微型流化床中萘裂解生成小分子气体的反应动力学研究

摘要

气化是煤、生物质以及其他含碳燃料高值化利用的有效途径之一.为了考察气化过程中焦油的反应转化特性,选取萘作为焦油模型化合物,以流化催化裂化(fluid catalytic cracking,FCC)催化剂及褐煤热解焦作为接触裂解载体,利用微型流化床考察流化条件下萘催化裂解反应规律,并采用Friedman法和积分法计算萘裂解生成CH4和H2等典型气体组分的动力学参数.结果表明,FCC催化剂与褐煤焦均对萘裂解有明显的催化效果,褐煤焦用于萘裂解的反应活化能整体数值低于FCC催化剂.FCC催化剂裂解萘生成H2符合三维扩散(球形对称)模型,生成CH4符合成核与生长(n=2/3)模型.相应地,褐煤焦裂解萘反应生成H2和CH4分别采用收缩几何形状(圆柱形对称)和三维扩散(圆柱形对称)具有较好的拟合度.