气化裂解专利

①焦油催化裂解原理。尽管采取了各种措施来控制生物质气化过程中焦油的生成，但气体中焦油的含量仍远远超过应用允许的水平。因此，处理煤气中的焦油是有效利用煤气的一个必不可少的过程，而焦油的催化裂解是最有效、最先进的方法。过去简单的洗涤或过滤等方法只是将焦油从气体中分离出来，然后作为废物排放，不仅浪费了焦油本身的能量，还产生了大量的污染。而焦油热裂解可将焦油分解成永久气体，可与可燃气体一起使用。这样既降低了焦油含量，又利用了焦油中的能量。而热裂解需要高温(1000-1200℃)，实现起来比较困难。催化裂化利用催化剂大幅度降低焦油的裂解温度(约750-900℃)，提高裂解效率，使焦油的裂解率在短时间内达到99%以上。

焦油的组成影响热解的转化过程，但无论什么组成，热解的最终产物都与气化气的组成相似，所以焦油热解对气化气的质量没有明显影响，只是量增加了。对于大多数焦油组分来说，水蒸气在裂解过程中起着关键作用，因为水蒸气可以与部分焦油组分反应生成CO和H2等气体，不仅减少了炭黑的生成，还增加了可燃气体的生成。

②催化剂的特点和选择。生物质焦油催化裂解的原理与石油相似，因此催化剂的选择可以从石油工业中得到启发。但由于焦油催化裂解附加值小，其成本要求很低，所以人们除了研究石油工业中的催化剂外，还研究了很多低成本的材料，如石灰石、石英砂、白云石等。o

③焦油催化裂解的工艺条件。焦油催化裂解不仅需要合适的催化剂，还需要严格的工艺条件。和其他催化工艺一样，影响催化效果最重要的因素是温度和接触时间，所以工艺条件是根据这个要求来确定的。

④满足催化裂化工艺要求的关键。对于理想的白云石催化剂，焦油裂解的首要条件是足够高的温度(800℃以上)，该温度与流化床气化炉的操作温度相近。相关实验表明，在流化床气化炉中直接加入白云石可以在一定程度上控制焦油，但不能完全解决问题。这主要是因为焦油与气化炉内的催化剂接触不充分(因为焦油主要产生在进料口，但即使在循环流化床中，进料口以上的催化剂量也不可能很多)。因此，为了达到预期的效果，气化和焦油裂解一般需要在两个独立的反应炉中进行，这使得在实际应用中出现以下问题。

A.气化炉出口的气体温度已降至600℃左右。为了保持裂解炉温度在800℃以上，需要增加热源或部分燃烧煤气(一般燃烧份额为5%-10%)，使气化煤气质量变差，显热损失增加。b .无论裂解炉采用固定床还是流化床炉，气化气中的灰分或碳粒都可能造成裂解炉入口堵塞。所以需要在裂解炉和气化炉之间增加一个气固分离口，但是气体温度不能降低太多，使得系统更加复杂。

C.由于焦油裂解需要独立的装置，而且由于高温的要求，裂解装置要连续运转(否则效率太低)，使得催化裂解技术只适用于大型气化系统，限制了技术和适用性。

因此，焦油催化裂解应用的关键是根据不同的气化特性设计不同的裂解炉，尽可能降低裂解炉的能耗，提高系统的热效率。