项

一种垃圾焦油催化裂解催化剂活性测试的方法，其特征在于，包含如下步骤：A：在气化炉中加入要热裂解的垃圾，并在催化反应器中加入催化剂颗粒，对气化炉进行加热使垃圾产生气化焦油，使气化焦油进入催化反应器内，对催化反应后的气体分别进行冷却和过滤；B：分别检测催化反应后的气体中氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷和乙烷以上烃类的浓度；C：计算每一瞬间催化反应产生的氢气、一氧化碳、甲烷和乙烷以上烃类的浓度减去空白或惰性载体热裂解所产生这些气体的浓度，求出每一瞬间催化剂颗粒催化焦油裂解所产生的各气体净产量；D:利用热量方程式计算其热值，累计这些瞬间热值，即为催化剂颗粒对焦油裂解的贡献，并将瞬间热值除以累计热值，得到焦油裂解反应进程随时间的变化曲线；其中，热量方程式为：H＝285.8*Y氢气+283.0*Y一氧化碳+890.3*Y甲烷+1558.3*Y烃其中，H为热量，单位：千焦，Y氢气为氢气的摩尔数，Y一氧化碳为一氧化碳的摩尔数，Y甲烷为甲烷的摩尔数，Y烃为乙烷以上烃类的摩尔数；E:对反应进程——时间曲线进行曲线拟合，并对其微分，得到焦油裂解转化率，再取转化率为10％‑‑80％之间的进行加权平均值M平均；其中：M平均＝[(dx/dt)/(1‑x)]；F:据焦油裂解动力学总包一级反应方程：dx/dt＝k(1‑x)；以及根据化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式：k＝A*exp(‑Ea/RT)，其中，k为化学反应速率常数，1/秒；x为反应进程；t为反应时间；R为摩尔气体常量，8.314J/(mol·K)；T为绝对温度，单位为K；Ea为表观活化能,J/mol； A为指前因子；从而可以得到催化剂的表观活化能Ea和指前因子A。